第6章输入输出设备与输入输出系统

第6章

输入输出设备与输入输出系统16.1输入输出设备概述6.1输入输出设备——人机交互设备输入设备——人们可以通过它把要执行的命令和数据等信息送入计算机。输出设备——人们可以从计算机得到所需要的结果。

2输入输出设备简明列表键盘图形输入设备：鼠标器、图形板、光笔图象输入设备：扫描仪、传真机、摄象机、数字相机条形码阅读器显示器（字符、图形、图象）打印机（针式、喷墨、激光）绘图仪输入设备输出设备3

5.1.2点阵式设备运行原理

以点阵式运行的设备，通常都是把某些信息例如字形、图形、图像等，以计算机用户可见的某种形式表示出来。在计算机显示器，屏幕上，这些被显示的内容是以可见光的形式表现出来的。在打印纸上，通常是以“印刷”（染色）的效果表现出来。

4点阵式设备运行共同特点：要表示的信息，最终要以平面上以可见的“形状”体现出来。而这些“形状”不管其简单还是复杂，原理上，又都是以许多断续的点的不同布局表示出来的。当一些点彼此之间靠得很近时，使人看上去就像连在一起的样子。例如：把一些点安排在一条直线上，人们可看见一条直线的形状，把这些点安排在一个方框内，人们可看见一个方框的形状；若在一个英文字母字形的各位上布满点，人们就可以看见英文字母。5

从组成各种形状的点的布局规律看，有两种情况：（1）每个被表示的对象有确定的形状（如中、西文字符、标点符号、简单的几何形状）。要表示这样一些对象，可设法把这些对象的点的布局设置保存在存储器中，需要时再把它们复现出来。（2）被表示对象的点的布局没有确定的规律（如油画、照片）。要表示这样一类对象，可设法把油画或照片上所表现的连续变化的内容，在计算机指定的平面上用离散的点表示出来。简单的应用方式只需为每点分配一个二进制位来区别点的有无，例如1表示有点，0表示无点。6

处理一幅图中各处不同的亮暗层次的办法（单一颜色的情况）：用各处不同亮度（灰度级）来体现一幅图的层次感，即每一点可用几种不同的亮度显示。必须用多个（例如b个）二进制位（bit）来表示亮度等级S，其关系是：S=2b亮度等级越多，表示同一幅图的数据量就越大。7

处理多种颜色图像的办法：不同颜色是用3基色按不同比例关系混合而呈现出来的。例如，为表示256种颜色，要用8位二进制位。若希望每种基色都有256种亮度，要用3×8=24个二进制位（3字节）。每个点有256×256×256种颜色（真彩色）。8两个简单的例子：01234567X01234567Y直线的点阵表示可用8个字节来表示：00，02，04，0810，20，40，00901234567X01234567Y英文字母A的字形和它的点阵表示可用8个字节来表示：10，28，44，82FE，82，82，0010作业4.1.点阵式设备得以广泛应用的原因是什么?

答：以点阵式运行的设备，通常都是把某些信息例如字形、图形、图像等，以计算机用户可见的某种形式表示出来。其共同特点是：要表示的信息，最终要以平面上以可见的“形状”体现出来。而这些“形状”不管其简单还是复杂，原理上，又都是以许多断续的点的不同布局表示出来的。当一些点彼此之间靠得很近时，使人看上去就像连在一起的样子。这样的事实很容易被人接受，也不会有原理上的争议。所以点阵式设备得以广泛应用。116.2显示器设备的组成与运行原理6.2.1显示器设备概述显示器设备是以可见光形式显示信息的输出设备。当前使用最多的是阴极射线管（CRT）为主体的显示器，其次是液晶显示器。按显示内容分，可分为字符显示器和图形显示器。显示器属于以点阵方式运行的设备。显示器是矩形的。沿水平方向和垂直方向分成许多像素。全部像素的数目称为分辨率。常用的分辨率有640×480，800×600，1024×768。12阳极偏转线圈阳极帽显示屏荧光屏石墨层聚焦极灯丝阴极栅极电子枪电子束6.2.2CRT阴极射线管的组成和运行原理13显示屏阴极射线管的组成电子枪偏转控制装置显示屏——显示信息的主体部分，由玻璃屏和涂在内壁的荧光粉薄层组成。荧光粉在电子的撞击下发处不同颜色和亮度的亮点。14电子枪——产生电子束的部件灯丝——通电后产生热量，使阴极加热阴极——受热后释放大量电子栅极——控制电子通过栅极进入阳极的数量。构成即控制打向荧光屏电子束的强弱，从而控制亮度阳极——加速电子束，使其有足够的动能，提高荧光屏的亮度聚焦极——对电子束聚焦，使其打在荧光屏上形成很小的亮点，保证显示的清晰度15偏转控制装置——偏转线圈控制电子束沿水平和垂直方向的运动轨迹，使电子束能打到屏幕的任意位置。对彩色显示器，屏幕上每一像素有3种颜色的小荧光粉组成，有3个电子枪发出来的电子束能准确打到各自对应的小荧光粉点上。166.2.3CRT显示器的组成和运行原理阴极射线管扫描控制逻辑组成显示存储器字符发生器（1）扫描控制逻辑部件扫描——电子束在显示屏上按某种轨迹运动。扫描控制逻辑部件——控制电子束扫描轨迹的电路。逐行扫描光栅扫描扫描方式隔行扫描随机扫描在显卡上17

光栅扫描方式

电子束在显示屏上按某种轨迹运动被称为扫描，控制电子束扫描轨迹的电路被称为扫描控制逻辑部件。

在光栅扫描方式下，电子束要从左到右、从上到下扫描整个屏幕，扫描控制本身不必区分什么位置上有点要显示、什么位置上的点不显示，它只是控制电子束在整个屏幕上重复移动，显示的具体内容则通过另外的逻辑线路提供。18逐行扫描

逐行扫描是从屏幕顶端开始，依次连续扫描所有各行。19隔行扫描

隔行扫描是先扫描行数无奇数的全部各行，然后再扫描行数为偶数的全部各行。20随机扫描方式

在随机扫描方式下，电子束只扫描在屏幕上有显示内容的位置，而不是整个屏幕。所以这种扫描方式画图速度快，分辨率高，主要用于高质量的图形显示器。其缺点是：它的扫描控制逻辑比较专用、复杂、产品生产批量不够大，价格较高。21

