输入输出设备课件.ppt
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1、第六章第六章 输入输入/输出设备输出设备 输入输入/输出设备是实现计算机系统与人或输出设备是实现计算机系统与人或其它设备、系统之间进行信息交换的装其它设备、系统之间进行信息交换的装置。又叫置。又叫I/OI/O设备、外部设备、外围设备、设备、外部设备、外围设备、外设。外设。CPUCPU和主存称为主机,其它称为外设。和主存称为主机,其它称为外设。送入主机称为输入,反之为输出送入主机称为输入,反之为输出。6.1 概 述一一.外设的一般功能外设的一般功能1、完成信息的转换、完成信息的转换2、实现人机交互、实现人机交互3、存储信息资源、存储信息资源4、促进计算机应用领域的拓展、促进计算机应用领域的拓展6
2、.1 概 述二二.根据功能将外设分类根据功能将外设分类1.输入设备输入设备 例:键盘、扫描仪、数码相机、鼠标、光笔、例:键盘、扫描仪、数码相机、鼠标、光笔、操纵杆、声音输入等。操纵杆、声音输入等。2、输出设备、输出设备 例:显示器、打印机、绘图仪、语音输出等例:显示器、打印机、绘图仪、语音输出等3、外存、外存6.1 概 述4、终端设备、终端设备 与计算机信息网络的一端相连的设备,叫终与计算机信息网络的一端相连的设备,叫终端设备。端设备。本地终端:如分时终端本地终端:如分时终端 远程终端远程终端 与工作站区别:一般而言,工作站有本身的主与工作站区别:一般而言,工作站有本身的主机、外设。工作站又分
3、图形工作站和网络工作机、外设。工作站又分图形工作站和网络工作站站5、其它外设、其它外设:如数据通讯设备,过程控制设备。如数据通讯设备,过程控制设备。6.1 概 述三三.信息传送格式信息传送格式1、并行传送、并行传送 同时用多根线传送,并行地传送同时用多根线传送,并行地传送1个字或个字或字节。字节。优点:速度快优点:速度快缺点:线路多缺点:线路多特点:适合近距离传送特点:适合近距离传送6.1 概 述2、串行传送、串行传送 采用单根信号传输线或采用单根信号传输线或1对传送线,逐位地串对传送线,逐位地串行传送数据代码。行传送数据代码。缺点:速度慢缺点:速度慢优点:线路少,可利用电话线优点:线路少,可
4、利用电话线特点:适合远距离传送特点:适合远距离传送3、数据传输率、数据传输率 单位是波特(位单位是波特(位/秒)秒)6.2 键 盘一一.键键1.接触式接触式有两个触点,按键时闭合,抬键后分离。有两个触点,按键时闭合,抬键后分离。根据具体结构又可分为机械触点式键根据具体结构又可分为机械触点式键(P314 图图6-2)和干簧键。)和干簧键。2.无触点式无触点式主要有电容式键和霍尔键(主要有电容式键和霍尔键(P314 图图6-3)3.触摸式触摸式主要有薄膜式、感应式和触摸屏主要有薄膜式、感应式和触摸屏6.2 键 盘二二.键盘键盘1.硬件扫描键盘硬件扫描键盘将键盘分为将键盘分为N行行M列,列,每个键在
5、某行线和某列线交点处,如果由硬每个键在某行线和某列线交点处,如果由硬件逻辑实现扫描,来识别按下的键的行件逻辑实现扫描,来识别按下的键的行列位置,叫硬件扫描键盘。列位置,叫硬件扫描键盘。原理:原理:采用硬件扫描方法查找按键位置,并采用硬件扫描方法查找按键位置,并转换为相应代码。转换为相应代码。6.2 键 盘列译码列译码振振荡荡器器计计数数器器R RO OM M接接 口口 键盘键盘8 8行行1616列列比较器比较器行行译译码码锁定信号锁定信号计数器计数计数器计数计数值等于按键位置码计数值等于按键位置码比较器送出锁定信号比较器送出锁定信号计数器停止计数计数器停止计数按计数按计数值(扫描码)访问值(扫
6、描码)访问ROMROM获得按键获得按键ASCIIASCII码码接口接口转换过程:转换过程:6.2 键 盘2.软件扫描键盘软件扫描键盘 原理:原理:通过键盘扫描程序识别按键位置,并转换通过键盘扫描程序识别按键位置,并转换为相应代码。为相应代码。1)逐行扫描法)逐行扫描法 CPU通过数据线输出代码,送往行线。从第通过数据线输出代码,送往行线。从第0行开始,逐行为行开始,逐行为0,其余各行为,其余各行为1,将列线输,将列线输出取回出取回CPU,如果某一位为如果某一位为0,则表明特定的,则表明特定的键被按下,可由行列线知道按键位置,得位键被按下,可由行列线知道按键位置,得位置码(扫描码),再查表转换为
