计算机组成原理与汇编语言程序设计第8章课件.ppt

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1、计算机组成原理与汇编语言程序设计（第2版）徐洁俸远桢主编第8章本章讨论：第八章I/O设备与I/O程序设计I/O设备的分类打印机原理和驱动程序设计显示器原理和驱动程序调用键盘的结构、原理和驱动程序设计第一节概述8.1.1I/O设备的分类按功能用途分类输入设备输出设备外存储器终端设备一、输入设备将外部的信息输入主机具备信息转换功能与数据传送功能常见的输入设备有键盘、穿孔输入设备、数据录入站、图形数字化仪、字符输入与识别装置、语音输入与识别装置、光笔、鼠标、跟踪球、操纵杆等二、输出设备将计算机的处理结果输出到外部需要将

2、二进制代码表达的信息转换为人或其他系统所能识别的信息形式常见的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、传真机、语音输出装置（声卡）三、外存储器存储二进制代码数据既是输入设备，也是输出设备一般不进行信息转换四、终端与计算机的输出相连接的设备与主机有一定距离、独立性较强与主机关联程度较小、常需由通信线路连接按照与主机间距离的远近，终端可分为本地终端与远程终端五、其他广义外部设备工业控制过程数据检测装置，如A/D转换器、传感器专用装置如医疗诊断仪器、图象处理装置、向量运算器等8.1.2工作机制中的几个层次一、调用界面早期的

3、DOS系统通过一组系统功能调用INTn对I/O设备的进行操作WINDOWS操作系统则是通过系统提供的一组API函数调用来对I/O接口进行操作二、设备驱动程序早期的DOS系统将一组常规I/O设备的驱动程序固化在BIOS中，使用系统调用来实现对设备的操作。WINDOWS操作系统通过硬件抽象层屏蔽了硬件的具体特征，向上提供了一组标准的设备驱动接口调用，即WindowsSDK，驱动程序主要通过调用SDK实现，实现机制要比dos复杂得多。设备驱动程序主要完成对设备的控制和读写操作。三、设备控制程序设备控制程序和设备驱动程序

4、的功能相同，只是控制程序I/O设备控制器中处理器执行。四、I/O设备控制器与I/O接口主机与I/O设备之间有设备控制器、接口两部分。设备控制器和接口可以合并或分离，为方便使用，接口需要标准化。第二节键盘8.2.1键盘的结构与工作原理一、键的结构接触式键（见图8-1）机械键干簧键短行程触摸键键帽恢复弹簧键杆键块触点磁铁密封玻管薄膜衬垫基底(a)机械键(b)干簧键(c)短行程触摸键图8-1按键的基本结构非接触式键电容式感应式二、键盘组织结构非扫描式键盘直接编码式键的输出直接送往硬件编码电路，硬件成本较高直接连接式直接

5、将各键的输出送往键盘接的各输入寄存器，程序结构非常简单，见下图地址译码控制逻辑IRQ驱动器输入寄存器输入寄存器系统总线扫描式键盘逐行扫描法原理(见图8-3)图8-3矩阵扫描式键盘构成行驱动L0L1L2L3Vcc列输入缓冲C0C1C2C3去抖动处理(见图8—4)图8-4键抖动与去抖动处理延时延时读键读键（a）VcVc12键信号（b）扫描程序开始行号i=0置第i行为0读列状态字CWCW=全1？i=i+1i>4?延时20ms读列状态字CWCW=全1？j=j+1j>=4?查表获得(i,j)键码，并送缓冲区读列状态字CWj

6、列=0?YNYN列号j=0j列=0?NYYNYNN图8-54×4矩阵逻辑扫描程序框图可编程键盘接口芯片8279内部有一个单片机，执行内部固化程序有多种工作方式，扫描速度和去抖时间等均可编程设置带有去抖逻辑、多种重键处理方式、中断逻辑、总线接口逻辑等常用于构成小型键盘三、IBM－PC机键盘接口PC键盘组成与接口常用PC键盘有101键盘和102键盘5芯电缆与主机相连主机板上的键盘微处理器8042实现键码接收和系统扫描码的转换键盘驱动程序实现扫描码的读入和ASCII码的转换PC键盘的工作过程（见图8-6）键盘矩阵16行

7、X8列时钟发生器中断请求CD移位寄存器PC键盘主机板行译码检测器列译码T18048输出PCLKIRQ1CLOCKDATACLK图8-6PC键盘接口框图初始化键盘进行行列扫描送键码主机中断处理8.2.2键盘驱动程序一、BIOS的PC键盘的驱动程序特点二、PC键盘的驱动程序特点设计要点中断服务程序的设计（扫描码和ASCII码转换的处理）中断服务程序的安装和驻留三、PC键盘的驱动程序设计例子（见教材）第三节打印机8.3.1打印设备一、概述按同时所能打印的字符数，分为串行打印、并行打印按字形的产生办法，分为字模型、点阵型

8、按印字原理，可分为击打式、非击打式打印设备串行打印并行打印击打式非击打式字模型点阵型字鼓式字链式字带式针式点阵型喷墨式热敏式击打式非击打式字模型点阵型点阵型柱型球型菊花瓣型梳型针式静电式激光式磁式二、针式点阵打印机工作模式文本模式图形方式汉字打印针式打印机的结构打印头（见图8-7,图8-8）电磁板衔铁复位弹簧导板色带纸导向管打印针滚筒图8-7打印头结构(a)9针排列(b)