余辉时间

电子束打在荧光粉上发出的光所持续的时间，被称为余辉时间。余辉时间的长短主要决定于荧光粉材料的特性，显示器中通常使用余辉时间比较短的这一种。为了在屏幕上有稳定的、至少人们看上去无明显闪烁感的画面，就要把显示的内容不断重复显示，每秒显示的次数，用“场”来说明，电子束扫描完整个屏幕一遍为一场。目前计算机中一般选用每秒50场来显示画面。22

显示存储器VRAM功能：保存将显示在整个屏幕上的全部字符。保存一个字符要占用2字节：一个字节为字符ASCII码；一个字节为字符的属性（颜色、亮度等）例：若屏幕上每行显示80个字符，每屏显示25行，则要占用VRAM80×25×2=4000字节。在屏幕上显示字符，显示的应该是字符的字形，而表示字符的ASCII码，必须有办法从字符的ASCII码找出组成相应字符字形的点阵数据。23

字符发生器功能：用于保存每个可显示字符字形的点阵数据。通常ROM构成。若每个字符的字形用7×9个点阵表示，则每个字符数据要占有9个字节。为能显示95个ASCII码字符（含空格字符），那么应由9×95=855个字节组成。若以ASCII码为地址，就能找到保存相应字符点阵的那片存储区。从扫描过程看，每次从字符发生器读出一个字符的一个点阵行的数据（字节），当先后9次读完9个存储单元之后，就得到一个字符的全部点阵数据。24字符显示器的显示控制过程RA3~RA0移位寄存器SL字符发生器（ROM）VRAM&OSC加载控制水平同步电路水平消隐行间消隐垂直消隐591+垂直同步电路字符时钟水平同步信号水平同步信号≥1CPU控制ASCII代码定时控制电路点振荡器点计数器光栅地址计数器垂直地址计数器水平地址计数器25

①屏幕像素的显示控制VRAM、字符发生器、移位寄存器放在显示卡上，由主机CPU控制。显示控制过程:①根据当前被显示字符在屏幕上的位置为地址，到VRAM中找出被显示字符的ASCII码；②再用字符ASCII码和电子束所处的字符点阵行位置为地址，到字母发生器中读出该字符的点阵行数据；③把字符点阵行数据送到移位寄存器，通过逐位移位操作，输出被显示内容的显示点控制信号，送CRT栅极实现对屏幕像素的显示控制.26（2）显示器的扫描控制

扫描控制电路是显示器的重要组成部分，是整机的定时制电路。功能：控制电子束重复扫描整个屏幕，产生多种时序控制信号。组成：①点振荡器②点计数器③水平地址计数器④光栅地址计数器⑤垂直地址计数器27

①点振荡器

是驱动源，以一定的频率提供连续的脉冲信号，每个脉冲周期对应一个像素的显示过程，故它的输出既作为视频信号移位寄存器的控制信号，又用于驱动扫描控制逻辑按照扫描的时序要求，提供不同频率关系的时序控制信号，包括在屏幕上一个点阵行中区分字符分界控制信号（由点计数器提供），正在显示的字符位置控制信号及点阵行扫描结束及水平回扫控制信号（由水平计数器提供），还包括用于区分字符行和行间距的控制信号（由光栅地址计数器提供），正在显示的字符行位置控制信号及“场”扫描结束及垂直回扫控制信号（由垂直地址计数器提供）。28字符显示器的显示控制过程RA3~RA0移位寄存器SL字符发生器（ROM）VRAM&OSC加载控制水平同步电路水平消隐行间消隐垂直消隐591+垂直同步电路字符时钟水平同步信号水平同步信号≥1CPU控制ASCII代码定时控制电路点振荡器点计数器光栅地址计数器垂直地址计数器水平地址计数器25行，每行25字符，每字符9×14点阵29

该图表示的是分辨率为720×350的例子，每行显示80个字符，一屏显示25行，每个字符在屏幕上占据9×14个点阵（像素）位置，在这样一个区域被称为一个字符窗口，点计数器中的9和行计数器的14，用于确定窗口的大小。若一个字符用7×9个像素显示，则字符间距为2个像素，行间距为5个像素。水平回扫和垂直回扫过程不应有任何像素，这被称为水平消隐和垂直消隐。水平回扫中的18是指水平回扫要占用显示18个字符点阵行的时间，垂直地址计数器中的1，是指垂直回扫要占用显示一行字符的时间。30RA3~RA0移位寄存器SL字符发生器（ROM）VRAM&OSC加载控制水平同步电路水平消隐行间消隐垂直消隐垂直同步电路字符时钟水平同步信号水平同步信号≥1CPU控制ASCII代码定时控制电路点振荡器点计数器光栅地址计数器垂直地址计数器字符显示器的显示控制过程水平地址计数器25行，每行80字符，每字符9×14点阵31②点计数器

对点振荡器进行9分频，提供屏幕上一个点阵行中区分字符分界的控制信号和字符时钟。③水平地址计数器

对点计数器进行（80+18）分频，提供正在显示的字符位置控制信号，点阵行扫描结束及水平回扫信号，水平同步信号。扫描完80个字符后，用18个字符点阵行的时间回扫到下一行的起始点。回扫期间向CRT栅极加水平消隐脉冲。32RA3~RA0移位寄存器SL字符发生器（ROM）VRAM&OSC加载控制水平同步电路水平消隐行间消隐垂直消隐垂直同步电路字符时钟水平同步信号水平同步信号≥1CPU控制ASCII代码定时控制电路点振荡器点计数器光栅地址计数器垂直地址计数器字符显示器的显示控制过程水平地址计数器25行，每行80字符，每字符9×14点阵33④光栅地址计数器

对水平地址计数器的输出进行（9+5）分频，提供区分字符行和行间距控制信号。每扫描了字符点阵的9行后，形成5行的行间消隐信号送CRT栅极。⑤垂直地址计数器

对光栅地址计数器的输出进行（25+1）分频，提供正在显示的字符行位置控制信号、场扫描结束及垂直回扫控制信号。每扫描完25行字符后，用1行的时间回扫到屏幕左上角的起始点。回扫期间提供垂直消隐信号和垂直同步信号。34RA3~RA0移位寄存器SL字符发生器（ROM）VRAM&OSC加载控制水平同步电路水平消隐行间消隐垂直消隐垂直同步电路字符时钟水平同步信号水平同步信号≥1CPU控制ASCII代码定时控制电路点振荡器点计数器光栅地址计数器垂直地址计数器字符显示器的显示控制过程水平地址计数器25行，每行80字符，每字符9×14点阵35工作过程：开始时，电子定位在屏幕左上角位置，首先去取VRAM中对应屏幕第一行第一个字符的ASCII码，接下来到字符发生器取来该字符的第一个点阵的数据并送到移位寄存器，移位过程中的输出就是显示要用的视频信号，显示完9个像素的内容（包括字符间距）之后，再到VRAM中对应屏幕第一行的第二个字符ASCII码，接下来到字符发生器中取来该字符的第一个点阵行的数据并送到移位寄存器，如此等等，