7、置码(扫描码),再查表转换为ASCII码。码。6.2 键 盘2)行列扫描法)行列扫描法先逐列为先逐列为1地步进扫描,测试哪一列为地步进扫描,测试哪一列为1时,行线输时,行线输出为出为1,从而判别按键的列号,再逐行为,从而判别按键的列号,再逐行为1地步进扫地步进扫描,判别按键的行号。描,判别按键的行号。0 1 2 30 1 2 30 01 12 23 36.3 显示设备显示器件根据发光原理分类:显示器件根据发光原理分类:1、发光器件、发光器件 CRT(阴极射线管)、阴极射线管)、LED(发光二极发光二极管)、管)、PDP(等离子显示器件)、等离子显示器件)、ELD(场场致发光板)致发光板)2、光
8、调制器件光调制器件 LCD(液晶显示)液晶显示)硬件组成硬件组成 显示器适配器显示器适配器 显示器件显示器件 (控制器、接口)(控制器、接口)6.3 显示设备一一.显示方式与显示规格显示方式与显示规格1.1.显示方式显示方式 字符字符/数字数字(A/N)A/N)方式:方式:图形图形(APA)APA)方式:方式:以字符为显示单位以字符为显示单位 以点以点(象素象素)为显示单位为显示单位 2.显示规格显示规格显示规格取决于显示器控制器(适配卡)提供的显示规格显示规格取决于显示器控制器(适配卡)提供的显示规格显示方式显示方式 分辨率分辨率 颜色颜色 A/NA/N:一帧画面显示的字符数一帧画面显示的字
9、符数 (字符行数列数)(字符行数列数)APAAPA:一帧画面显示的象点数一帧画面显示的象点数 (每线点数线数)(每线点数线数)分辨率分辨率 25258080 640640200200 显示器本身的分辨率应满足显卡提供的分辨率。显示器本身的分辨率应满足显卡提供的分辨率。6.3 显示设备二二.光栅扫描成象原理光栅扫描成象原理1.1.CRTCRT结构结构 荧光屏荧光屏电子枪电子枪聚焦系统聚焦系统水平偏转水平偏转垂直偏转垂直偏转显示头显示头视频放大视频放大扫描控制扫描控制视频信号视频信号水平同步信号水平同步信号垂直同步信号垂直同步信号电子束电子束6.3 显示设备2.2.扫描方式扫描方式 电子束无固定扫
10、描路径,电子束无固定扫描路径,随机扫描:随机扫描:控制电路复杂。控制电路复杂。光栅扫描:光栅扫描:电子束扫描路径固定电子束扫描路径固定向右全屏扫描),向右全屏扫描),控制电路简单。控制电路简单。3.3.光栅的形成光栅的形成 水平正扫水平正扫水平回扫水平回扫垂直回扫垂直回扫水平偏转线圈加锯齿波电水平偏转线圈加锯齿波电 流流,形成水平扫描线形成水平扫描线 (行扫描)(行扫描)垂直偏转线圈加锯齿波电垂直偏转线圈加锯齿波电 流流,使水平线垂直移动使水平线垂直移动 (场扫描)(场扫描)(自上而下,从左自上而下,从左6.3 显示设备4.4.扫描频率扫描频率 行频行频 fxfx:fyfy:场频场频 s s:
11、一帧线数一帧线数 扫描扫描顺序顺序 逐行扫描:逐行扫描:隔行扫描:隔行扫描:一帧一遍扫完一帧一遍扫完 (一帧一场)(一帧一场)场频场频=帧频帧频 一帧两遍扫完一帧两遍扫完 (一帧两场)(一帧两场)场频场频=2=2帧频帧频 水平、垂直同步水平、垂直同步分别控制电子束分别控制电子束X X向与向与Y Y向偏转向偏转 5.5.象点存在的因素象点存在的因素视频视频=0=0,点暗,点暗 位置:位置:亮度:亮度:颜色:颜色:视频信号视频信号控制电子束通、断控制电子束通、断 视频视频=1=1,点亮,点亮 红、绿、蓝三基色红、绿、蓝三基色控制控制 6.3 显示设备6.6.字符点阵的形成与屏幕组织字符点阵的形成与
