電子科技大學,計算機組成原理6IO設備

1、第六章 輸入/輸出設備重點內容：理解顯示設備工作原理1主機CPUMM接口外設外設外設外設輸出輸入26.1 I/O設備概述I/O設備的功能：完成信息轉換實現人機交互存儲信息資源促進應用領域的拓展3I/O設備類型輸入設備輸出設備外存儲器過程控制設備數據終端、通信設備4I/O設備與主機間信息交換1、代碼格式(二進制、ASCII等)2、傳送格式（并行+串行）56.2 鍵盤及其接口1、接觸式（機械觸點、干簧式）2、無觸點式（電容式、霍爾鍵）3、觸摸式（薄膜、感應式、觸摸屏）6采用硬件掃描方法查找按鍵位置，并轉換為相應代碼。6.2.2 硬件掃描鍵盤1.定義2.組成列譯碼振蕩器計數器ROM接 口鍵盤8行16

2、列比較器行譯碼鎖定信號(1)鍵盤矩陣128鍵8行16列每鍵7位位置碼掃描碼7列譯碼振蕩器計數器ROM接 口 鍵盤8行16列比較器行譯碼鎖定信號(2)計數器（7位）在振蕩器控制下對所有字鍵輪流掃描查詢，查找按鍵。(3)符合比較器鍵盤矩陣列線輸出與列譯碼輸出比較，以確定按鍵位置。(4)ROM實現代碼轉換：ROM單元地址：字鍵位置碼ROM單元內容：字鍵ASCII碼3.轉換過程計數器計數計數值等于按鍵位置碼比較器送出鎖定信號計數器停止計數按計數值（掃描碼）訪問ROM獲得按鍵ASCII碼接口8通過鍵盤掃描程序識別按鍵位置，并轉換為相應代碼。6.2.3 軟件掃描鍵盤1.定義2.掃描方法(1)逐行掃描法例簡

3、易掃描式鍵盤1）鍵盤矩陣+5V0 1 2 301232）掃描流程按鍵后產生中斷請求，CPU響應，執(zhí)行掃描子程序：第i行送0，其余行送1行線送全0列線中有0？ i = 0列線中有0？獲得按鍵行列位置位置碼 ASCII碼轉顯示程序YNYNi=i+19(2)行列掃描法例IBM PC鍵盤1）鍵盤結構（送譯碼器） 列譯碼 鍵 盤16行8列 行譯碼8048計數信號掃描碼（送接口） 初始化2）工作過程 掃描鍵盤8048控制行列掃描：判哪列有按鍵判哪行有按鍵先逐列為1步進掃描，再逐行為1步進掃描，獲得按鍵位置碼（掃描碼） 串行傳送掃描碼8048 串行掃描碼接口移位R并行掃描碼接口申請中斷 中斷處理CPU執(zhí)行鍵

4、盤中斷子程序,從接口取掃描碼ASCII碼存入鍵盤緩沖區(qū)。10硬件組成 6.3 顯示設備顯示器適配器 顯示器件 （控制器、接口） （CRT、LED、PDP、LCD） 本節(jié)主要討論： CRT顯示器 成象原理、 顯示方式、 屏幕顯示與顯示緩存的對應關系 控制器接口顯示器適配器顯示器件CPUVRAM11CRT的顯示方式與顯示規(guī)格 顯示方式 字符/數字(A/N)方式： 圖形(APA)方式： 以字符為顯示單位 以點(象素)為顯示單位 顯示規(guī)格 顯示方式 顏色 A/N：一幀畫面顯示的字符數 （字符行數列數） APA：一幀畫面顯示的象點數 （每線點數線數） 分辨率 2580 640200 適配器提供顯示規(guī)格如

5、VGA卡 A/N：APA： 2540、2580， 320200、 2色、4色 800600， 2色、256色 121.CRT結構 光柵掃描成象原理 熒光屏電子槍聚焦系統(tǒng)水平偏轉垂直偏轉顯示頭視頻放大掃描控制視頻信號水平同步信號垂直同步信號132.掃描方式 電子束無固定掃描路徑，隨機掃描：控制電路復雜。光柵掃描：電子束掃描路徑固定（自上而下，從左向右全屏掃描），控制電路簡單。3.光柵的形成 水平正掃水平回掃垂直回掃水平偏轉線圈加鋸齒波電 流,形成水平掃描線 （行掃描） 垂直偏轉線圈加鋸齒波電 流,使水平線垂直移動 （場掃描） 行掃描電流： 場掃描電流： 幀頻不低于25HZ 14水平、垂直同步分別