……直到显示完80个字符的第一个点阵行的内容，接着水平回扫；36再到VRAM中取对应屏幕第一行第一个字符ASCII码，接下来到字符发生器取来该字符第二个点阵行的数据送移位寄存器；……，重复显示完80个字符的第二个点阵行的内容；……当显示完9个点阵行全部数据后，第一行80个字符就被显示在第一行位置；接着执行5个点阵行的字符行间消隐，并开始第二`行的显示过程；当显示完25行之后，再执行一次垂直回扫，从而完成一屏字符的显示过程，这样的显示每秒重复50次。（每秒扫描50场）372002年1月试题一、66.对西文输出的字符设备，在计算机的内存储器中存储的是字符数据的每个字符的

码，输出（包括显示或打印）的则是每个字符的

，设备在的字符发生器的主要功能是解决从字符的

码和字符

间的对应关系。答案：ASCII点阵信息ASCII点阵信息382003年7月试题三、3在PC机系统中，为了使选用的CRT器件的显示器既能显示字符又能显示简单的图形，在显示接口卡中包括哪些功能部件？显示字符和显示简单的图形的运行过程的主要区别是什么？答案：包括显示存储器，字符发生器，产生视频信号的移位寄存器等。显示字符时，是通过从显示存储器取得被显示字符的ASCII码和显示属性信息，再从字符发生器找到该字符字形的相应点阵信息，并经过移位寄存器给出视频信号送到CRT器件。而显示图形时，显示存储器中存放的是图形中的每个显示点（像素）的显示属性，要求显示存储器的容量足够大，它不再使用字符发生器，而是直接把图形的点阵信息经移位寄存器送到CRT器件。396.2.4CRT图形显示器（了解，自学）6.2.5计算机终端（了解，自学）6.2.6液晶显示器的组成和运行原理（了解，自学）406.3打印机设备的组成和运行原理

针式打印机打印机喷墨式打印机激光式打印机41优点缺点应用场合针式打印机对打印纸无特殊要求，可打印多层复印纸，价格低，打印成本低打印速度慢噪声大打印质量差通常打印；需打印多层复印纸的场合喷模式打印机打印速度快打印质量好噪声底，价格低打印成本高需用普通复印纸最广泛应用激光式打印机打印质量最好打印速度最快噪声最低需用质量好的复印纸；价格最高；打印成本最高因价格贵，普及程度低，一般应用于特殊场合三种打印机的比较426.3.1.针式打印机的组成和它打印过程

针式打印机的构成（1）机械部分：走纸机构色带机构打印头（2）打印控制逻辑电路：字形发生器缓冲存储器43

走纸机构

由步进电机驱动走纸，有压轮磨檫走纸和链式纸孔走纸两种驱动方式，每打印完一行字符，走纸机构带动打印纸走一定距离。使用中切勿让两种驱动方式（如果都有）同时起作用。链式纸孔走纸驱动方式下，打印纸不会走斜。44色带机构

色带机构的作用是提供打印色源。色带通常被安装在色带盒内，在打印过程中，色带在传动机构的带动下不停地移动，以便使打印针比较均匀地撞击在整条色带的各个位置，减少对某一个局部的磨檫，延长色带的使用时间。

45打印头

打印头是针式打印机中形成打字字形的关键机构。通常由纵向排列的9个打印针（多用于西文打印）或24个打印针（多用于中文打印）两种类型。（参见教材P241图）每根打印针是由具有刚性和韧性都很好的金属材料制成，可以沿着导轨前后运动；运动的动力来自电磁铁的正向（前进）推动和机械弹簧的反向（后退）推动。当电磁铁的线圈中给出一个脉冲电流时将产生磁场，电磁衔铁会在这一磁场的作用下向前移动，推动打印针也向前冲击色带；当线圈中的电流消失后，磁场消失，电磁衔铁也失去作用，机械弹簧的反向推力把打印针推回原位置。46（2）打印控制逻辑电路字形发生器存放字符的点阵信息构成缓冲存储器存储被打印字符的编码字符发生器——存放字符的点阵信息，包括西文、中文的点阵信息库。缓冲存储器——存储CPU送来的被打印字符的编码，容量至少存储一行字符的编码。由字符的编码找到它的点阵信息是在打印机控制逻辑电路之内完成的，并用这些点阵信息控制打印针的运动。针式打印机和CRT字符显示器工作原理有许多相同之处。47

针式打印机和CRT字符显示器的差别：针式打印机用打印针撞击色带产生印染点；CRT字符显示器以整屏信息为单位连续扫描以维持稳定的显示画面，故它需要显示存储器VRAM，而针式打印机接收到要打印的一纵列点阵信息并完成打印之后，这些点阵信息就不再有用了；光栅扫描的CRT显示器，电子束在整个屏幕上按逐个横行的扫描方式重复，扫描完多个横行才完整显示出一行字符，针式打印机则是按逐列打印方式打印出字符的点阵列，几次后打印出一个完整的字符。48作业4.4.针式打印机由哪些部件组成？简述打印头的结构和打印出一个字符的原理性过程。答：针式打印机由属于机械部分的走纸机构、色带机构和打印头以及属于打印控制逻辑电路的字形发生器缓冲存储器组成。打印头是针式打印机中形成打字字形的关键机构。通常由纵向排列的9个打印针或24个打印针两种类型。每根打印针是由具有刚性和韧性都很好的金属材料制成，可以沿着导轨前后运动；运动的动力来自电磁铁的正向（前进）推动和机械弹簧的反向（后退）推动。49

打印控制逻辑电路中的字符发生器用于存放字符的点阵信息，缓冲存储器用于存储CPU送来的被打印字符的编码。由字符的编码找到它的点阵信息，并用这些点阵信息控制打印针的运动。针式打印机用打印针撞击色带产生印染点；在它接收到要打印的一纵列点阵信息并完成打印之后，这些点阵信息就不再有用了；它按逐列打印方式打印出字符的点阵列，几次后打印出一个完整的字符。502003年1月试题三、4．简要说明常规针式打印机的组成和打印一个字符的工作过程。（9分）答案：

