【正文】 合鍵的具體實現(xiàn) ： – 是用行列掃描的方法，即把每個鍵分配在一個 m 列 * n 行矩陣的一個交叉點上，通過并行接口向 n 行依次送出僅有一行為 0、其余各行均為 1 的值，再用并行接口讀入 m 列上的取值。 顯示器或者打印機等設(shè)備它們共同的特點是，要表示的信息，最終要以平面上的各種可見的“形狀”體現(xiàn)出來，而這些“形狀”原理上又都是以許多 斷續(xù)的點的不同布局 表示出來的。 ? Input: 信息進(jìn)入計算機的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)等。 計算機組成原理教學(xué)課件 王 誠 宋佳興 清華大學(xué)計算機系 2021年 1月 第 10章 輸入 / 輸出設(shè)備 第 11章 輸入 / 輸出系統(tǒng) 基本輸入 / 輸出設(shè)備 計算機總線和接口 常用的輸入 / 輸出方式 計算機基本組成 ? Datapath: 即運算器，完成算術(shù)和邏輯運算，通常包括其中的寄存器。 ? Output: 將計算結(jié)果展示給用戶的設(shè)備，如顯示器、打印機等。 點陣式表示舉例 以十六進(jìn)制數(shù)的形式把平面上點陣布局寫出來 點陣式設(shè)備需要解決的問題 點陣布局規(guī)律 – 確定形狀的對象（保存對象的布局） – 無確定規(guī)律對象（保存所有點信息） 點陣的密度 – 更密的點陣可以把要表示的形狀呈現(xiàn)得更精細(xì)準(zhǔn)確 – 表示同樣大小的形狀，點陣密則所用數(shù)據(jù)數(shù)量更多 – 點陣越密則對輸入輸出設(shè)備的處理精度要求也越高 點陣中點的屬性 – 二值表示（ 0、 1表示點的有、無） – 單色表示（灰度級表示不同亮度） – 彩色表示（ RGB三基色混和表示彩色） 鍵盤的運行原理 鍵盤功能 – 計算機的鍵盤是通過手工輸入字符，用于向計算機送入操作命令、源程序語句、運行程序所使用的數(shù)據(jù)等內(nèi)容的輸入設(shè)備。當(dāng)該值不為 FFH （全 1 碼）時，表明有鍵按下，若該值僅含一位零，表明取值為 0 的行、列的交叉點的鍵被按下，用一個對照表即可得到相應(yīng)鍵的編碼。 。 。 。 。 。當(dāng) A鍵 按下去后，5V 電源送出經(jīng)電阻、 A鍵 、二極管到 0 信號處的電流，從而在 第 2列產(chǎn)生 0 電平（紅線所示） , 其他各列都給出高電平（黑線所示），故 并行接口接收到的是 1 1 0 … 1 這樣的 m 位數(shù)據(jù)。 脈沖信號的頻率和數(shù)量，經(jīng)過 CPU計算后則表示為屏幕上的距離和速度。 常用輸出設(shè)備 顯示器 – 陰極射線管顯示器 – 液晶顯示器 – 等離子顯示器 打印機 – 針式打印機 – 噴墨打印機 – 激光打印機 陰極射線管顯示器 成像原理 – 電子束撞擊熒光板上的熒光粉 – 受撞擊的熒光粉發(fā)光產(chǎn)生亮點 基本組成 – 電子槍 – 顯示屏 – 偏轉(zhuǎn)控制裝置 燈絲 陰極 聚焦極 石墨層 熒光屏 顯示屏 陽極帽 偏轉(zhuǎn)線圈 柵極 陽極 電子槍 電子束 陰極射線管的構(gòu)成和工作原理 一些相關(guān)概念 分辨率 沿水平和垂直兩個方向把屏幕分成許多小的區(qū)域，一個小的區(qū)域?qū)?yīng)一個發(fā)光點（稱為象素），一個屏幕上所提供的全部象素的數(shù)目被稱為分辨率 掃描 電子束在顯示屏上按某種軌跡運動被稱為掃描，控制電子束掃描軌跡的電路被稱為掃描控制邏輯部件 , 有 2種掃描方式 : 光柵掃描 ：電子束從左到右，從上到下掃描整個屏幕（ 隔行掃描 和 逐行掃描 ） 隨機掃描 ：電子束只掃描需要顯示的點，而不是整個屏幕 刷新 余輝時間：電子束打在熒光粉上發(fā)出的光的所持續(xù)時間 為了得到穩(wěn)定的圖象，需要重復(fù)掃描整個屏幕（每秒 50場） 幀存儲器：為了重復(fù)掃描，需要存儲屏幕字符或者圖象信息 字符顯示的一般原理 為有效地提供屏幕上要顯示的內(nèi)容，字符顯示器內(nèi)有一個 顯示存儲器 VRAM，用于保存將顯示在整個屏幕的全部字符，顯示存儲器中保存的是這些字符的 ASCII碼和顯示屬性（即字符的顏色、亮度、是否顯示等）。 打印機 計算機最基本的輸出形式之一 ，可將打印在紙上的信息長期保存。 激光掃描系統(tǒng) 的功能，是控制激光束能掃描到光導(dǎo)鼓柱面的任何位置，它由激光器，偏轉(zhuǎn)調(diào)制器，掃描器和光路系統(tǒng)組成。 – 主要問題集中到如何提供出很小的墨水滴，又如何加速墨水滴的噴射速度，如何準(zhǔn)確控制墨水滴落到打印紙上的位置，如何處理墨水的循環(huán)流動和過濾。 輸入輸出接口基本功能 提供對主機識別（指定、找到）要用的 I/O設(shè)備的支持，為每個設(shè)備規(guī)定幾個地址碼或者編號。 