6、控制電子束X向與Y向偏轉 I R G B 顏色 4.象點存在的因素視頻=0，點暗 紅 象點 位置： 亮度： 顏色： 視頻信號控制電子束通、斷 視頻=1，點亮 紅、綠、藍三基色控制 紅點 綠點 藍點 0 1 0 0 1 1 0 0 淡紅 0 0 1 0 綠 1 0 1 0 淡綠 0 1 1 1 白 15例.2513字符發(fā)生器， 5.字符點陣的形成與屏幕組織可提供64種字符點陣 字符點陣圖形 （1）字符發(fā)生器 產生字符點陣代碼。 （79） （58點陣） .字符點陣代碼： 1111111 0001000 0001000 0001000 0001000 0001000 0001000 0001000

7、0001000 ROM字符譯碼648單元 行譯碼字符編碼（ROM高6位地址） 掃描線序號（ROM低3位地址）輸出16例 A B C D E F （2）屏幕組織 每行字符逐線掃描。 字符79，字符區(qū)9141）掃描順序 2）間隔 橫向間隔2點（消隱）縱向間隔5線（消隱）176.3 屏幕顯示與顯示器緩存(VRAM)的對應關系 顯存功能 數據緩沖 屏幕刷新 對顯存的操作直接影響屏幕顯示。 對應關系表現在： 顯存內容和容量的確定、顯存地址組織、信息轉換、同步控制。 18若顯示規(guī)格為25行80列，（1）A/N方式 VRAM內容： 基本容量=2580=2KB1.顯存內容和容量 字符的編碼（ASCII碼） V

8、RAM容量： （一字節(jié)存放一字符編碼）（2）APA方式 圖形的象點代碼 VRAM內容： （一位存放一點，單色）VRAM容量： 若顯示規(guī)格為640點200線，基本容量=8640200若考慮字符屬性，顯存容量增加。=16KB若考慮顏色分辨率不變：顏色容量容量不變：顏色分辨率19 屏幕顯示從左向右，自上而下，顯存地址從 低到高安排。2.顯存地址組織 3.信息轉換 能實現將A從屏幕左上角逐漸移向屏幕右下角嗎？ 顯存單元的地址由屏幕顯示的行、列號決定。0 1 2 7901224ABGF行號決定地址的高位列號決定地址的低位AAAAAA能實現在屏幕上將一行字符自下而上地滾動嗎？ 如何將顯存中的信息（字符編碼

9、/圖形點代碼）轉換為字符/圖形顯示在屏幕上。 20（1）A/N VRAM A編碼 N編碼 D編碼VRAM A點陣 B點陣 C點陣 D點陣 N點陣ROM屏幕 移位寄存器并行串行AND字符編碼 字符發(fā)生器 掃描時序 一行點陣代碼(并) 移位器 視頻信號(串) 顯示頭 21（2）APA VRAM 屏幕 移位寄存器并行串行一字節(jié)點代碼(并) 移位器 視頻信號(串) 顯示頭 00001111 000010010VRAM00001111 22視頻的發(fā)送與電子束掃描嚴格同步： 4.同步控制 電子束掃描到某點位置，相應視頻應同時送到，控制點亮或不亮。需解決： 何時訪問顯存，取字符編碼或圖形點代碼？ 以控制產生

10、視頻信號。 何時發(fā)水平同步信號？ 何時發(fā)垂直同步信號？ 以控制電子束掃描。 在顯示器中設置若干級計數器，對顯示器點頻進行若干級分頻，產生相應控制信號。 23例.顯示規(guī)格25行80列， （1）A/N方式 字符79,字符區(qū)914 7299點514線80字符25行設置4級計數器241）點計數器： 點計數器字符 計數器 線計數器 行計數器對一個字符的一行點計數。 點頻 9：1 一次點計數循環(huán)訪問一次VRAM、ROM。 2）字符計數器： 對一幀的字符列計數。 (80+l)：1 一次字符計數循環(huán)發(fā)一次水平同步信號。 3）線計數器： 對一行字符的掃描線計數。 14：1 線計數值提供ROM低位地址。 4）行計數器： 對一幀的字符行計數。 (25+m)：1 幀頻 一次行計數循環(huán)發(fā)一次垂直同步信號。 字符計數值提供VRAM列地址（低地址）。 行計數值提供VRAM行地址（高地址）。 25例顯示規(guī)格800點200線、單色 （1）APA方式 8點200線100字節(jié)設置幾級計數器？何時訪問VRAM？何時發(fā)水平、垂直同步信號？8點266.4打印設備及接口按工作方式：串行打印、并行打印按印字方法：擊打、非擊打按字符產生：字模打印、點陣打印27性能指標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、緩沖區(qū)28打印機舉例