针式打印机由属于机械部分的走纸机构、色带机构和打印头以及属于打印控制逻辑电路的字形发生器缓冲存储器组成。打印控制逻辑电路中的字符发生器有于存放字符的点阵信息，缓冲存储器用于存储CPU送来的被打印字符的编码。由字符的编码找到它的点阵信息，并用这些点阵信息控制打印针的运动。针式打印机用打印针撞击色带产生印染点；在它接收到要打印的一纵列点阵信息并完成打印之后，这些点阵信息就不再有用了；它按逐列打印方式打印出字符的点阵列，几次后打印出一个完整的字符。516.3.2.喷墨印字机的组成和它的印字过程喷墨头充电电极字符发生器构成偏转电极高压电源纸及走纸机构墨水泵墨水循环流动系统：墨水容器过滤器收集槽52

喷墨印字机的打印过程：墨水在墨水泵的高压作用下及压电陶瓷的高频伸缩作用下，通过喷嘴喷出墨水滴射流；墨水滴通过受字符发生器控制的充电电极区，被充电到一定的电量；充电后的墨水滴在接有高压的偏转电极的作用下，喷射到打印纸在垂直方向的位置，墨水滴在垂直方向的偏转距离取决于其充电量；水平方向的位置则由移动喷墨头完成；不偏转的墨水经回收器、过滤器、墨水容器、墨水泵循环流动。536.3.3.激光印字机的组成和它的打印过程

激光印字机是激光技术和电子照相技术相结合的产物。激光印字机的原理组成：走纸机构激光扫描系统电子照相部分印字字形发生器控制器54

激光扫描系统

功能：控制激光束能扫描到字形鼓（又称光导鼓）柱面的任何位置。它由激光器、偏转调制器、扫描器和光路组成。激光器提供印字机运行所使用的光源。偏转调制器通常用声光器件（在器件内，用超声波改变媒体对光的衍射特性来改变光的传播方向）调制激光束的传播方向，扫描器实现激光束沿字形鼓的轴线重复做横向移动，激光书的纵向运动是靠字型鼓的旋转完成的。这样，通过字形鼓的旋转和激光束的水平移动，就可以扫描到柱面的任何位置。55

电子照相部分核心部件是字形鼓，又称光导鼓，这是一个圆柱形（鼓形）的物体，柱面高度光洁，镀有一层由硒-碲合金组成（P型半导体材料）的具有良好光导特性（光线照射后电阻率降低为原来的1/100到1/1000）的材料，用于完成对打印内容的照相、显影和转印。56电子照相的全过程：准备阶段照相阶段显影阶段转印阶段定影阶段57

准备阶段：开始时，通过电晕放电装置（用于使附近的空气电离）对光导鼓表面均匀地充上一层正电荷（离子化的空气分子），其表面电位可达几百伏。光导材料的内层感应出负电荷的电子，在没有光照的情况下，二者隔着光导层互相吸引，既不会中和也不会离去。58

照相阶段：在由被打印信息控制而提供出来的激光束扫描光导鼓时，光导鼓的不同部位发生了变化。在激光束照射到的部分电阻率降低，该处的电荷将被放掉；激光束未被照射到的部分的带电情况不变，这些剩下来的静电区就是被打印信息的潜像。59

显影阶段：

用的是墨粉和表面涂有树脂薄膜、直径为几百微米的玻璃珠为载体的混合物，运动中它们互相摩檫产生静电，墨粉被吸引在载体表面。当这些载体流过正经过这里的带有经典潜像信息的光导体表面时，载体表面的墨粉被潜像的静电电荷所吸引，离开载体而留到了光导体表面，从而形成了由墨粉显示出来的字形。60

转印阶段：

完成把光导体表面的字形墨粉转移到打印纸上，多数采用在打印纸的背面（打印纸的另一面贴到光导体表面）通过电晕放出与墨粉所带电荷极性相反、电位更高的电荷，通过强力电场把墨粉抢到打印纸上来，这就在打印纸上有了静电吸附着的墨粉字形。61

定影阶段：是把墨粉牢靠永久固定在打印纸上的工作。这是通过红外光加热或辐射加热的办法，要100oC的温度把墨粉熔化并凝沾在打印纸上，从而完成完整的打印过程。62作业4.5．说明激光印字机打印一页文字的原理性的工作过程。答案：打印操作的运行过程：带电器在记录鼓表面充一层电荷，印字机控制器把要打印的内容（如字符）的点阵信息以激光束的形式照射到已带电的记录鼓表面，以放掉无打印点要求的全部位置上的电荷，当记录鼓转动到碳粉盒处，有打印点要求的位置上的电荷会将碳粉吸引上来，当带有碳粉字形的记录鼓转动到转印装置处时，打印纸正处在记录鼓和转印装置之间，转印装置上所加的更强的反向电荷将把记录鼓上所带有字形碳粉吸引到打印纸上，加热部分将把纸上的碳粉熔化并烘干，使已在打印纸上的字形牢固地保存下来，完成了打印过程。

63试题一四、2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。优点缺点应用场合针式打印机对打印纸无特殊要求，可打印多层复印纸，价格低，打印成本低打印速度慢噪声大打印质量差通常打印；需打印多层复印纸的场合喷模式打印机打印速度快打印质量好噪声底，价格低打印成本高需用普通复印纸最广泛应用激光式打印机打印质量最好打印速度最快噪声最低需用质量好的复印纸；价格最高；打印成本最高因价格贵，普及程度低，一般应用于特殊场合64模拟试题四、2（试题五三、3）（5分）说明激光打印机原理性组成和完成打印操作的运行过程；

答案：激光打印机原理性组成，记录鼓，带电器，印字机控制器，碳粉盒，打印纸及其走纸机构，转印装置，加热部分等；

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打印操作的运行过程：带电器在记录鼓表面充一层电荷，印字机控制器把要打印的内容（如字符）的点阵信息以激光束的形式照射到已带电的记录鼓表面，以放掉无打印点要求的全部位置上的电荷，当记录鼓转动到碳粉盒处，有打印点要求的位置上的电荷会将碳粉吸引上来，当带有碳粉字形的记录鼓转动到转印装置处时，打印纸正处在记录鼓和转印装置之间，转印装置上所加的更强的反向电荷将把记录鼓上所带有字形碳粉吸引到打印纸上，加热部分将把纸上的碳粉熔化并烘干，使已在打印纸上的字形牢固地保存下来，完成了打印过程。

