計(jì)算機(jī)組成原理

1、計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)課件計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)課件王王 誠(chéng)誠(chéng) 宋佳興宋佳興清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系2012年1月輸入輸入 / 輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入輸入 / 輸出系統(tǒng)輸出系統(tǒng) 基本輸入基本輸入 / 輸出設(shè)備輸出設(shè)備 計(jì)算機(jī)總線和接口計(jì)算機(jī)總線和接口 常用的輸入常用的輸入 / 輸出方式輸出方式 計(jì)算機(jī)基本組成計(jì)算機(jī)基本組成 Datapath: 即運(yùn)算器，完成即運(yùn)算器，完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算，通常包括算術(shù)和邏輯運(yùn)算，通常包括其中的寄存器。其中的寄存器。 Control:CPU的重要組成部的重要組成部分，它根據(jù)程序指令來(lái)指揮分，它根據(jù)程序指令來(lái)指揮datapath，memory以及以及I/O運(yùn)行，共同完

2、成程序功能。運(yùn)行，共同完成程序功能。 Memory: 是存放運(yùn)行時(shí)程是存放運(yùn)行時(shí)程序及其所需要的數(shù)據(jù)的場(chǎng)所。序及其所需要的數(shù)據(jù)的場(chǎng)所。 Input: 信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)的設(shè)信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)等。備，如鍵盤、鼠標(biāo)等。 Output: 將計(jì)算結(jié)果展示給將計(jì)算結(jié)果展示給用戶的設(shè)備，如顯示器、打用戶的設(shè)備，如顯示器、打印機(jī)等。印機(jī)等。ComputerMemoryInputOutputDatapathControl1、 輸入輸出設(shè)備概述輸入輸出設(shè)備概述計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備概念概念：具有一定操作功能的比較完整和相對(duì)：具有一定操作功能的比較完整和相對(duì)獨(dú)立的精密機(jī)械電子裝置；獨(dú)立的

3、精密機(jī)械電子裝置；功能功能：進(jìn)行人機(jī)交互，完成輸入輸出功能；：進(jìn)行人機(jī)交互，完成輸入輸出功能；特點(diǎn)特點(diǎn)：種類繁多，功能多樣，組成與運(yùn)行原：種類繁多，功能多樣，組成與運(yùn)行原理各不相同；理各不相同；發(fā)展發(fā)展：智能化、高可靠性、小型廉價(jià)。：智能化、高可靠性、小型廉價(jià)。輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備2、 常用的輸入輸出設(shè)備常用的輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備鍵盤鍵盤圖形輸入設(shè)備：鼠標(biāo)器，圖形板，操縱桿，光筆圖形輸入設(shè)備：鼠標(biāo)器，圖形板，操縱桿，光筆圖象輸入設(shè)備：掃描儀，傳真機(jī)，攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)圖象輸入設(shè)備：掃描儀，傳真機(jī)，攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)條形碼閱讀器條形碼閱讀器語(yǔ)音與文字輸入語(yǔ)音與文字輸入顯示

4、器（字符、圖形、圖像）顯示器（字符、圖形、圖像）打印機(jī)（針式、噴墨、激光）打印機(jī)（針式、噴墨、激光）繪圖儀繪圖儀語(yǔ)音輸出語(yǔ)音輸出點(diǎn)陣式設(shè)備運(yùn)行原理點(diǎn)陣式設(shè)備運(yùn)行原理 把把字形字形、圖形圖形、圖像圖像等信息以等信息以不同的點(diǎn)陣不同的點(diǎn)陣布局布局方式表現(xiàn)出來(lái)，在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕上，方式表現(xiàn)出來(lái)，在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕上，這些被顯示的內(nèi)容，是以可見光形式表現(xiàn)出來(lái)這些被顯示的內(nèi)容，是以可見光形式表現(xiàn)出來(lái)的；而在打印紙上，通常是以的；而在打印紙上，通常是以“印刷印刷”（染色）（染色）的效果表現(xiàn)出來(lái)的。的效果表現(xiàn)出來(lái)的。 顯示器或者打印機(jī)等設(shè)備它們共同的特點(diǎn)顯示器或者打印機(jī)等設(shè)備它們共同的特點(diǎn)是，要表示的信息

5、，最終要以平面上的各種可是，要表示的信息，最終要以平面上的各種可見的見的“形狀形狀”體現(xiàn)出來(lái)，而這些體現(xiàn)出來(lái)，而這些“形狀形狀”原理原理上又都是以許多上又都是以許多斷續(xù)的點(diǎn)的不同布局?jǐn)嗬m(xù)的點(diǎn)的不同布局表示出來(lái)表示出來(lái)的。的。點(diǎn)陣式表示舉例點(diǎn)陣式表示舉例以十六進(jìn)制數(shù)的形式把平面上點(diǎn)陣布局寫出來(lái)以十六進(jìn)制數(shù)的形式把平面上點(diǎn)陣布局寫出來(lái)點(diǎn)陣式設(shè)備需要解決的問(wèn)題點(diǎn)陣式設(shè)備需要解決的問(wèn)題點(diǎn)陣布局規(guī)律點(diǎn)陣布局規(guī)律 確定形狀的對(duì)象（保存對(duì)象的布局）確定形狀的對(duì)象（保存對(duì)象的布局） 無(wú)確定規(guī)律對(duì)象（保存所有點(diǎn)信息）無(wú)確定規(guī)律對(duì)象（保存所有點(diǎn)信息）點(diǎn)陣的密度點(diǎn)陣的密度 更密的點(diǎn)陣可以把要表示的形狀呈現(xiàn)得更精細(xì)準(zhǔn)

