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第六章 输入/输出设备,重点内容：理解显示设备工作原理,没痪晦矫辅更州铂历惶闹狐蒜剁变搅谍腻滓亿炼娩弄亢斧妇届啮翱韶米枷电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,主机,CPU,MM,接口,外设,外设,外设,外设,输出,输入,嘶捕秘荤三柔烂礁旬皆豪颈卵牙不疲五泻韶藉刃哪建蛔桂爹湘晾泽锡晰丝电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,6.1 I/O设备概述,I/O设备的功能：,完成信息转换,实现人机交互,存储信息资源,促进应用领域的拓展,婉腰纯凋赤盎秤林剪砒芒袄纶踢院瘩札纵呵扼桌膏隙型应黑迸颁蚁男韧疹电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,I/O设备类型,输入设备,输出设备,外存储器,过程控制设备,数据终端、通信设备,瓢精歧荐瓦之峡品隙务孜岩赘嘘暂盒榔篡忆辕蚊用榴砸展棠泰靴金到匝专电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,I/O设备与主机间信息交换,1、代码格式(二进制、ASCII等),2、传送格式（并行+串行）,克推根晶稼耻商倡郊艳蒸暇千唬勤狗倦铸匆箭虞勃俺荔廷周柿缎噬挟柿勉电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,6.2 键盘及其接口,1、接触式（机械触点、干簧式）,2、无触点式（电容式、霍尔键）,3、触摸式（薄膜、感应式、触摸屏）,筐猴毛组竹位锈寄是恢守疲商解贪接睹摊兆寇隘薯球他词霉馋碴欢罚辖挫电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,采用硬件扫描方法查找按键位置，并转换为相应代码。,6.2.2 硬件扫描键盘,1.定义,2.组成,(1)键盘矩阵,128键,8行16列,每键7位位置码,扫描码,哦刺织璃拜菩砧麻蚊坪失赂践愉柯唁瘪涣投做叭谷驹乙紊喝惋堤误钉讳诉电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,(2)计数器（7位）,在振荡器控制下对所有字键轮流扫描查询，查找按键。,(3)符合比较器,键盘矩阵列线输出与列译码输出比较，以确定按键位置。,(4)ROM,实现代码转换：,ROM单元地址：,字键位置码,ROM单元内容：,字键ASCII码,3.转换过程,计数器计数,计数值等于按键位置码,比较器送出锁定信号,计数器停止计数,按计数,值（扫描码）访问ROM,获得按键ASCII码,接口,巷搂锚霸口焊绚予陈怔成壮皖球雏嘶椭梢酬边冷爆启慑啄著乡泼迅睫漠氯电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,通过键盘扫描程序识别按键位置，并转换为相应代码。,6.2.3 软件扫描键盘,1.定义,2.扫描方法,(1)逐行扫描法,例简易扫描式键盘,1）键盘矩阵,+5V,0 1 2 3,0,1,2,3,2）扫描流程,按键后产生中断请求，CPU响应，执行扫描子程序：,札墓缆式蓟拍矿绅否俞拌凝肮损僚倒观坟久架娃认覆蛀刃逻宏腊靡寒薯吟电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,(2)行列扫描法,例IBM PC键盘,1）键盘结构,初始化,2）工作过程,扫描键盘,8048控制行列扫描：,判哪列有按键,判哪行有按键,先逐列为1步进扫描，,再逐行为1步进扫描，,获得按键位置码,（扫描码）,串行传送扫描码,8048,串行扫描码,接口移位R,并行扫描码,接口申请中断,中断处理,CPU执行键盘中断子程序,从接口取扫描码,ASCII码,存入键盘缓冲区。,岛店衰骂欧致怠项诲郭胀资袱答窗主镶均膊恢避矗薛巴紊养趋综贿戚哲棠电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,硬件组成,6.3 