666.4计算机的输入设备

6.4.1计算机键盘的运行原理

机械部分组成电子线路部分电子线路部分的功能：①识别按下的是哪一个键，并产生该键的编码；②将编码从并行格式转换换为串行格式，逐位传送给计算机主机。67并行接口并行接口+5V10kΩ键盘0行1行n行0列1列2列m列键盘中识别闭合键的逻辑线路68识别闭合键的工作原理：运行时，轮流为n行中的一行接通低电位，其它行给高电位，并检查m行的各列的电位值。若所有的键都未按下，则没一列都不会与行连通，各列均为高电位。若只有一键按下，即进入闭合状态，就会把它所连接的行线和列线连通，此列线变成低电位。因此，可以一个行线和列线同时为低电位来表明一个闭合键的位置。再用行线和列线的编码去查表，就得到闭合键的编码值。实际应用中，由键盘线路板上的CPU通过并行接口为行线轮流输出一位0值，再通过另一并行接口读入列线的值以判断列线的电位情况，最后，再由CPU用行线和位线的编码去查闭合键的编码码值。696.4.2鼠标设备（自学）706.5计算机输入输出系统概述主要作用：连通计算机各个功能部件和设备，在它们之间实现数据交换。计算机总线硬件部分输入输出系统输入输出接口软件部分——依靠操作系统软件的支持71

输入输出系统应解决的问题：

（1）建立系统总线，协调各部件和设备相互连通与交换信息。（2）用接口卡解决不同CPU和不同输入输出设备之间的连通、沟通、匹配、缓冲等种种需求。（3）引进程序中断方式和存储器直接访问方式，支持多个I/O设备并发（同时）执行输入输出操作，减少在输入输出操作过程中对CPU的干预，提高CPU的工作效率。722004年7月试题二、填空题3．计算机输入输出子系统，通常由

、

和

等3个层次的逻辑部件和设备共同组成，

用于连接计算机的各个部件为一体，构成完整的整机系统，在这些部件之间实现信息的相互沟通与传送。答案：

计算机总线输入输出接口操作系统计算机总线732004年1月试题二、填空题

2．计算机输入输出系统的硬件部分主要由

和

两部分组成，软件方面则需要有

软件的支持。答案：

计算机总线输入输出接口操作系统746.6计算机总线6.6.1.计算机总线概述计算机总线是在计算机各功能部件之间传输信息的公共通路，包括传输数据（信息）信号的逻辑电路、管理信息传输协议的逻辑线路和物理连线。每次传输时，总线可以从多个信息来源中选择其一并传输的一个（或多个）信息接收部件。对总线的要求：由于总线上往往要连接许多部件或设备，传输的距离较长，故要求总线线路有足够强的驱动能力。75总线的硬件组成——通常用集电极开路输出的电路或输出端有高阻态输出支持的电路构成。这样的线路的输出端可以直接连接在一起，实现把多路输出中的某一路信息送到总线上。低高高总线76总线按功能分类:数据总线（databus，DB）地址总线（addressbus，AB）控制总线（controlbus，CB）77

各种总线的功能及位数对计算机性能的影响：①数据总线——在计算机部件之间传送数据（指令）信息。数据总线的时钟频率和宽度（位数）的乘积正比于它所支持的最大的数据输入输出能力。

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各种总线的功能及位数对计算机性能的影响：

②地址总线——在计算机部件之间传送地址（内存地址，I/O设备地址）信息。地址总线的宽度（位数）决定了系统可寻址的最大内存空间。若地址总线的位数为n，则最大可寻址空间为2n。例：n=20，则最大可寻址空间为220=1MBn=30，则最大可寻址空间为230=1GB79各种总线的功能及位数对计算机性能的影响：

③控制总线给出总线周期类型、I/O操作完成的时刻、DMA周期、中断等有关控制信号。

80总线周期：总线周期指的是通过总线完成一次内存操作或一次输入输出设备的读写操作所必需的时间。依据具体的操作性质，可以把一个总线周期区分为内存读周期，内存写周期，I/O读周期，I/O写周期4种类型。更具体地讲，总线周期由两个时间段组成：地址时间，数据时间。

地址时间——CPU向内存I/O设备送出地址信息高地址总线。

数据时间——CPU完成数据读写。810等待状态与等待状态

0等待状态——被读写的内存和外设运行速度足够快，可以在一个数据周期内完成读写操作。

等待状态——被读写的内存和外设的运行速度低，不能在一个数据周期内完成读写操作，须再增加一个到几个数据周期时间用于继续完成读写操作，之后才结束总线周期。82总线正常传送方式与Burst（急促）传送方式

正常传送方式——通过一次地址时间紧跟一次数据时间完成一个数据传送过程。

Burst传送方式（成组数据传送方式）——通过一次地址时间跟多次数据时间，高速完成一组（多)个数据传送。例：利用主存的并行读写技术利用一体多字结构或交叉编址技术832001年7月试题一、5.在计算机系统中，地址总线的位数新决定了内存储器

空间，数据总线的位数与它的工作频率的乘积

该总线最大的输入/输出能力。答案：最大可寻址正比于

846.2.2计算机总线构成

单总线结构总线结构方案双总线结构三总线结构8586

单总线结构计算机使用唯一的一组总线（DB、AB、CB），计算机系统中所有的部件都连接到这组总线上。

优点：结构简单，成本低，易于接入新的设备。

缺点：不利于提高总线上的数据传输率。因为所有部件、设备都连接到并争用这唯一的一组总线每次只能在两个部件之间传输数据（不支持对总线的并发传输操作），不同的数据传输只能串行完成。87在计算机中配置两组总线，即在处理机总线上通过一块扩展总线的控制线路，提供出另外一组总线（输入输出总线）处理机总线时钟频率高，数据线位数多，实现CPU与主存间的高速数据传送；输入输出总线时钟频率较低，数据线位数较少。优点：两组总线可并发执行输入输出操作。大大提高了总线的输入输出能力和计算机的总体性能。8889

（3）三总线结构

计算机中配置了3组总线。处理机总线通过PCI桥控制总线，提供一组高性能的局部总线（PCI总线），PCI总线再通过扩展总线控制线路提供输入输出总线。优点：三总线可并发执行输入输出操作，使总线的输入输出能力和计算机系统的总体性能得到更大的提高。902002年1月试题二、3.在计算机硬件系统中，3总线的结构比单总线的结构可以提供（A）的输入输出性能，其中处理机总线的运行脉冲频率（C），例如（H），PCI总线的脉冲频率（F），例如（I），而慢速IO总线的脉冲频率（E），例如ISA总线的脉冲频率为（K）。A.更高B.不可比C.最高D.相同E.最低F.居中G.更低H.66MHz或更高I.33MHzJ.1000MHzK.8.33MHzL.4.77MHz答案：ACHFIEK916.3.3.总线仲裁和数据传输控制

