《輸入輸出系統(tǒng)》PPT課件

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1、第7章輸入輸出系統(tǒng)(3學(xué)時(shí))（一）I/O系統(tǒng)基本概念（二）?外部設(shè)備1.輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)2.輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)（三）I/O接口（I/O控制器）1.???I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)2.???I/O端口及其編址（四）I/O方式1.程序查詢方式2.程序中斷方式中斷的基本概念；中斷響應(yīng)過程；中斷處理過程；多重中斷和中斷屏蔽的概念。3.???DMA方式DMA控制器的組成；DMA傳送過程。4.通道方式內(nèi)容要求：7.1I/O系統(tǒng)基本概念7.1.1輸入輸出(I/O)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的輸入/輸出系統(tǒng)簡稱為I/O系統(tǒng)，通常包括外圍設(shè)備及其I/O

2、接口、通道或輸入/輸出處理器,以及相關(guān)編程軟件。I/O系統(tǒng)解決的主要問題：對(duì)各種形式的信息進(jìn)行輸入和輸出的控制。接口：在完成各個(gè)外設(shè)和主機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸過程中，進(jìn)行各種協(xié)調(diào)等工作的邏輯部件。協(xié)調(diào)包括傳輸過程中速度的匹配、電平和格式轉(zhuǎn)換等。I/O接口的類型（1）按照數(shù)據(jù)傳送寬度分：并行接口和串行接口（2）按照數(shù)據(jù)傳送控制方式分：程序控制、程序中斷和直接存儲(chǔ)器存?。―MA）等7.1.2I/O系統(tǒng)發(fā)展概況1.早期分散連接CPU和I/O串行工作程序查詢方式2.接口模塊和DMA階段總線連接CPU和I/O并行工作3.具有通道結(jié)構(gòu)的階段4.具有I/O處

3、理機(jī)的階段中斷方式DMA方式7.5I/O設(shè)備概述外圍設(shè)備：主機(jī)（主板及內(nèi)存）以外的設(shè)備，也稱外部設(shè)備。輔助（外）存儲(chǔ)器也屬于外設(shè)。外設(shè)向多樣化、智能化、功能復(fù)合化、高可靠性的方向發(fā)展。輸入設(shè)備：用于向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入命令或文本、數(shù)據(jù)等信息的機(jī)械與電子結(jié)合的部件。主要完成輸入程序、數(shù)據(jù)、操作命令、各種圖形、圖像、聲音等信息。輸出設(shè)備：用于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息輸出到計(jì)算機(jī)外部進(jìn)行顯示、交換等處理的機(jī)械與電子結(jié)合的部件?？梢暂敵鰯?shù)據(jù)、文字、表格、圖形、圖像或語言等信息。隨著電子器件集成度的提高和價(jià)格的下降，主機(jī)價(jià)格不斷下降，使得輸入輸出設(shè)備的成本

4、相對(duì)提高，約占整個(gè)計(jì)算機(jī)的70%以上。7.2外部設(shè)備常用的輸入/輸出設(shè)備1.鍵盤按結(jié)構(gòu)原理分：有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)類型觸點(diǎn)式：利用機(jī)械觸點(diǎn)的分離與閉合判斷電路的通斷，由于磨損、氧化等易產(chǎn)生接觸不良等故障。無觸點(diǎn)式：通過按鍵上下運(yùn)動(dòng)使電容的電量發(fā)生變化，達(dá)到檢測開關(guān)的通斷，不存在磨損和接觸不良等問題，且密封組裝有防塵特性。1.鍵盤按用途分：通用鍵盤和專用鍵盤。有機(jī)械按鍵，電容按鍵，導(dǎo)電橡膠按鍵，薄膜按鍵。7.2.1常用的輸入設(shè)備按與主機(jī)通信信息分：編碼鍵盤和非編碼鍵盤編碼鍵盤：當(dāng)某個(gè)鍵被按下后，能夠提供一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的的編碼信息和一個(gè)選通脈沖，

5、可作為CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。功能全部由硬件完成。非編碼鍵盤：將按鍵排列成行、列矩陣，按鍵只是使相應(yīng)接點(diǎn)接通或斷開。是用較為簡單的硬件，在程序配合下來識(shí)別被按鍵的位置，提供一個(gè)與位置相對(duì)應(yīng)的中間代碼（掃描碼），然后通過專用軟件將其轉(zhuǎn)換成規(guī)定的編碼。即功能由軟件完成。計(jì)算機(jī)鍵盤常采用電容式無觸點(diǎn)鍵盤，由83~110個(gè)鍵組成，排列成16行×8列的長方矩陣，內(nèi)部由單片機(jī)控制。鍵盤的工作原理（1）線性鍵盤每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)I/O端口的一位，沒有按鍵閉合時(shí)，各位均處于高電位；當(dāng)某鍵被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)位與地接通，則為低電位，而其他仍為高電位。因此，CPU通過讀入

6、I/O端口數(shù)據(jù)并判斷哪一位為“0”，即可知哪一個(gè)鍵被按下，從而轉(zhuǎn)到相應(yīng)功能的處理程序去執(zhí)行。線性鍵盤原理圖按鍵抖動(dòng)按鍵就是無鎖開關(guān)，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的抖動(dòng)和接觸的不穩(wěn)定，按鍵在按下和釋放時(shí)有抖動(dòng)。按鍵過程前跳沿后跳沿識(shí)別區(qū)按鍵過程圖按鍵時(shí)間大于100mS前跳沿和后跳沿小于20ms：抖動(dòng)過程一般持續(xù)5~10ms軟件去抖：避免按鍵抖動(dòng)常用軟件延遲來讓過抖動(dòng)區(qū)，此消除抖動(dòng)的方法為軟件去抖。（2）矩陣鍵盤當(dāng)較多的按鍵需要識(shí)別時(shí)，常將按鍵設(shè)計(jì)成陣列形式。一般地，一個(gè)鍵盤陣列可以有N行和M列，共有N×M個(gè)按鍵，稱為N×M鍵盤陣列，或N×M鍵盤矩陣。識(shí)別

7、矩陣鍵盤上的閉合鍵的方法常用掃描法。找出按下的鍵的位置（行、列），再用行線和列線編碼查表，得到鍵值編碼。第1列第2列第3列第4列矩陣鍵盤原理圖2.鼠標(biāo)鼠標(biāo)是控制計(jì)算機(jī)顯示器上光標(biāo)移動(dòng)的輸入設(shè)備。一般有2~3個(gè)按鍵，PS/2接口和USB接口方式。特點(diǎn)：快速、精確的光標(biāo)定位，優(yōu)良的人機(jī)交互。分類機(jī)電式：一個(gè)外涂橡膠的鋼球，兩對(duì)發(fā)光、光電管和柵輪組成，進(jìn)行代表X、Y方向的定位和測距。光電式：沒有機(jī)械滾動(dòng)部分，代之以兩對(duì)互為直角的光電探測器，分別代表X、Y方向進(jìn)行定位。與計(jì)算機(jī)通信方式：有線和無線（紅外和無線電）指標(biāo)：分辨率、軌跡速度等。2.鼠

8、標(biāo)顯示方式字符/數(shù)字（A/N)方式全點(diǎn)可尋址(APA)方式種類繁多種類CRT、液晶、等離子體顯示器等1.顯示器顯示器：以可見光形式顯示信息的輸出設(shè)備。7.2.2常用的輸出設(shè)備顯示設(shè)備種類按所用的顯示器件分類