输入输出系统1.ppt

第7章 输入输出系统(3学时) 7.1 I/O系统基本概念 接口：在完成各个外设和主机之间数据传输过程中，进行各种协调等工作的逻辑部件。协调包括传输过程中速度的匹配、电平和格式转换等。 I/O接口的类型 （1）按照数据传送宽度分：并行接口和串行接口 （2）按照数据传送控制方式分：程序控制、程序中断和直接存储器存取（DMA）等 7.5 I/O设备概述 外围设备：主机（主板及内存）以外的设备，也称外部设备。辅助（外）存储器也属于外设。 外设向多样化、智能化、功能复合化、高可靠性的方向发展。 输入设备：用于向计算机系统输入命令或文本、数据等信息的机械与电子结合的部件。主要完成输入程序、数据、操作命令、各种图形、图像、声音等信息。 输出设备：用于将计算机系统的信息输出到计算机外部进行显示、交换等处理的机械与电子结合的部件。可以输出数据、文字、表格、图形、图像或语言等信息。 随着电子器件集成度的提高和价格的下降，主机价格不断下降，使得输入输出设备的成本相对提高，约占整个计算机的70%以上。 常用的输入/输出设备 1. 键盘 按结构原理分：有触点和无触点类型 触点式：利用机械触点的分离与闭合判断电路的通断，由于磨损、氧化等易产生接触不良等故障。 无触点式：通过按键上下运动使电容的电量发生变化，达到检测开关的通断，不存在磨损和接触不良等问题，且密封组装有防尘特性。 按与主机通信信息分：编码键盘和非编码键盘 编码键盘：当某个键被按下后，能够提供一个与之相对应的的编码信息和一个选通脉冲，可作为CPU的中断请求信号。功能全部由硬件完成。 非编码键盘：将按键排列成行、列矩阵，按键只是使相应接点接通或断开。是用较为简单的硬件，在程序配合下来识别被按键的位置，提供一个与位置相对应的中间代码（扫描码），然后通过专用软件将其转换成规定的编码。即功能由软件完成。 键盘的工作原理 （1）线性键盘 每个键对应I/O端口的一位，没有按键闭合时，各位均处于高电位；当某键被按下时，对应位与地接通，则为低电位，而其他仍为高电位。因此，CPU通过读入I/O端口数据并判断哪一位为“0”，即可知哪一个键被按下，从而转到相应功能的处理程序去执行。 按键抖动 按键就是无锁开关，由于机械运动的抖动和接触的不稳定，按键在按下和释放时有抖动。 （2）矩阵键盘 当较多的按键需要识别时，常将按键设计成阵列形式。 一般地，一个键盘阵列可以有N行和M列，共有N×M个按键，称为N×M键盘阵列，或N×M键盘矩阵。 识别矩阵键盘上的闭合键的方法常用扫描法。找出按下的键的位置（行、列），再用行线和列线编码查表，得到键值编码。 2. 鼠标 鼠标是控制计算机显示器上光标移动的输入设备。一般有2~3个按键，PS/2接口和USB接口方式。 特点：快速、精确的光标定位，优良的人机交互。 分类 机电式：一个外涂橡胶的钢球，两对发光、光电管和栅轮组成，进行代表X、Y方向的定位和测距。 光电式：没有机械滚动部分，代之以两对互为直角的光电探测器，分别代表X、Y方向进行定位。 与计算机通信方式：有线和无线（红外和无线电） 指标 ： 分辨率、轨迹速度等。 显示方式 字符/数字（A/N)方式 全点可寻址 (APA)方式种类繁多 种类 CRT、液晶、等离子体显示器等 显示设备种类 按所用的显示器件分类 CRT-阴极射线管(Cathode Ray Tube)显示器 LCD-液晶显示器(Liquid Crystal Display) PDP-等离子显示器(Plasma Display Panel)。 按所显示的信息内容分类 字符显示器 图形显示器 图像显示器。 按显示设备的功能分类 普通显示器 显示终端：由显示器和键盘组成的独立完整的输入/输出设备，可通过标准通信接口接到远离主机的地方使用。 (1) CRT显示器 CRT是广泛应用的显示器件，用于电视接收机和计算机系统，作为字符、图形和图像显示器。 CRT的结构与组成 电真空器件，由电子枪、偏转装置和荧光屏构成 CRT的分类 扫描方式不同：光栅扫描和随机扫描 显示的颜色：有单色(黑白)显示器和彩色显示器。 荧光屏尺寸：有12、14、16、19英寸等多种。 CRT工作原理 图中以单色CRT(即黑白显像管)为例加以说明。 CRT显示器 随机扫描和光栅扫描 电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为扫描scan，控制电子束扫描轨迹的电路叫扫描偏转电路。 扫描方式有两种，随机扫描和光栅扫描。 随机扫描是控制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符。电子束只在需要作图的地方扫描，而不必扫描全屏幕，所以这种扫描方式画图速度快，图像清晰。 光栅扫描是电视中采用的扫描方法。在电视中，要求图像充满整个画面，因此要求电子束