总线仲裁：由总线仲裁逻辑线路解决多个设备竞争使用总线的管理问题。数据传输过程：①总线主设备（如CPU、动态存储器的刷新逻辑、DMA接口）申请总线使用权并发出命令控制总线运行；②总线从设备（如终端设备、内存储器、I/O设备）响应主设备发出的命令并执行读写操作。当多个总线并发申请总线，需由总线仲裁器（总线控制器）决定哪一个主设备取得总线使用权。但必须通过判断主设备使用总线的优先级来完成。92总线控制器设备1接口设备2接口设备n接口……总线忙总线请求总线可用串行链式查询93查询方式（仲裁办法）：

每个设备都可发出使用总线的请求信号，当总线控制器检测到有总线请求且总线空闲时，则响应总线请求并送出总线可用应答信号。总线可用应当信号依次传送到各设备接口。首先接到应答信号的设备若正在申请，则取得了总线使用权，并停止总线可用信号的继续传送，发出总线忙信号，撤消自己的总线申请开始数据传输。总线忙信号将维持总线可用信号，直到这次数据传输完成，由设备撤消总线忙信号，总线可用信号随之消失。当首先接收到应答信号的设备没有申请总线，它就把这一信号继续传送给下一设备，直到遇到一个正在申请总线的设备。94（2）数据传送控制（总线通讯控制）——解决通讯双方交换数据过程中在时间上的配合关系，即同步问题。同步通信数据传送控制异步通信

95①同步通信

在总线上传送数据时，通信双方使用同一时钟信号进行同步。时钟信号可由CPU总线控制逻辑部件提供，称为总线时钟。可用一个或几个时钟周期构成一个总线周期，每个周期完成一次数据传输。总线周期的长短，需要与被读写的部件配合好。通信双方送出与接收地址信号、控制命令信号和数据信号，都是使用这一时钟信号完成定时的，可以有比较高的数据传输率。96②异步通信

在总线上传输数据时，允许通信双方使用自己的时钟信号，采用“应答方式”（握手方式）解决数据传输过程中的时间配合关系，而不是共同使用同一个时钟信号进行同步。例如CPU有把一个通用寄存器中的内容传送给某台输出设备，必须给出I/O地址，把数据内容写进接口的输出数据寄存器（其输出端已与接收方设备的数据输入端接通），但相应的设备却无法知道数据送来的准确时刻，CPU就必须再提供一个时钟信号，通知接收设备数据已发送过去，接收方设备还将用这一时钟信号作为自己接收数据的选通信号。接收设备在接收到数据之后，再向发送方送回一个回答信号，表示数据已收到。发送方将用这一回答信号结束传输过程，以便开始下一次传输。异步通信方式适用于在存取周期不同的部件之间完成数据交换。97作业4.6.计算机总的功能是什么？通常用什么类型的器件构成总线？为什么？从功能区分，总线由哪三部分组成？各自对计算机性能有什么影响？

答：计算机总线的功能是在计算机各功能部件之间传输信息，包括传输数据（信息）信号和管理信息传输协议。通常用集电极开路输出的电路或输出端有高阻态输出支持的电路构成。这样的线路的输出端可以直接连接在一起，实现把多路输出中的某一路信息送到总线上。98

从功能区分，总线由数据总线、地址总线、控制总线三部分组成。数据总线在计算机部件之间传送数据（指令）信息，其时钟频率和宽度（位数）的乘积正比于它所支持的最大的数据输入输出能力。地址总线在计算机部件之间传送地址（内存地址，I/O设备地址）信息，其总线的宽度（位数）决定了系统可寻址的最大内存空间。控制总线给出总线周期类型、I/O操作完成的时刻，DMA周期、中断等有关控制信号，总线周期的长短决定一次内存操作或一次输入输出设备的读写操作所必需的时间。997.解释下列术语：总线周期，总线周期类型，总线的等待状态，正常总线周期，burst总线周期，同步传输控制，异步传输控制。总线周期：总线周期指的是通过总线完成一次内存操作或一次输入输出设备的读写操作所必需的时间。

总线周期类型：依据具体的操作性质，可以把一个总线周期区分为内存读周期，内存写周期，I/O读周期，I/O写周期4种类型。100

总线的等待状态：如果被读写的内存和外设的运行速度低，不能在一个数据周期内完成读写操作，须再增加一个到几个数据周期时间用于继续完成读写操作，之后才结束总线周期。

正常总线周期：通过一次地址时间紧跟一次数据时间完成一个数据传送过程。

burst总线周期：通过一次地址时间跟多次数据时间，高速完成一组（多）个数据传送。101

同步传输控制：在总线上传送数据时，通信双方使用同一时钟信号进行同步。

异步传输控制：在总线上传输数据时，通信双方使用自己的时钟信号，采用“应答方式”（握手方式）解决数据传输过程中的时间配合关系，而不是共同使用同一个时钟信号进行同步。102内部数据总线IB外部数据总线OB6.4.4.教学计算机的总线控制系统实例/INTA/ITOIB/FTOIB/RTOIB/SWTOIB/MIO/WE主存储器串行接口（2路）88数据总线的构成和数据来源IR7~IR0ALU输出STR输出手拨开关中断向量BIO103（1）数据总线

数据总线宽度为16位，用带有3态逻辑输出的门线路或触发器线路提供数据来源。数据总线通过双向3态逻辑门线路74LS245被划分为两段：分别被称为内部数据总线IB和外部数据总线OB。

外部数据总线OB与静态主存的16位数据入/出管脚连接，和2路串行口Intel8251的8位数据入/出管脚连接，串行接口使用外部数据总线的低8位。主存储器和2路串行接口向数据总线送数据，都是由它们的片选信号/CS为低来控制的。104

可以向外部数据总线送数据的还有BIO部件（2片74LS245），当控制信号/MIO和/WE都为低电平时，内部数据总线的内容将被传送到外部数据总线，提供出用于写主存或写I/O接口的数据，此时主存储器或串行口必须有一个处于写操作状态。105

内部数据总线接收5路数据来源：①指令寄存器低8位的内容，可以是I/O端口地址和相对变址的变址偏移量，送运算器的输入端，经ALU完成寻址计算送地址寄存器。②8位程序状态字（C、Z、V、S、P2、P1、0、0），用于在响应中断时保护现场操作，即将其写入堆栈。③运算器ALU的输出，用于指示灯显示或写入主存储器或串行接口。

106内部数据总线IB外部数据总线OB教学计算机的总线控制系统实例/INTA/ITOIB/FTOIB/RTOIB/SWTOIB/MIO/WE主存储器串行接口（2路）88数据总线的构成和数据来源IR7~IR0ALU输出STR输出手拨开关中断向量BIO107