6、確更密的點(diǎn)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(diǎn)陣密則所用數(shù)據(jù)數(shù)量更多表示同樣大小的形狀，點(diǎn)陣密則所用數(shù)據(jù)數(shù)量更多 點(diǎn)陣越密則對(duì)輸入輸出設(shè)備的處理精度要求也越高點(diǎn)陣越密則對(duì)輸入輸出設(shè)備的處理精度要求也越高 點(diǎn)陣中點(diǎn)的屬性點(diǎn)陣中點(diǎn)的屬性 二值表示（二值表示（0、1表示點(diǎn)的有、無(wú)）表示點(diǎn)的有、無(wú)） 單色表示（灰度級(jí)表示不同亮度）單色表示（灰度級(jí)表示不同亮度） 彩色表示（彩色表示（RGB三基色混和表示彩色）三基色混和表示彩色）鍵盤的運(yùn)行原理鍵盤的運(yùn)行原理鍵盤功能鍵盤功能 計(jì)算機(jī)的鍵盤是通過(guò)手工輸入字符，用于向計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的鍵盤是通過(guò)手工輸入字符，用于向計(jì)算機(jī)送入操作命令、源程序

7、語(yǔ)句、運(yùn)行程序所使用的數(shù)送入操作命令、源程序語(yǔ)句、運(yùn)行程序所使用的數(shù)據(jù)等內(nèi)容的輸入設(shè)備。據(jù)等內(nèi)容的輸入設(shè)備?；窘M成基本組成 機(jī)械部分：按鍵（導(dǎo)電件）彈簧金屬件（由導(dǎo)機(jī)械部分：按鍵（導(dǎo)電件）彈簧金屬件（由導(dǎo)電件控制實(shí)現(xiàn)電信號(hào)連通與斷開）電件控制實(shí)現(xiàn)電信號(hào)連通與斷開） 電子線路部分：識(shí)別按鍵，給出編碼；通過(guò)串行接電子線路部分：識(shí)別按鍵，給出編碼；通過(guò)串行接口把編碼送給主機(jī)。由鍵盤上專門的芯片完成?？诎丫幋a送給主機(jī)。由鍵盤上專門的芯片完成。鍵盤接口鍵盤接口 串口、串口、USB接口接口鍵盤的運(yùn)行原理鍵盤的運(yùn)行原理識(shí)別閉合鍵的具體實(shí)現(xiàn)識(shí)別閉合鍵的具體實(shí)現(xiàn)： 是用行列掃描的方法，即把每個(gè)鍵分配在一個(gè)是用

8、行列掃描的方法，即把每個(gè)鍵分配在一個(gè) m 列列 * n 行矩陣的一個(gè)交叉點(diǎn)上，通過(guò)并行接口向行矩陣的一個(gè)交叉點(diǎn)上，通過(guò)并行接口向 n 行依次送出僅有一行為行依次送出僅有一行為 0、其余各行均為、其余各行均為 1 的值，的值，再用并行接口讀入再用并行接口讀入 m 列上的取值。當(dāng)該值不為列上的取值。當(dāng)該值不為 FFH （全（全 1 碼）時(shí)，表明有鍵按下，若該值僅含碼）時(shí)，表明有鍵按下，若該值僅含一位零，表明取值為一位零，表明取值為 0 的行、列的交叉點(diǎn)的鍵被的行、列的交叉點(diǎn)的鍵被按下，用一個(gè)對(duì)照表即可得到相應(yīng)鍵的編碼。按下，用一個(gè)對(duì)照表即可得到相應(yīng)鍵的編碼。尚需解決如下的一些問(wèn)題尚需解決如下的一些

9、問(wèn)題： 抖動(dòng)：按下和松開按鍵時(shí)按鍵在接通和斷開位置抖動(dòng)：按下和松開按鍵時(shí)按鍵在接通和斷開位置之間跳動(dòng)幾次才能穩(wěn)定下來(lái)。之間跳動(dòng)幾次才能穩(wěn)定下來(lái)。 重鍵：多鍵同時(shí)被按下，如何處理。重鍵：多鍵同時(shí)被按下，如何處理。1 1 0 1.并行接口并行接口并行接口并行接口+5V10K0列列1列列m-1列列0行行1行行n-1行行鍵盤鍵盤鍵鍵.。.011A鍵鍵 并行接口送來(lái)并行接口送來(lái) 1 0 1 的的 n 位數(shù)值到二極管的負(fù)極，位數(shù)值到二極管的負(fù)極，并行并行接口接收接口接收 鍵盤線路鍵盤線路 m 列送出的列送出的 m 位數(shù)據(jù)。當(dāng)位數(shù)據(jù)。當(dāng)A鍵鍵按下去后，按下去后，5V 電源送出經(jīng)電阻、電源送出經(jīng)電阻、A鍵鍵、