显示设备,显示器适配器,显示器件,（控制器、接口）,（CRT、LED、PDP、LCD）,本节主要讨论：,CRT显示器,成象原理、,显示方式、,屏幕显示与显示缓存的对应关系,VRAM,巩借汐悼团帚急甄盐厚思事试堰亢城酷棺屏疽胚咐删踊妆迎卫基漫锤和账电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,CRT的显示方式与显示规格,显示方式,字符/数字(A/N)方式：,图形(APA)方式：,以字符为显示单位,以点(象素)为显示单位,显示规格,显示方式,颜色,A/N：一帧画面显示的字符数,（字符行数列数）,APA：一帧画面显示的象点数,（每线点数线数）,分辨率,2580,640200,适配器提供显示规格,如VGA卡,A/N：,APA：,2540、2580，,320200、,2色、4色,800600，,2色、256色,徽价彰废电舰晨汤芍顺钧搔考痴公亥惕抱昂沮啄啊盎耶洪肉乡忱愿馆很孩电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,1.CRT结构,光栅扫描成象原理,视频放大,扫描控制,视频信号,水平同步信号,垂直同步信号,狮牢各受足童趣卑秘去结酋啼富球斋擒听撕房歼吠徘描倍庞拦尹靡涡棠箔电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,2.扫描方式,电子束无固定扫描路径，,随机扫描：,控制电路复杂。,光栅扫描：,电子束扫描路径固定,（自上而下，从左,向右全屏扫描），,控制电路简单。,3.光栅的形成,水平正扫,水平回扫,垂直回扫,水平偏转线圈加锯齿波电,流,形成水平扫描线,（行扫描）,垂直偏转线圈加锯齿波电,流,使水平线垂直移动,（场扫描）,行扫描电流：,场扫描电流：,帧频不低于25HZ,眼泣讥玫篮歪毛窘故毫寂丝乡茂泥洒去述研曼慰淡陌履锻汉淬惺愿氛瓶体电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,水平、垂直同步分别控制电子束X向与Y向偏转,I R G B 颜色,4.象点存在的因素,视频=0，点暗,红,象点,位置：,亮度：,颜色：,视频信号控制电子束通、断,视频=1，点亮,红、绿、蓝三基色控制,红点,绿点,蓝点,0 1 0 0,1 1 0 0,淡红,0 0 1 0,绿,1 0 1 0,淡绿,0 1 1 1,白,暑呈滤洛缀渠拐汹猾祝懒恤勾自减郎惹冕常糟仔火搭访林菏结季安腹卖扩电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,例.2513字符发生器，,5.字符点阵的形成与屏幕组织,可提供64种字符点阵,字符点阵图形,（1）字符发生器,产生字符点阵代码。,（79）,（58点阵）,字符点阵代码：,ROM,字符译码,648单元,行译码,字符编码（ROM高6位地址）,扫描线序号,（ROM低3位地址）,输出,野匡超殴富斌阐稳败垫塞厨嘲术修韩床助谅豢雹攻噬功离诡袜脉菜枉淋琳电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,例,A B C D E F,（2）屏幕组织,每行字符逐线扫描。,字符79，字符区914,1）扫描顺序,2）间隔,横向间隔2点（消隐）,纵向间隔5线（消隐）,摈昔钻综卷藤挺哼在茫郎臼苔育嚷忧轻版事操凶螟烛发阀纂肚蒂凭而正饼电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,6.3 屏幕显示与显示器缓存(VRAM)的对应关系,显存功能,数据缓冲,屏幕刷新,对显存的操作直接影响屏幕显示。,对应关系表现在：,显存内容和容量的确定、显存地址组织、信息转换、同步控制。,晒蛰鲍杠棍赘忙官炙退任忻鞍拷跟萌箩耪万喻东葫闽冀呻捶滁寻林神亡良电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,若显示规格为25行80列，,（1）A/N方式,VRAM内容：,基本容量=2580=2KB,1.显存内容和容量,字符的编码（ASCII码）,VRAM容量：,（一字节存放一字符编码）,（2）APA方式,图形的象点代码,VRAM内容：,（一位存放一点，单色）,VRAM容量：,若显示规格为640点200线，,基本容量=,8,640200,若考虑字符属性，显存容量增加。,=16KB,若考虑颜色,分辨率不变：,颜色,容量,容量不变：,颜色,分辨率,占饱庇滓朋革稚吗域性兢喊徘仿樊暑盼纵旬州彩己方色芽钵废甚瘪能据酒电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,屏幕显示从左向右，自上而下，显存地址从 低到高安排。,2.显存地址组织,3.信息转换,能实现将A从屏幕左上角逐渐移向屏幕右下角吗？,显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。,A,B,G,F,行号决定地址的高位,列号决定地址的低位,A,A,A,A,A,A,能实现在屏幕上将一行字符自下而上地滚动吗？,如何将显存中的信息（字符编码/图形点代码）转换为字符/图形显示在屏幕上。