内部数据总线接收5路数据来源：④手拨开关的状态内容，用于向ALU提供手拨数据内容或地址内容；地址可以经ALU送地址寄存器，或把手拨微指令地址直接送到Am2910的输入端。⑤中断向量，用于把一个十六进制的跳线数据作为高12位拼接上低4位上的中断优先级（P2，P1，0，0）以形成16位的中断向量。108内部数据总线IB外部数据总线OB教学计算机的总线控制系统实例/INTA/ITOIB/FTOIB/RTOIB/SWTOIB/MIO/WE主存储器串行接口（2路）88数据总线的构成和数据来源IR7~IR0ALU输出STR输出手拨开关中断向量BIO109BIO部件的作用：

保护CPU部分线路的安全。它隔断内、外部数据总线的直接连接，当进行扩展内存容量或增加新的接口芯片的教学实验时，扩展用到的芯片都接在外部数据总线上，很可能出现接线等错误。BIO部件能有效地防止这些错误烧坏CPU部分的芯片。110

向内部数据总线提供数据来源的5个部件的控制信号：由DC13-8译码器芯片提供。该译码器译码的控制信号G1是/MIO或WE，即仅在/MIO为高（DIO不工作）或者/WE为低（DIO不是从外部总线向内部数据总线传送数据）时，译码器正常译码，会从5路数据来源中选择一路送内部总线，否则内部总线只能接收外部总线送来的数据。111内部数据总线IB外部数据总线OB教学计算机的总线控制系统实例/INTA/ITOIB/FTOIB/RTOIB/SWTOIB/MIO/WE主存储器串行接口（2路）88数据总线的构成和数据来源IR7~IR0ALU输出STR输出手拨开关中断向量BIO112③选择内部数据总线的数据来源的控制信号DC1码译码信号操作说明000/SWTOIB送开关内容到CPU内部总线001/RTOIB送ALU输出到CPU内部总线010/INTA送中断向量到CPU内部总线011/FTOIB送状态到CPU内部总线100/STOIB送扩展符号到CPU内部总线101NC不操作110/EI用于开中断指令，置中断允许触发器INTE111/DI用于关中断指令，清中断允许触发器INTE113

从内部数据总线接收数据的8个部件：运算器（通过D输入端）指令寄存器IR8位程序状态字寄存器（用于中断返回）

1141151161173．计算机CPU通常直接提供并使用3种总线，分别说明地址总线的位数、数据总线的位数和时钟频率对计算机的性能有什么影响，控制总线的具体作用是什么？说明总线周期是什么含义，总线等待状态是什么含义?答：（1）在3种总线中，地址总线的位数决定了最大的主存储器的寻址空间；数据总线的位数与其运行频率的乘积正比于该总线最高的数据传输能力；控制总线的作用是指明总线的周期类型和一次操作完成的时刻。（2）总线周期是通过总线完成一次数据传送的时间，通常由一次地址时间和一次数据时间组成，若被读写的存储器或外围设备的运行速度慢，在一次数据时间之内不能完成读写操作，就要再增加一到多次数据时间。这增加的一到多次数据时间被称为总线的等待状态。1184.在计算机系统中，地址总路线的位数新决定了内存储器

空间，数据总路线的位数与它的工作频率的乘积

该总路线最大的输入/输出能力。答案：最大的可寻址正比于119

模拟试题四、3（5分）总线上的BURST传送方式（成组数据传送）与正常传送方式的区别是什么?简要说明一次中断的响应与处理过程。

答案：

总线上的BURST传送方式是通过一次地址时间跟多次数据时间，高速完成一组（多个）数据传送；正常传送方式是通过一次地址时间跟一次数据时间来完成一个数据传送过程；120

一次中断的响应与处理过程：当有中断请求时，若此时系统允许中断，CPU正在处理的程序的优先级比正在请求的中断优先级低，又到了一条指令执行结束时刻，则CPU将可以响应中断。处理中断的过程：关中断；保存断点，保存现场；判中断源并转中断服务程序；开中断；执行中断服务程序；关中断；恢复现场，恢复断点；开中断；返回断点。1212003年7月试题三、1．为了提高计算机系统的输入/输出能力，可以在总线的设计与实现中采用哪些方案？它们各自解决的是什么方面的问题？（10分）答案：提高总线时钟的频率,以便在单位时间内完成更多次数的数据传送；增加数据总线的位数，以便在每次数据传送时间同时传送更多位的数据；采用成组数据传送（BURST）方式，使得在一组数据传送的过程中，尽可能地把发送地址和传送数据的时间重叠起来。采用多总线结构，使得多个数据同时通过不同的总线完成传送。最终达到在单位时间内传送尽可能多的数据的目的，即提高了输入/输出能力。1222003年7月试题三、2．在教学计算机的总线设计中，提到并实现了内部总线和外部总线，这指的是什么含义？它们是如何连接起来的？如何控制二者之间的通断以及数据的传输方向？（9分）答案：

在教学计算机的总线设计中，CPU一侧使用的数据总线被称为内部总线，在内存储器和I/O一侧使用的数据总线被称为外部总线，它们经过双向三态门电路实现相互连接，而双向三态门本身就有一个选择接通或断开两个方向的数据信息的控制信号，还有另一个选择数据传送方向的控制信号，只要按照运行要求正确地提供出这2个控制信号即可。1236.7输入输出接口概述6.7.1.计算机输入输出接口（I/O接口）的基本功能：1.提供对主机识别要用的I/O设备的支持，通过为每个设备规定几个地址或编码来实现。常用的有两种编址方式：（1）对计算机的主存储器与I/O设备统一编址CPU可用统一的MOV指令访问主存和I/O设备，无需使用专门的访问I/O的输入输出指令。一条MOV指令是访问主存还是访问I/O设备由地址范围决定。（2）I/O设备独立编址需使用专门的输入（IN）输出（OUT）指令访问I/O设备。1242.建立主机和I/O设备之间的控制和相互了解机制主机可向I/O设备发出操作命令，了解I/O设备的运行状态；I/O设备可向主机提出操作要求。需在I/O接口卡中设置命令寄存器、状态缓冲器和中断逻辑线路。3.提供主机和I/O设备交换信息过程中的数据缓冲机构。接口卡要设置输入数据缓冲器、数据输出缓冲器。4.提供主机和I/O设备交换信息过程中其它特别需求支持。例如信号电平转换功能，数据传送格式（并行、串行）转换功能，直接内存访问功能等。1252004年7月试题选择填空题9．在统一编址方式下，存储单元和I/O设备是靠（）来区分的。A．不同的地址代码B．不同的地址总线C．不同的指令和不同的控制信号D．上述都不对答案：A1262004年1月试题选择填空题9．在统一编址方式下，存储单元和I/O设备是靠指令中的（）来区分的。A．指令和不同的地址B．指令和不同的数据C．指令和不同的数据和地址D．上述都不对答案：A127