10、二極管到、二極管到 0 信號(hào)處的電流，從而在信號(hào)處的電流，從而在 第第 2列產(chǎn)生列產(chǎn)生 0 電平（紅線所示）電平（紅線所示）, 其他各列都給出高電平（其他各列都給出高電平（黑線黑線所示所示），故），故并行接口接收到的是并行接口接收到的是 1 1 0 1 這樣的這樣的 m 位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。110.。1 1 0 1.二極管二極管鼠標(biāo)的運(yùn)行原理鼠標(biāo)的運(yùn)行原理鼠標(biāo)的產(chǎn)生鼠標(biāo)的產(chǎn)生 圖形界面的出現(xiàn)，需要鼠標(biāo)來(lái)進(jìn)行拖動(dòng)等操作圖形界面的出現(xiàn)，需要鼠標(biāo)來(lái)進(jìn)行拖動(dòng)等操作鼠標(biāo)的功能鼠標(biāo)的功能 根據(jù)鼠標(biāo)的移動(dòng)，在屏幕上移動(dòng)位置根據(jù)鼠標(biāo)的移動(dòng)，在屏幕上移動(dòng)位置 選中某個(gè)對(duì)象，進(jìn)而執(zhí)行某些操作選中某個(gè)對(duì)象，進(jìn)而執(zhí)行某些

11、操作鼠標(biāo)的種類鼠標(biāo)的種類 機(jī)械式鼠標(biāo)機(jī)械式鼠標(biāo) 光電式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo)鼠標(biāo)的接口鼠標(biāo)的接口 串口、串口、USB接口接口機(jī)械式鼠標(biāo)機(jī)械式鼠標(biāo) 鼠標(biāo)內(nèi)部有一個(gè)橡膠球，橡膠球緊貼著兩個(gè)鼠標(biāo)內(nèi)部有一個(gè)橡膠球，橡膠球緊貼著兩個(gè)互相垂直的軸（互相垂直的軸（X、Y軸），每個(gè)軸上有一個(gè)光軸），每個(gè)軸上有一個(gè)光柵輪，光柵輪兩邊對(duì)應(yīng)著有發(fā)光二極管和光敏三柵輪，光柵輪兩邊對(duì)應(yīng)著有發(fā)光二極管和光敏三極管。極管。 鼠標(biāo)在移動(dòng)的時(shí)候，橡膠球便帶動(dòng)兩個(gè)軸旋鼠標(biāo)在移動(dòng)的時(shí)候，橡膠球便帶動(dòng)兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)光柵輪也就開始旋轉(zhuǎn)，光敏三極管在接轉(zhuǎn)，同時(shí)光柵輪也就開始旋轉(zhuǎn)，光敏三極管在接收發(fā)光二極管發(fā)出的光時(shí)被光柵輪間斷地阻擋，收發(fā)光二

12、極管發(fā)出的光時(shí)被光柵輪間斷地阻擋，從而產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通過(guò)鼠標(biāo)內(nèi)部的芯片處理之從而產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通過(guò)鼠標(biāo)內(nèi)部的芯片處理之后被后被CPU接受。接受。 脈沖信號(hào)的頻率和數(shù)量，經(jīng)過(guò)脈沖信號(hào)的頻率和數(shù)量，經(jīng)過(guò)CPU計(jì)算后計(jì)算后則表示為屏幕上的距離和速度。則表示為屏幕上的距離和速度。 光電式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo) 光電鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)的工作原理是，在光電鼠標(biāo)內(nèi)部有的工作原理是，在光電鼠標(biāo)內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二極管，二極管發(fā)光照亮鼠標(biāo)底部的表一個(gè)發(fā)光二極管，二極管發(fā)光照亮鼠標(biāo)底部的表面。同時(shí)表面會(huì)反射回一部分光線，反射光通過(guò)面。同時(shí)表面會(huì)反射回一部分光線，反射光通過(guò)一組光學(xué)透鏡后，在一個(gè)微成像器內(nèi)成像。一組光學(xué)透鏡后，在一個(gè)

13、微成像器內(nèi)成像。 當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)的時(shí)候，移動(dòng)軌跡便會(huì)被記錄為當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)的時(shí)候，移動(dòng)軌跡便會(huì)被記錄為一組高速拍攝的連貫圖象，鼠標(biāo)內(nèi)部有一塊專用一組高速拍攝的連貫圖象，鼠標(biāo)內(nèi)部有一塊專用的圖象分析芯片（的圖象分析芯片（DSP），對(duì)移動(dòng)軌跡上攝取的），對(duì)移動(dòng)軌跡上攝取的一系列圖象進(jìn)行分析處理，通過(guò)對(duì)這些圖象上特一系列圖象進(jìn)行分析處理，通過(guò)對(duì)這些圖象上特征點(diǎn)位置的變化進(jìn)行分析，來(lái)判斷鼠標(biāo)的移動(dòng)方征點(diǎn)位置的變化進(jìn)行分析，來(lái)判斷鼠標(biāo)的移動(dòng)方向和移動(dòng)距離，從而完成光標(biāo)的定位。向和移動(dòng)距離，從而完成光標(biāo)的定位。 常用輸出設(shè)備常用輸出設(shè)備顯示器顯示器 陰極射線管顯示器陰極射線管顯示器 液晶顯示器液晶顯示器 等離子顯