12、屏幕组织字符点阵图形:字符点阵图形:(1 1)字符发生器)字符发生器 产生字符点阵代码。产生字符点阵代码。(7 79 9).字符点阵代码:字符点阵代码:1111111 1111111 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 例例.2513.2513字符发生器,字符发生器,可提供可提供6464种字符点阵,每种字符点阵,每个字符排成个字符排成 5 5列列 X 8X 8行行 的点阵形式。
13、的点阵形式。6.3 显示设备 ROMROM字符译码字符译码64648 85 5 行译码行译码字符编码(字符编码(ROMROM高高6 6位地址)位地址)扫描线序号扫描线序号(ROMROM低低3 3位地址)位地址)输出输出点阵图:点阵图:0000010001100011000111111100011000110001点阵代码:点阵代码:6.3 显示设备例例.A B C D E F A B C D E F 每行字符逐线扫描。每行字符逐线扫描。字符字符7 79 9,字符区,字符区9 914141 1)扫描顺序)扫描顺序 2 2)间隔)间隔 横向间隔横向间隔2 2点点(消隐)(消隐)纵向间隔纵向间隔5
14、5线线(消隐)(消隐)(2 2)屏幕组织)屏幕组织 6.3 显示设备三三.屏幕显示与显示器缓存屏幕显示与显示器缓存(VRAM)VRAM)的对的对应关系应关系n显示器缓存称为视频随机存取存储器,显示器缓存称为视频随机存取存储器,用于存放一帧画面的有关信息。用于存放一帧画面的有关信息。n显示器一方面对屏幕进行光栅扫描,一显示器一方面对屏幕进行光栅扫描,一方面同步地从方面同步地从VRAMVRAM中读取显示内容,送中读取显示内容,送往显示器件。往显示器件。对显存的操作直接影响屏幕显示。对显存的操作直接影响屏幕显示。6.3 显示设备1.1.显存内容和容量显存内容和容量(1 1)字符方式)字符方式VRAM
15、VRAM内容:内容:字符的编码字符的编码(ASCIIASCII码)码)VRAMVRAM容量:容量:基本容量基本容量=行数列数行数列数(一字(一字节存放一字符编码)节存放一字符编码)(2 2)图形方式)图形方式VRAMVRAM内容:内容:图形的象点代码图形的象点代码VRAMVRAM容量:容量:(一位存放一点,单色)(一位存放一点,单色)6.3 显示设备2.2.属性信息与属性缓存属性信息与属性缓存 用于存放属性信息的存储器称为属性缓存,其用于存放属性信息的存储器称为属性缓存,其容量与显示缓存相同。容量与显示缓存相同。3.3.显存地址组织显存地址组织 屏幕显示从左向右,自上而下,显存地址从低屏幕显示
16、从左向右,自上而下,显存地址从低到高安排。到高安排。显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。4.4.信息转换信息转换 显存中的信息(字符编码显存中的信息(字符编码/图形点代码)转换图形点代码)转换为字符为字符/图形显示在屏幕上。图形显示在屏幕上。VRAM VRAM A A编码编码 N N编码编码 D D编码编码VRAMVRAM A A点阵点阵 B B点阵点阵 C C点阵点阵 D D点阵点阵 N N点阵点阵ROMROM屏幕屏幕 移位寄存器移位寄存器并行并行串行串行A A N N D D字符编码字符编码 字符发生器字符发生器 扫描时序扫描时序 一行点阵代码一
17、行点阵代码(并并)视频信号视频信号(串串)显示头显示头 移位器移位器 6.3 显示设备5.5.同步控制同步控制 视频的发送与电子束扫描严格同步:视频的发送与电子束扫描严格同步:电子束扫描到某点位置,相应视频应同时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。送到,控制点亮或不亮。在显示器中设置若干级在显示器中设置若干级计数器计数器,对显示器,对显示器的的主频脉冲主频脉冲进行若干级分频,产生各种时进行若干级分频,产生各种时序信号来进行控制。序信号来进行控制。6.3 显示设备四四.显示适配器显示适配器 控制器控制器接口接口显示器适配器显示器适配器显示器件显示器件CPUVRAM6.4 打
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