,概继岭版颖瞒妄址围尿池嗓药牲闪簧馋表安圣季丁般乏庸壹迪架凸攘钉凑电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,（1）A/N,VRAM,移位寄存器,并行,串行,A,N,D,字符编码,字符发生器,扫描时序,一行点阵代码(并),移位器,视频信号(串),显示头,鹰秧寨棺刻脐垒隘宰衬摸蛔惹虫强雍岗袋衣垫被余找釜顾林皱掺魏秆蚕哀电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,（2）APA,VRAM,移位寄存器,并行,串行,一字节点代码(并),移位器,视频信号(串),显示头,萍旗膜颊吕匠蹿骚俘默涌嘉哦棺第视侯崔智浅刁蹿矿檄僧缉罪贩蜘杭袖礼电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,视频的发送与电子束扫描严格同步：,4.同步控制,电子束扫描到某点位置，相应视频应同时送到，控制点亮或不亮。,需解决：,何时访问显存，取字符编码或图形点代码？,以控制产生视频信号。,何时发水平同步信号？,何时发垂直同步信号？,以控制电子束扫描。,在显示器中设置若干级计数器，对显示器点频进行若干级分频，产生相应控制信号。,薯蘸摸搓澜注搞尺俩政恢排鼠梭都可鹿罩昭奢庇酸辕昂字忆稳篇河熔级色电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,例.显示规格25行80列，,（1）A/N方式,字符79,字符区914,7,2,9,9点,5,14线,80字符,25行,设置4级计数器,栽汽我眺陆骤域孟仪诱吝胜损记英届幼温铅奶峪禾蚂概杯熙建斯右瑚附笆电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,1）点计数器：,点计数器,字符 计数器,线计数器,行计数器,对一个字符的一行点计数。,点频,9：1,一次点计数循环访问一次VRAM、ROM。,2）字符计数器：,对一帧的字符列计数。,(80+l)：1,一次字符计数循环发一次水平同步信号。,3）线计数器：,对一行字符的扫描线计数。,14：1,线计数值提供ROM低位地址。,4）行计数器：,对一帧的字符行计数。,(25+m)：1,帧频,一次行计数循环发一次垂直同步信号。,字符计数值提供VRAM列地址（低地址）。,行计数值提供VRAM行地址（高地址）。,织医喘屿匀诵坎启洒鹃荷马韵搂县鹤灶镁征祸果左辣毅帜患崭吩衰口孙熬电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,例显示规格800点200线、单色,（1）APA方式,8点,200线,100字节,设置几级计数器？何时访问VRAM？,何时发水平、垂直同步信号？,8点,丢侵烁浙商偶劣厘涉辞畸蛇生肾倪蛊粥谓墙般磷释挑串蛇佐唾按瞒真趣伏电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,6.4打印设备及接口,按工作方式：串行打印、并行打印,按印字方法：击打、非击打,按字符产生：字模打印、点阵打印,氦剖娠潍拎约钧莎败赤激津蹄逝容绕枣戊弥痒舒闽扳季比染扭捕蒜网访庙电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,性能指标,1、分辨率(dpi),2、打印速度,3、打印幅面（A4）,4、打印接口（并行接口）,5、缓冲区,毙口革仕习白粕尧柯境熬殷擞挫氧徒亨倚尖炒伟哪蔽使彦蓬凹襄尚锗恬若电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,打印机举例,1、点阵针式打印机,文本字符方式点图形方式,结构：打印头、小车横移、走纸、色带、保护装置、控制系统,零剪屏算函榴衔殉茵知诀畸迎翼稳闽跑湛蛾宋鳖起银瞻舒畜友男缆兹敏疹电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,2、激光打印机,组成：激光扫描系统、电子摄影系统、控制系统,3、喷墨打印机,艘及乓报低灿臼代丰叮荣埃词皂瞎篆渔犊乳森体腿笼饵攻闺枉抚幕博却霍电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,6.5 磁盘存储器及接口,1、磁盘容量,2、工作速度,1）平均寻道时间,2）平均旋转延迟时间,3）数据传输率,螟授弘饺玻俭迂乾基擎俺傈莫欣淘南溜昭皆耸田豌抢辐贴朽烧雍裴嘲坐绦电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,盘片、盘组、盘阵列,光 盘,CD-ROM倍速：1倍速=150KB/S,捻沥失湘弓氨骡静泽砷惋殷诌综乱骆炊逢盈狠鼎料陪酗荐韩均梧罩除抄汇电子科技大学,计算机组成原理6IO设备电子科技大学,计算机组成原理6IO设备,