14、示器等離子顯示器打印機(jī)打印機(jī) 針式打印機(jī)針式打印機(jī) 噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī) 激光打印機(jī)激光打印機(jī)陰極射線管顯示器陰極射線管顯示器成像原理成像原理 電子束撞擊熒光板上的熒光粉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(diǎn)受撞擊的熒光粉發(fā)光產(chǎn)生亮點(diǎn)基本組成基本組成 電子槍電子槍 顯示屏顯示屏 偏轉(zhuǎn)控制裝置偏轉(zhuǎn)控制裝置燈絲燈絲陰極陰極聚焦極聚焦極石墨層石墨層熒光屏熒光屏顯示屏顯示屏陽(yáng)極帽陽(yáng)極帽偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈柵極柵極陽(yáng)極陽(yáng)極電子槍電子槍電子束電子束陰極射線管的構(gòu)成和工作原理陰極射線管的構(gòu)成和工作原理一些相關(guān)概念一些相關(guān)概念分辨率分辨率 沿水平和垂直兩個(gè)方向把屏幕分成許多小的區(qū)域，一個(gè)小沿水平和

15、垂直兩個(gè)方向把屏幕分成許多小的區(qū)域，一個(gè)小的區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)（稱為象素），一個(gè)屏幕上所提供的全的區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)（稱為象素），一個(gè)屏幕上所提供的全部象素的數(shù)目被稱為分辨率部象素的數(shù)目被稱為分辨率 掃描掃描 電子束在顯示屏上按某種軌跡運(yùn)動(dòng)被稱為掃描，控制電子電子束在顯示屏上按某種軌跡運(yùn)動(dòng)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束掃描軌跡的電路被稱為掃描控制邏輯部件, 有有2種掃描方式種掃描方式: 光柵掃描光柵掃描：電子束從左到右，從上到下掃描整個(gè)屏幕（：電子束從左到右，從上到下掃描整個(gè)屏幕（隔隔行掃描行掃描和和逐行掃描逐行掃描） 隨機(jī)掃描隨機(jī)掃描：電子束只掃描需要顯示的點(diǎn)，

16、而不是整個(gè)屏幕：電子束只掃描需要顯示的點(diǎn)，而不是整個(gè)屏幕刷新刷新 余輝時(shí)間：電子束打在熒光粉上發(fā)出的光的所持續(xù)時(shí)間余輝時(shí)間：電子束打在熒光粉上發(fā)出的光的所持續(xù)時(shí)間 為了得到穩(wěn)定的圖象，需要重復(fù)掃描整個(gè)屏幕（每秒為了得到穩(wěn)定的圖象，需要重復(fù)掃描整個(gè)屏幕（每秒50場(chǎng)）場(chǎng)） 幀存儲(chǔ)器：為了重復(fù)掃描，需要存儲(chǔ)屏幕字符或者圖象信息幀存儲(chǔ)器：為了重復(fù)掃描，需要存儲(chǔ)屏幕字符或者圖象信息字符顯示的一般原理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)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(gè)有一個(gè)顯示存儲(chǔ)器顯示存儲(chǔ)器VRAM，用于保存將顯示在整個(gè)屏幕，用于保存將顯示在整個(gè)屏幕的全部字

17、符，顯示存儲(chǔ)器中保存的是這些字符的的全部字符，顯示存儲(chǔ)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）。碼和顯示屬性（即字符的顏色、亮度、是否顯示等）。VRAM 是一個(gè)可讀寫的存儲(chǔ)器，被顯示的字符將由計(jì)是一個(gè)可讀寫的存儲(chǔ)器，被顯示的字符將由計(jì)算機(jī)主機(jī)以兩個(gè)字節(jié)（算機(jī)主機(jī)以兩個(gè)字節(jié)（ASCII碼碼和和顯示屬性顯示屬性）的方式提）的方式提供并寫進(jìn)該存儲(chǔ)器中，由顯示器的控制邏輯按需要從中供并寫進(jìn)該存儲(chǔ)器中，由顯示器的控制邏輯按需要從中讀出準(zhǔn)備顯示的一個(gè)字符的讀出準(zhǔn)備顯示的一個(gè)字符的ASCII碼的字節(jié)值和顯示屬碼的字節(jié)值和顯示屬性的字節(jié)值。性的字節(jié)值。 字符發(fā)生器字符發(fā)生