6.7.2通用可编程接口的一般组成通用可编程接口——能提供多种功能和用法，可在程序中通过指令指定接口的功能和运行控制参数的接口。一般组成：①设备识别电路，用于找到要用的设备。通常是通过对指令中给出的I/O端口进行译码，产生片选信号（/CS）来完成的。把译码得到的信号提供到接口卡上的接口芯片的/CS（低电平有效）引脚，使其正常运行，而那些/CS引脚信号为高电平的芯片则不工作。②数据缓冲（输入/输出）寄存器，用于解决CPU与设备交换数据时的缓冲问题。，以便适当降低CPU设备和设备直接偶合的程度，解决它们运行速度不匹配的矛盾，128③控制寄存器，用于存放CPU送到接口的控制命令等。④状态寄存器，用来指出设备的允许状态，供CPU查询。例如，CPU要到设备读数据时，需了解设备是否把数据送到接口的缓冲寄存器；CPU要向设备写数据时，需了解设备是否已经把CPU送到接口的缓冲寄存器的数据取走，以便决定CPU可否开始下一次数据传送。⑤中断逻辑电路，用于记忆中断请求，处理屏蔽中断，响应中断及处理等。⑥其它可能有关的电路（如电平转换，串行、并行转换等）129作业4.8．说明通用可编程接口由那些部件组成，各自的主要功能是什么？答案：设备识别电路，用于CPU找到要用的设备；数据缓冲（输入/输出）寄存器，用于解决CPU与设备间交换数据时的缓冲问题；控制寄存器，用于存放CPU送到接口的控制命令等；状态寄存器，指出设备的运行状态，供CPU查询；中断逻辑电路，用于记忆中断请求，处理屏蔽中断，响应中断及处理等；其它可能有关的电路（如电平转换、串并行转换等）。130

模拟试题四、1．（10分）说明通用可编程输入/输出接口电路中通常应包括那些组成部件，各自的主要功能是什么？通用可编程接口一词中的通用和可编程是何含义。答案：

设备识别电路，用于CPU找到要用的设备；数据缓冲（输入/输出）寄存器，用于解决CPU与设备间交换数据时的缓冲问题；131

控制寄存器，用于存放CPU送到接口的控制命令等；状态寄存器，指出设备的运行状态，供CPU查询；中断逻辑电路，用于记忆中断请求，处理屏蔽中断，响应中断及处理等；其它可能有关的电路（如电平转换、串并行转换等）。通用可编程接口一词中的通用，是指该接口电路有多种功能和用法，可编程则指可以用计算机指令指定该接口的功能、运行方式、运行控制参数等。

1325.2.4串行接口的内部组成与传输协议教学计算机有两个Intel8251串行接口芯片连接计算机终端或PC机附加接口，或其它的串行接口设备。Intel8251芯片通过8位数据入/出线与教学机的外部数据总线相连接。8位的入/出端口地址经3-8译码器74LS138（DC4）给出8个译码信号，作为入/出接口芯片的片选信号，来选择不同的接口芯片投入运行。133Intel8251的结构Intel8251是28脚双列直插封装芯片。5个组成部分：接收器发送器调制解调控制读写控制状态缓冲器入/出缓冲器发送数据命令缓冲器接收数据缓冲器134读/写控制逻辑调制解调器控制发送控制接收控制发送数据/命令缓冲器接收缓冲器发送器接收器接外部数据总线I/O缓冲器TxDTxRDYTxRDYTxCRxRDYSYNDET/RxCRxDRESETCLK/RD/WRC/D/CS/DTR/DSR/RTS/CTS发送数据输出发送准备好发送允许发送时钟接收准备好同步/断缺检测接收时钟接收数据输入复位读时钟写命令/数据片选数据终端准备好数据装置准备好请求发送发送允许状态缓冲器1351.8251的基本性能（1）主要性能：①可用于同步或异步传送。②同步传送时，每个字符可选5~8bit，或内或外同步，能自动插入同步字符。③异步传送时，每个字符可选5~8bit，接受和发送时钟为通信波特率的1，16和64倍。④可产生中止字符并能自动检测和处理，可产生1，1.5或2bit的停止位；可检测出假启动信号。⑤波特率：同步时最高64Kb/s；异步时最高19.2Kb/s。⑥完全双工，双缓冲的发送器与接收器。⑦检错能力：具有奇偶错、数字丢失错和帧错误的检测能力。⑧全部输入/输出信号均为TTL电平。1362.8251时钟信号规定①系统时钟CLK的周期要在0.32μs~1.35μs范围内，在异步方式下，应大于发送/接收时钟/TxC、/RxC的4.5倍。②接收时钟/RxC和发送时钟/TxC的频率可为接收和发送数据的波特率的1，16或64倍。8251在/RxC的上升沿采样数据，数据在/TxC的下降沿由8251移位输出。在教学机中，8251工作于异步工作方式，CLK为921.6kHz/6，发送和接收时钟的波特率均为9600，/TxC和/RxC的频率为波特率的16倍。1373.Intel8251的使用方法1）方式指令——送8251控制寄存器，指定其工作方式。D7D6D5D4D3D2D1D0确定波特率00同步方式01异步1倍10异步16倍11异步64倍确定字符长度005bit016bit107bit118bit对奇偶校验位的规定X0不校验01奇校验11偶校验规定帧控制00无效011个停止位1.5个停止位112个停止位D6：外同步检测外同步

SYNDET为输入0内同步

SYNDET为输出D7：同步字符1单同步字符D1D0=00同步，D1D0≠00异步同步异步138读/写控制逻辑调制解调器控制发送控制接收控制发送数据/命令缓冲器接收缓冲器发送器接收器接外部数据总线I/O缓冲器TxDTxRDYTxRDYTxCRxRDYSYNDET/RxCRxDRESETCLK/RD/WRC/D/CS/DTR/DSR/RTS/CTS发送数据输出发送准备好发送允许发送时钟接收准备好同步/断缺检测接收时钟接收数据输入复位读时钟写命令/数据片选数据终端准备好数据装置准备好请求发送发送允许状态缓冲器1392）命令指令送8251接口控制寄存器，使其进入运行状态，能执行发送或接收数据的操作。内部复位置1后8251，返回方式指令格式D7D6D5D4D3