清华计算机组成原理课件09输入输出设备

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1、第九章输入输出设备7/23/20211计算机组成原理9.1I/O设备概述主机（主板及内存）以外的设备，也称外部设备。辅助存储器也属于外设。外设向多样化、智能化、功能复合化、高可靠性的方向发展，人类将最终通过‘能听会说’，“能读会写”的外部设备，使智能计算机成为现实。输入设备主要完成输入程序、数据、操作命令、各种图形、图像、声音等信息。输出设备输出计算机的处理结果或操作提示。可以是数据、文字、表格、图形、图像或语言。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

2、整个计算机的70%以上。7/23/20212计算机组成原理计算机i/o系统结构演示7/23/20213计算机组成原理输入设备字符输入设备：键盘图形输入设备：鼠标、光笔图象：扫描仪、传真机、摄象机模拟设备：语音输入、AD转换外设输出设备打印机击打式非击打式活字式点阵式激光喷墨绘图仪语音输出显示器CRT液晶、等离子体显示器多媒体终端设备外存储器通信设备磁盘磁带光盘7/23/20214计算机组成原理9.2常用的输入设备鼠标器、跟踪球和操作杆输入键盘触摸屏图像输入设备（摄像机和数字照相机）扫描仪条形码及其技术光学

3、字符识别技术和语音文字输入系统光笔、图形板和画笔（或游动标）输入7/23/20215计算机组成原理9.2.1键盘按结构原理划分：按键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划分:编码键盘和非编码键盘编码键盘就是当某个键被按下后，能够提供一个与之相对应的的编码信息，功能全部由硬件完成。非编码键盘是用较为简单的硬件和专

4、用的程序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），然后又专用软件将其转换成规定的编码。即功能由软件完成。7/23/20216计算机组成原理微机键盘组成原理计算机键盘常采用电容式无触点键盘，由83~110个键组成，排列成16行*8列的长方矩阵，内部由单片机控制。PC机键盘用单片机8048负责键盘控制键盘自检、键盘扫描、键盘与主机通信键盘缓冲区配合工作采用PS/2接口方式，引脚定义为+5V、信号线、时钟线、地线等6针小圆口结构。7/23/20217计算机组成原理1、键盘扫描原理单片微型计算

5、机D0D1D2D3D4D5D6D7列01240123主机键盘常用扫描方法：行扫描法行扫描法过程：1、全行扫描2、逐行扫描来获得扫描位置码+5V7/23/20218计算机组成原理2、按键抖动扫描+5V+5VQK硬件软件启动扫描程序键盘全行扫描有闭合键？延时并重扫描有闭合键？键盘逐行扫描输出按键扫描代码扫描结束NNYY7/23/20219计算机组成原理3、IBM-PC机的键盘操作过程1）初始化：由复位信号禁止键盘工作，并清除移位寄存器和中段请求触发器，准备接收8048送来的扫描码。2）键盘扫描：由8048执行

6、行列扫描程序，得到扫描码后以串行方式送接口中的移位寄存器。8048中有一个20字节的缓冲区，能存20个扫描码，快速按键时，若干个按键的扫描码可置入缓冲区暂存，按先进先出的原则从缓冲区取出扫描码送往接口。3）传送扫描码：扫描码由一位标志位和8位数码位组成。8位数码在移位寄存器中组成8位并行扫描码，一位标志位置1中断请求触发器，向CPU发出中断请求IRQ17/23/202110计算机组成原理4）中断处理过程：CPU相应键盘中断后，执行由BIOS提供的键盘中断处理程序，首先从接口并行接收扫描码，并将键盘复位，解

7、除对8048的封锁，键盘可向接口传送下一个扫描码。在中断处理程序中经查表将扫描码转换成相应的ASCII码，并在屏幕上显示出来后返回主程序。其中，ASCII码(AmericanStandardCodeForInformationInterchange,美国国家信息交换标准字符码)，每字符用一个字节表示,共有128个字符(最高位为0)。其中95个字符供显示、打印使用，余下33个为控制字符。如表9.2所示:(见第296页)扩展ASCII码可表示256个编码(EBCDIC码),目前微机上就采用。7/23/2021

8、11计算机组成原理9.2.2鼠标器鼠标器是控制计算机显示器上光标移动的输入设备。一般有2个键，PS/2接口和USB接口方式。特点：快速、精确地光标定位，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、轨迹速度等在操作系统中安装鼠标器的