18、器，就是用于保存每個(gè)可顯示字符字形的，就是用于保存每個(gè)可顯示字符字形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的邏輯部件，通常是一個(gè)只讀存儲(chǔ)器點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的邏輯部件，通常是一個(gè)只讀存儲(chǔ)器 ROM，如果每個(gè)字符的字形用如果每個(gè)字符的字形用 7（橫向）（橫向）9（縱向）的點(diǎn)陣表示，則（縱向）的點(diǎn)陣表示，則每個(gè)字符字形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)要占用每個(gè)字符字形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)要占用 9個(gè)存儲(chǔ)器字節(jié)（橫向的個(gè)存儲(chǔ)器字節(jié)（橫向的7個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)的布局用一個(gè)字節(jié)表示）。的布局用一個(gè)字節(jié)表示）。 字形的產(chǎn)生過(guò)程字形的產(chǎn)生過(guò)程0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 00 1 0 00 1 0 10 1 1 01 1 1 10 1 1 10 0 1 110H28H44

19、H82H82HFEH82H82H00H字符字符發(fā)生器發(fā)生器( R O M )ASCII字符代碼字符代碼84RA3 - RA0(a) “ A ”的點(diǎn)陣表示的點(diǎn)陣表示(b)字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)(來(lái)自來(lái)自VRAM)(來(lái)自光柵地址來(lái)自光柵地址計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)器輸出)RA3 -RA0D7D0D7D0ASCII代碼代碼(41H)指向這個(gè)字形指向這個(gè)字形移位移位寄存器寄存器S L字符字符發(fā)生器發(fā)生器( ROM)加載控制加載控制水平消隱水平消隱行間消隱行間消隱垂直垂直消隱消隱水平同步電路水平同步電路垂直同步電路垂直同步電路點(diǎn)振蕩器點(diǎn)振蕩器點(diǎn)計(jì)數(shù)器點(diǎn)計(jì)數(shù)器水平地址計(jì)數(shù)器水平地址計(jì)數(shù)器光柵地址計(jì)數(shù)器光柵

20、地址計(jì)數(shù)器垂直地址計(jì)數(shù)器垂直地址計(jì)數(shù)器定時(shí)控制定時(shí)控制電路電路垂直同步信號(hào)垂直同步信號(hào)水平同步信號(hào)水平同步信號(hào)字符時(shí)鐘字符時(shí)鐘代碼代碼控制控制OSCVRAM19180+1819+5125+1視頻視頻信號(hào)信號(hào)RA3 - RA0字符顯示的一般原理字符顯示的一般原理CRT圖形圖像顯示器圖形圖像顯示器大的大的VRAM 存儲(chǔ)點(diǎn)陣屬性存儲(chǔ)點(diǎn)陣屬性 分辨率：分辨率：1024*768，真彩色，真彩色，1024*768*3Byte=2.3MB高速總線高速總線 50場(chǎng)場(chǎng)/秒，帶寬為秒，帶寬為2.3*50MB/s=115MB/s 需要連接需要連接PCI總線總線專用接口專用接口 分辨率更高的圖形設(shè)備將采用專用接口分辨

21、率更高的圖形設(shè)備將采用專用接口液晶顯示器液晶顯示器顯示原理顯示原理 利用液晶的光學(xué)特性利用液晶的光學(xué)特性 平板后面設(shè)置光源平板后面設(shè)置光源 通過(guò)液晶改變透射光的偏振性（從水平到垂直）通過(guò)液晶改變透射光的偏振性（從水平到垂直） 電場(chǎng)控制電場(chǎng)控制特點(diǎn)特點(diǎn) 平板顯示，不需要高壓電，移動(dòng)方便平板顯示，不需要高壓電，移動(dòng)方便 無(wú)輻射無(wú)輻射 價(jià)格較高價(jià)格較高光線扭轉(zhuǎn)的光線液晶分子電極(b) 不透光狀態(tài)(a) 透光狀態(tài)(偏震光被扭轉(zhuǎn) 90 度)偏光鏡橫向排列垂直排列縱向排列偏光鏡電極玻璃面板玻璃液晶顯示器液晶顯示器等離子顯示器等離子顯示器成像原理成像原理 利用惰性氣體在一定電壓作用下產(chǎn)生氣體放電利用惰性氣體

22、在一定電壓作用下產(chǎn)生氣體放電的特性的特性 產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光 在玻璃板之間隔開成象素，每個(gè)象素點(diǎn)內(nèi)有惰在玻璃板之間隔開成象素，每個(gè)象素點(diǎn)內(nèi)有惰性氣體和三色熒光粉，用電極控制性氣體和三色熒光粉，用電極控制特點(diǎn)特點(diǎn) 易于實(shí)現(xiàn)大畫面顯示易于實(shí)現(xiàn)大畫面顯示 全色顯示，色純度與全色顯示，色純度與CRT相當(dāng)相當(dāng) 視角達(dá)視角達(dá)160度度 壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng) 功耗大、成本高。功耗大、成本高。打印機(jī)打印機(jī) 計(jì)算機(jī)最基本的輸出形式之一計(jì)算機(jī)最基本的輸出形式之一，可將打印在紙上，可將打印在紙上的信息長(zhǎng)期保存。打印設(shè)備種類繁多，性能各異，結(jié)的信息長(zhǎng)期保存。打印設(shè)備種類繁多，性能