輸入輸出接口結(jié)構(gòu) 命令寄存器 和命令譯碼器 設(shè)備選擇 電路 設(shè)備狀態(tài) 標(biāo)記 數(shù)據(jù)緩沖 寄存器 DBR 控制邏輯電路 I/O接口 外 部 設(shè) 備 數(shù)據(jù)線 命令 狀態(tài) 數(shù)據(jù)線 命令線 狀態(tài)線 CPU 地址線 通用可編程接口 通用性 – 能有多種用法與輸入輸出功能，能適用于多種外設(shè) 可編程 – 能通過指令指定接口的功能和運行控制參數(shù) 接口內(nèi)部組成 – 設(shè)備識別電路：對指令中給出的 I/O端口地址譯碼 – 命令寄存器：存 CPU發(fā)送的控制命令 – 狀態(tài)寄存器：設(shè)備設(shè)置其值， CPU讀取 – 數(shù)據(jù)緩沖寄存器： I/O數(shù)據(jù)緩沖，解決速度匹配 – 中斷電路：處理中斷請求、屏蔽和判優(yōu)等 – 其他電路：電平轉(zhuǎn)換及串行 /并行轉(zhuǎn)換電路等 常用接口概述 串行接口 –只需要一對信號線來傳輸數(shù)據(jù)，主要用于傳輸速度不高，傳輸距離較長的場合。 并行接口 –串行接口按位傳送數(shù)據(jù)，速度慢，而且主機是按字或者字節(jié)處理數(shù)據(jù)，使用串行接口需要進(jìn)行并串的轉(zhuǎn)換。能檢測假啟動 完全雙工，雙緩沖的發(fā)送器和接受器 具有檢測奇偶錯，數(shù)據(jù)丟失錯和幀錯的能力 全部入／出信號為 TTL 電平 D7~D0（接外部數(shù)據(jù)總線） 狀態(tài) 緩沖器 接受數(shù)據(jù) 緩沖器 發(fā)送數(shù)據(jù)／命令 緩沖器 讀／寫 控制邏輯 調(diào)制／解 調(diào)器控制 發(fā)送器 PS 發(fā)送控制 接收控制 接收器 SP 緩沖器 Ｉ／Ｏ Ｒ xＤ Ｔ xＤ ／ TxC TxE RxRDY /RxC RESET CLK C/ D /RD /WR /CS /DTR /DSR /RTS /CTS TxRDY 串行異步傳送中的有關(guān)概念 串行： 異步、同步： 單工，半雙工，全雙工： 停止位： 數(shù)據(jù)位： 起始位： 奇偶校驗： 傳送的波特率： 波特率因子： 數(shù)據(jù)采樣： 串口 CPU 終端 (串口 ) …... 數(shù)據(jù)位，如 8 位 1位 、 2位 串行 并行 標(biāo)識態(tài) 一次完整的數(shù)據(jù)傳送時間 CPU 串口 串口 CPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 同步 ? Y( D1D0 = 00 ) N ( D1 D0 0 0 ) D6: 外同步檢測 1 外同步 SYNDET為輸入 0 內(nèi)同步 SYNDET為輸出 D7: 同步字符 1 單同步字符 0 雙同步字符 規(guī)定幀控制 00 無效 01 1個 停止位 10 1. 5個 停止位 11 2個 停止位 確定字符長度 00 5bits 01 6bits 10 7bits 11 8bits TxC , RxC 波特率因子 00 同步方式 01 異步 1倍 10 異步 16倍 11 異步 64倍 對奇偶校驗的規(guī)定 X0 不校驗 11 偶校驗 01 奇校驗 方式命令字的格式 EH IR ER SBBK RxE DTR TxEN RTS D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 工作命令字的格式 發(fā)送器使能信號，1有效 接收器使能信號，1有效 數(shù)據(jù)終端就緒，使出 為低 /DTR 使三個出錯標(biāo)志位復(fù)位 發(fā)包 信號 BREAK 請求發(fā)送信號，使出 為低 /RTS 發(fā)軟 信號 RESET D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DSR SYNDET FE OE PE TxE RxRDY TxRDY 接口狀態(tài)寄存器的內(nèi)容格式 發(fā)送器就緒信號，1有效 并到串的發(fā)送器空，1有效 接收器就緒信號，1有效 奇偶錯 溢出錯 數(shù)據(jù)幀挫 數(shù)據(jù)設(shè)備就緒，1有效 TEC20218 機串行口初始化的程序 MOV R0， 4Eh OUT 81h OUT 83h MOV R0, 37h OUT 81h OUT 83h 方式設(shè)置： 0 1 0 0 1 1 1 0 1個停止位 無奇偶校驗 字符為 8 bits 16*波特率 命令設(shè)置： 0 0 1 1 0 1 1 1 不用 請求發(fā)送 錯誤標(biāo)志復(fù)位 不用 允許發(fā)送 允許接收 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 對 OUT 指令而言， 81h、 83h 為控制寄存器地址； 對 IN 指令而言， 81h、 83h 為狀態(tài)寄存器地址； 編程用串行口執(zhí)行輸入任務(wù) /輸出操作 INCH:IN 81h SHR R0 SHR R0 JRNC, INCH IN 80h PUSH R1 MOV R1, 00FFh AND R0, R1 POP R1 RET OUTCH:PUSH R0 OUT1: IN 91h SHR R0 JRNC,OUT1 POP R0 OUT 90h RET 對 IN 指令而言， 80h 是讀入數(shù)據(jù) 81h 是讀入狀態(tài) 對 OUT指令而言 , 90h 是輸出數(shù)據(jù) 91h 是輸出命令 雙串行口同時運行的例子 Loop: in 81 loop1: in 91 shr r0 shr