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1、I/O设备,用户界面（键盘命令、系统功能调用）,设备驱动程序：送出与设备有关的命 令字，取回状态字,设备控制程序：控制设备操作,设备具体操作：信息转换,调用I/O 设备,6.1 键盘,6.1.1 硬件扫描键盘,1.组成,1)、键盘矩阵：如128键的键盘816,每键一个7位的位置码,8行：三位编码 16列：4位编码,0 1 27,0 1 2 15,2)、计数器（7位）在振荡器控制下轮流 对128个键查询,高3位经行译码扫描键盘 低4位经列译码送比较器,3)、符合比较线路：对列译码输出与键盘列线输出进行比较,4)、ROM,单元地址：字键位置码,单元内容：字键ASCII码,由ROM输出的键码，经接口
2、芯片送CPU,2、转换过程,例：第1行第2列字键补按下，位置码：0010010,扫描第1行，该行加低电平，第2列输出为低，与低4位列译 码输出比较符合,比较器 锁定脉冲 停止振荡计数 位置码ROM ASCII码 接口 CPU,由硬件逻辑对字键位置编码，通过硬件扫描方法查找按键， 并转换为ASCII码,6.1.2 软件扫描键盘,1、定义：通过键盘扫描程序查找按键，并转换,2、扫描方法,1）、逐行扫描法：例，单板机用简易扫描键盘,(1)、键盘矩阵,(2)、扫描流程,按键、申请中断、CPU响 应、执行扫描程序,2）、行列扫描,例：IBC-PC键盘,(1)、键盘结构,(2)、工作过程,初始化(清接口R
3、),允许键盘工作,8048控制对键盘行列扫描，获得按键扫描码,8048串行传送扫描码至接口移位寄存器， （串并转换）申请中断,中断处理：CPU执行键盘中断处理程序,扫描码 ASCII码,瞬时清除键盘,允许键盘重新工作,中断处理程序功能,行列扫描法：,先逐列为“1”，步进扫描，判别哪列有键按下，再逐行为 “1”步进扫描，判哪行有键按下。,两次扫描结果形成按键扫描码。,6.2 显示设备,发光器件：CRT，LED,光调调制器件（LCD）,显示器件,显示器适配器,组成,6.2.1 CRT显示器的显示方式和常见显示规格,字符/数字(A/N)方式：以字符为基本显示单位,图形(APA)方式：以点为基本显示单
4、位,显示方式,A/N：一帧显示的字符数，字符行数 X列数,APA：一帧显示的点数，线数 X 线上的点数如：200线 X 360点，640X800等,分辩率,显示色彩,分辩率,显示规格,6.2.2 光栅扫描成像原理,1、CRT结构（图见P298，6.3 - 1）,视频信号放大系统，电子桦，扫描偏转系统，荧光屏等几部分,2、扫描方式,随机扫描：无固定扫描路径,光栅扫描：扫描路径固定,1）、水平偏转线圈加锯齿波电流，形成水平扫描线（行扫 描）,3、光栅的形成,水平扫描,水平回扫,垂直回扫,消隐,2）、垂直偏转线圈加锯齿波电流，使扫描线垂直移动 （场扫描）,4、频率关系,一个场扫描锯齿波内完成一帧的行
5、扫描,fx = S fy,行频,一帧扫描线数,场频,Ix,正程,回扫,t,帧频不低于25HZ,逐行扫描：一帧一遍扫完：场频=帧频,隔行扫描：一帧二遍扫完：场频=2 X 帧频,5、一帧画面的组成,位置（x偏转，y偏转） 水平同步，垂直同步,亮度（y调逃） 视频信号（脉冲串）,颜色：红、绿、兰三基色控制,象点,6、字符点阵的形成与屏幕组织,字符点阵图形,1）、字符发生器,产生字符点图形的器,例：2513芯片，64种字符，5 X 8,ROM64 X 8 X 5,扫描线序号 低3位地址,字符编码高6位地址,输出（5位）,一个字符的点阵存放在ROM中连续的8个单元中,11111,00100,00100,
6、00100,00100,xxxxxx000,xxxxxx001,xxxxxx010,xxxxxx110,xxxxxx111,扫描线序号,字符编码,ROM 字符发生器,2）、扫描顺序：一行所有字符逐线扫描,3）、间隔,如PC机：字符点阵 7X9字符区 9X14,横向间隔2点，纵向间隔5点,6.2.3 屏幕显示和显示缓冲存储器的对应关系,1、VRAM的内容和容量,1）、字符方式：内容：一帧字符的编码,容量：设分辩率为25X80，一字节放一字符编码，容量=25X80 = 2KB,2）、图形方式：内容：一帧图形点阵的代码,容量：设分辩率为640X200，一位存放一点，容量=640X200/8 = 16
7、KB,ABCDEFGH.,2、属性信息与属性缓存,字符属性：闪烁，前景，背景，下划线属性缓存容量与字符缓存容量相同,图形属性：颜色，容量与色彩数量及分辩率相关分辩率不变：颜色越多，需要的缓存容量越大缓存容量不变：颜色越多，分辩率越低,3、缓存地址组织,屏幕显示从左至右，从上而下缓存地址安排从低到高,1)、字符方式：设分辩率为：25 X80。则显示缓存中前80个单元中的 字符编码经字符发生器显示在屏幕的 第0行，由此类推。,0,1,80,2)、图形方式：屏幕上的点由左至右，由上到下对应缓 存单元从地址码由低到高的各位。如为单色：一个单元的8位可以对应8个象素点如为彩色：则由色彩数量确定。,4、信