23、各異，結(jié)構(gòu)上差別也較大，按印字方式分類：構(gòu)上差別也較大，按印字方式分類： 擊打式擊打式：通過(guò)印字的機(jī)械裝置撞擊色帶以便把字：通過(guò)印字的機(jī)械裝置撞擊色帶以便把字形染印在紙上，速度慢，噪聲大，打印質(zhì)量一般。形染印在紙上，速度慢，噪聲大，打印質(zhì)量一般。 點(diǎn)陣針式、字模式點(diǎn)陣針式、字模式 非擊打式非擊打式：通過(guò)靜電、噴墨等非機(jī)械撞擊方式完：通過(guò)靜電、噴墨等非機(jī)械撞擊方式完成在紙上著色，打印速度快，噪聲低，印字質(zhì)量成在紙上著色，打印速度快，噪聲低，印字質(zhì)量高高 噴墨、激光、熱轉(zhuǎn)印噴墨、激光、熱轉(zhuǎn)印打印設(shè)備與計(jì)算機(jī)主機(jī)的連接方式打印設(shè)備與計(jì)算機(jī)主機(jī)的連接方式 串行接口、并行接口、串行接口、并行接口、USB

24、接口接口針式打印機(jī)針式打印機(jī)打印原理打印原理 用鋼針或鎢錸合金針撞擊色帶，將色帶的顏色印到打印紙用鋼針或鎢錸合金針撞擊色帶，將色帶的顏色印到打印紙上，完成一個(gè)點(diǎn)的輸出，完成全部點(diǎn)陣后輸出完畢上，完成一個(gè)點(diǎn)的輸出，完成全部點(diǎn)陣后輸出完畢基本組成基本組成 打印頭、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)及打印控制器打印頭、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)及打印控制器 打印控制器包括字符緩沖存儲(chǔ)器、字型發(fā)生器、時(shí)序控制打印控制器包括字符緩沖存儲(chǔ)器、字型發(fā)生器、時(shí)序控制電路和接口電路等部分電路和接口電路等部分輸出過(guò)程輸出過(guò)程 字車將打印頭橫向移動(dòng)到打印起始位置字車將打印頭橫向移動(dòng)到打印起始位置 取出輸出對(duì)象點(diǎn)陣的第一列，驅(qū)動(dòng)打印針撞擊色

25、帶取出輸出對(duì)象點(diǎn)陣的第一列，驅(qū)動(dòng)打印針撞擊色帶 字車移動(dòng)一小格，輸出下一列，直到本行輸出完畢字車移動(dòng)一小格，輸出下一列，直到本行輸出完畢 回車回車 輸紙機(jī)構(gòu)進(jìn)紙輸紙機(jī)構(gòu)進(jìn)紙 輸出下一行輸出下一行針式打印機(jī)構(gòu)造針式打印機(jī)構(gòu)造打印紙打印紙導(dǎo)軌導(dǎo)軌打印針打印針永磁鐵永磁鐵 鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵 線圈線圈色帶色帶色帶保護(hù)片色帶保護(hù)片滾筒滾筒針式打印機(jī)打印字符針式打印機(jī)打印字符“E”的過(guò)程的過(guò)程針式打印機(jī)和針式打印機(jī)和CRT字符顯示器字符顯示器工作原理比較工作原理比較 CRT字符顯示器使用電子束撞擊熒光粉產(chǎn)生發(fā)光字符顯示器使用電子束撞擊熒光粉產(chǎn)生發(fā)光點(diǎn)，針式打印機(jī)是用打印針撞擊色帶產(chǎn)生印染點(diǎn)；點(diǎn)，針式打印機(jī)

26、是用打印針撞擊色帶產(chǎn)生印染點(diǎn)； CRT字符顯示器以整屏信息為單位連續(xù)掃描以維字符顯示器以整屏信息為單位連續(xù)掃描以維持穩(wěn)定的顯示畫面，故它需要有顯示存儲(chǔ)器持穩(wěn)定的顯示畫面，故它需要有顯示存儲(chǔ)器VRAM，而針式打印機(jī)接收到要打印的一縱列點(diǎn)陣信息并完成而針式打印機(jī)接收到要打印的一縱列點(diǎn)陣信息并完成打印之后，這些點(diǎn)陣信息就不再有用了；打印之后，這些點(diǎn)陣信息就不再有用了； 光柵掃描的光柵掃描的CRT字符顯示器，電子束在整個(gè)屏幕字符顯示器，電子束在整個(gè)屏幕上按逐個(gè)橫行的掃描方式重復(fù)，掃描完多個(gè)橫行才完上按逐個(gè)橫行的掃描方式重復(fù)，掃描完多個(gè)橫行才完整顯示出一行字符，針式打印機(jī)則是按逐列打印方式整顯示出一行字

27、符，針式打印機(jī)則是按逐列打印方式依此打印出字符的點(diǎn)陣列，幾次后打印出一個(gè)完整字依此打印出字符的點(diǎn)陣列，幾次后打印出一個(gè)完整字符，打印完一行回車后開始打印下一行。符，打印完一行回車后開始打印下一行。 激光打印機(jī)打印原理激光打印機(jī)打印原理 激光技術(shù)激光技術(shù)和電子照相技術(shù)電子照相技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它由走相結(jié)合的產(chǎn)物，它由走紙機(jī)構(gòu)、激光掃描系統(tǒng)、電子照相部分和打印機(jī)控制紙機(jī)構(gòu)、激光掃描系統(tǒng)、電子照相部分和打印機(jī)控制器等幾部分組成。器等幾部分組成。 激光掃描系統(tǒng)激光掃描系統(tǒng)的功能，是控制激光束能掃描到光的功能，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，掃導(dǎo)鼓柱面的任何位置，它由激

28、光器，偏轉(zhuǎn)調(diào)制器，掃描器和光路系統(tǒng)組成。描器和光路系統(tǒng)組成。 電子照相部分電子照相部分的核心部件是字形鼓，又稱光導(dǎo)鼓，的核心部件是字形鼓，又稱光導(dǎo)鼓，這是一個(gè)圓柱型的物體，柱面高度光潔，鍍有一層由這是一個(gè)圓柱型的物體，柱面高度光潔，鍍有一層由硒硒碲合金組成的具有良好光導(dǎo)特性（光線照射后電碲合金組成的具有良好光導(dǎo)特性（光線照射后電阻率降為原來(lái)的阻率降為原來(lái)的1/100到到1/1000）的材料，用于完成）的材料，用于完成對(duì)打印內(nèi)容的照相、顯影和轉(zhuǎn)印。對(duì)打印內(nèi)容的照相、顯影和轉(zhuǎn)印。激光打印機(jī)輸出過(guò)程激光打印機(jī)輸出過(guò)程準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段：電暈放電裝置使光導(dǎo)鼓表面充電，對(duì)光導(dǎo)：電暈放電裝置使光導(dǎo)鼓表面充電

29、，對(duì)光導(dǎo) 鼓表面均勻的充上一層正電荷；鼓表面均勻的充上一層正電荷；照相階段照相階段：激光束使光導(dǎo)鼓表面被照射部分放電，未：激光束使光導(dǎo)鼓表面被照射部分放電，未 照射到部分的帶電情況不變；照射到部分的帶電情況不變；顯影階段顯影階段：光導(dǎo)鼓表面帶電部分吸附墨粉，從而形成：光導(dǎo)鼓表面帶電部分吸附墨粉，從而形成 由墨粉顯示出來(lái)的字形；由墨粉顯示出來(lái)的字形；轉(zhuǎn)印階段轉(zhuǎn)印階段：光導(dǎo)鼓表面墨粉轉(zhuǎn)移到打印紙上；：光導(dǎo)鼓表面墨粉轉(zhuǎn)移到打印紙上；定影階段定影階段：通過(guò)紅外光加熱或輻射加熱辦法，高溫將：通過(guò)紅外光加熱或輻射加熱辦法，高溫將 墨粉固定在打印紙上；墨粉固定在打印紙上；清除階段清除階段：清掃器清除光導(dǎo)鼓表

30、面剩余墨粉，消電燈：清掃器清除光導(dǎo)鼓表面剩余墨粉，消電燈 消除光導(dǎo)鼓上殘存電荷。消除光導(dǎo)鼓上殘存電荷。激光部分激光部分打印機(jī)打印機(jī)控制部分控制部分光導(dǎo)鼓光導(dǎo)鼓顯象顯象部分部分.定形部分定形部分 加熱輥加熱輥預(yù)熱預(yù)熱板板輸紙用輥輸紙用輥轉(zhuǎn)寫轉(zhuǎn)寫清掃輥清掃輥帶電器帶電器印寫部分印寫部分清掃部分清掃部分轉(zhuǎn)寫部分轉(zhuǎn)寫部分接紙接紙 部分部分紙紙激光激光噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)打印原理打印原理 通過(guò)把很小的墨水滴利用噴嘴噴射到打印紙上形通過(guò)把很小的墨水滴利用噴嘴噴射到打印紙上形成打印點(diǎn)來(lái)完成打印輸出功能。成打印點(diǎn)來(lái)完成打印輸出功能。 主要問(wèn)題集中到如何提供出很小的墨水滴，又如主要問(wèn)題集中到如何提供出很小的墨水

31、滴，又如何加速墨水滴的噴射速度，如何準(zhǔn)確控制墨水滴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(dòng)落到打印紙上的位置，如何處理墨水的循環(huán)流動(dòng)和過(guò)濾。和過(guò)濾。輸出過(guò)程輸出過(guò)程 壓電陶瓷受振蕩電脈沖激勵(lì)產(chǎn)生電致伸縮，噴射壓電陶瓷受振蕩電脈沖激勵(lì)產(chǎn)生電致伸縮，噴射出墨滴出墨滴 充電電極給墨滴充電，電量多少?zèng)Q定了偏轉(zhuǎn)距離充電電極給墨滴充電，電量多少?zèng)Q定了偏轉(zhuǎn)距離 利用電場(chǎng)控制墨滴的垂直偏轉(zhuǎn)方向，噴墨頭移動(dòng)利用電場(chǎng)控制墨滴的垂直偏轉(zhuǎn)方向，噴墨頭移動(dòng)控制墨滴水平方向控制墨滴水平方向墨水槽墨水槽噴墨頭噴墨頭過(guò)濾器過(guò)濾器收集槽收集槽高壓高壓電源電源振蕩振蕩發(fā)生器發(fā)生器字形字