8、息的转换,1)、字符方式：首先从缓存中取出字符编码，将字符 编码与CRT控制器提供的扫描时序分别送入字符发生器地址 高端和低端，取出字符的该扫描线上的点阵代码，控制显 示,VRAM,ROM,移位寄存器,字符编码,扫描时序,一行点阵代码,并,视频信号（串）,显示头,VRAM,ROM,A编码,N编码,D编码,AND.,A点阵,Xxxx000 xxx111,B点阵,D点阵,N点阵,Xxxx000 xxx111,Xxxx000 xxx111,扫描线序号,字符编码,移 位 寄 存 器,并,串,设字符点阵为5X8，扫描第一线时先取出ROM中字符A在0线上的点阵显示，再取出字符N在0线上的点阵显示，该线所有
9、字符扫描完成后，又扫描该行所有字符第一线点阵。由此类推,2)、图形方式,VRAM,移位寄存器,象点代码,并,视频信号（串）,显示头,扫描同步,5、同步控制,7,9,2,5,字符计数,点计数,线 计 数,行 计 数,0行,24行,0列,79列,1)、字符方式,例：分辩率：25X80,字符点阵：7X9,字符区：9X14,(1)、点计数分频：提供某一线上一个字符所需点的计数 是读VRAM和ROM的一个依据，（7+2）：1.,(2)、字符计数分频：对一行字符数计数，（80+l):1. 用于产生水平同步（计数完成后水平回扫）。,(3)、线计数分频：对一行字符所需扫描线计数，是读 ROM的一个依据。（9+
10、5）：1.,(4)、行计数分频：一帧字符行计数，（25+M）：1。 用于产生垂直同步（计数完成后垂直回扫）。,VRAM的地址由行计数和字符计数决定 ROM的地址由字符编码和线计数决定。,点计数器,字符计数器,线计数器,点频(主频),9：1,(80+l)：1,14：1,读VRAM 读ROM,提供缓存 (VRAM)列地址 (低位地址),发水平 同步,提供ROM 行地址,行计数器,(25+m)：1,帧频,提供缓存 (VRAM)行地址 (高位地址),发垂直 同步,2)、图形方式,例：设分辨率为：640点X200线,（1）、点计数分频：8：1.（读VRAM),（2）、字节计数分频：（80+L）：1.(发
11、水平同步）,（3）、线计数分频：（200+M）：1.（发垂直同步）,6、显示控制器的逻辑框图,地址选择开关,VRAM,显示器 控制器,ROM,移位寄存器,视频信号 处理逻辑,CPU地址,行同步，场同步 光标等,CPU控制 信号,加亮,视频信号,水平同步,垂直同步,1)、初始化：预置显示方式和显示格式,2）、CPU访问VRAM，送显示内容,3）、显示器控制器控制同步访存和屏幕扫描,工作过程：,6.3 打印设备,6.3.1 打印设备分类,1、工作方式：,串行打印：逐字打印,并行打印（行式打印）：逐行打印,2、印字方式击打式：通过机械击打方式印字。非击打式：通过非机械运动方式印字。,3、字符的产生方
12、式字模式：用固定字模表示字符点阵式：用点的矩阵表示字符,6.3.2 点阵式打印机,1、针打的打印方式字符方式：字符编码 ROM 字符点阵代码（按列组织并行） 打印针 字符,图形方式：图形点代码（并） 打印针 图形,2、基本结构1）、打印头（图见P313）,组成：电磁铁，打印针，导向部件，复位部件,2）、印字原理 在电磁铁线圈中加电流，驱动打印针移动，印字,通电 磁铁上产生磁场 吸合衔铁 压缩弹簧针击打,断电 磁场消失 释放衔铁 弹簧反弹 针复位,3）、针的排列：,9针,导 板,24 针,导 板,偶数针,奇数针,一次打印一列矩阵,两次打印一列矩阵,4）、其它机械装置,小车横移机构（带动打印头移动
13、），走纸机构，色带，保护装置（卡纸，缺纸时发出报警信号）,5）、打印机控制器,处理器：执行打印机主控程序RAM:字符缓冲区 局部存储器ROM：字符点阵发生器 电机驱动：横移，走纸。 入/出端口：输入数据，输出状态 数据锁存器：将一列点阵代码送打印头,3、打印过程加电进行初始化1）、初始化联机进入初始化,操作：设置入/出端口的工作状态、检查有关部件正常否,2）、接收代码打印机控制器申请中断，主机执行中断处理程序，向打印机传送字符代码。,控制字符：转功能码处理程序打印字符：字符代码 ROM 打印码缓冲区,打印码,接收一字符转打印接收满或接收完一行转 打印,3）、打印处理调用打印中断子程序，实现打印。每打印一个字符或一行字符，打印机申请中断，主机继续送数，打印机打印，直至整个打印结束。,复习提纲,1、键盘扫描方式和键码转换过程（掌握硬件扫描，软中任一种） 2、CRT显示器成像原理，字符与图形两种显示方式下，屏幕显示与缓存对应关系。（缓存内容、容量计算、同步计算器的设置和分频关系，缓存中的信息如何转换为屏幕上的字符或图形 3、打印机字符打印过程（字符发生器在打印机中与显示器中有什么不同）,