32、形發(fā)生器發(fā)生器打打印印紙紙充電電極充電電極壓電陶瓷壓電陶瓷偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極墨水泵墨水泵回收器回收器墨墨 滴滴 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 方方 向向噴墨頭移動(dòng)方向噴墨頭移動(dòng)方向組成與打印原理組成與打印原理字符打印過(guò)程字符打印過(guò)程（充了電的墨滴偏轉(zhuǎn)射向打印紙，（充了電的墨滴偏轉(zhuǎn)射向打印紙，不帶電的墨滴射入回收器被回收）不帶電的墨滴射入回收器被回收）( 以以 7*5 點(diǎn)陣為例點(diǎn)陣為例 )3、計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)概述、計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)的功能與組成輸入輸出系統(tǒng)的功能與組成 連通計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件和設(shè)備，并在它們連通計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件和設(shè)備，并在它們之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 硬件部分主要

33、由計(jì)算機(jī)總線和輸入輸出接口兩硬件部分主要由計(jì)算機(jī)總線和輸入輸出接口兩部分組成，軟件方面需要操作系統(tǒng)的支持。部分組成，軟件方面需要操作系統(tǒng)的支持。輸入輸出系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)雜多變輸入輸出系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)雜多變 眾多的眾多的CPU系列和型號(hào)：運(yùn)行速度、處理功能、系列和型號(hào)：運(yùn)行速度、處理功能、接口邏輯等各不相同；接口邏輯等各不相同； 更多的外圍設(shè)備：運(yùn)行原理、提供的功能、讀更多的外圍設(shè)備：運(yùn)行原理、提供的功能、讀寫速度、接口邏輯千差萬(wàn)別；寫速度、接口邏輯千差萬(wàn)別； 不同的用戶、不同的應(yīng)用場(chǎng)合提出眾多不同的不同的用戶、不同的應(yīng)用場(chǎng)合提出眾多不同的使用要求，無(wú)法使用一種方式、一套方法全面使用要求，無(wú)法使用一種方式、

34、一套方法全面解決問(wèn)題。解決問(wèn)題。4、輸入輸出接口基本功能、輸入輸出接口基本功能 提供對(duì)主機(jī)識(shí)別（指定、找到）要用的提供對(duì)主機(jī)識(shí)別（指定、找到）要用的 I/O設(shè)設(shè)備的支持，為每個(gè)設(shè)備規(guī)定幾個(gè)地址碼或者編號(hào)。備的支持，為每個(gè)設(shè)備規(guī)定幾個(gè)地址碼或者編號(hào)。 建立主機(jī)和設(shè)備之間的控制與通信機(jī)制，接收建立主機(jī)和設(shè)備之間的控制與通信機(jī)制，接收處理器（主設(shè)備）的命令，并提交給外部設(shè)備，同處理器（主設(shè)備）的命令，并提交給外部設(shè)備，同時(shí)，為主設(shè)備提供外部設(shè)備的狀態(tài)。時(shí)，為主設(shè)備提供外部設(shè)備的狀態(tài)。 提供主機(jī)和設(shè)備之間信息交換過(guò)程中的數(shù)據(jù)緩提供主機(jī)和設(shè)備之間信息交換過(guò)程中的數(shù)據(jù)緩沖機(jī)構(gòu)，如輸入數(shù)據(jù)緩沖寄存器和輸出數(shù)

35、據(jù)緩沖寄沖機(jī)構(gòu)，如輸入數(shù)據(jù)緩沖寄存器和輸出數(shù)據(jù)緩沖寄存器等。存器等。 提供主機(jī)和設(shè)備之間信息交換過(guò)程中的其他特提供主機(jī)和設(shè)備之間信息交換過(guò)程中的其他特別需求支持，屏蔽外部設(shè)備的差異。別需求支持，屏蔽外部設(shè)備的差異。輸入輸出接口結(jié)構(gòu)輸入輸出接口結(jié)構(gòu) 命令寄存器命令寄存器和命令譯碼器和命令譯碼器 設(shè)備選擇設(shè)備選擇 電路電路 設(shè)備狀態(tài)設(shè)備狀態(tài) 標(biāo)記標(biāo)記 數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖 寄存器寄存器DBR 控制邏輯電路控制邏輯電路I/O接口接口外外 部部 設(shè)設(shè) 備備數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令命令狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令線命令線狀態(tài)線狀態(tài)線CPU地址線地址線通用可編程接口通用可編程接口通用性通用性 能有多種用法與輸入輸出功能，

36、能適用于多種外能有多種用法與輸入輸出功能，能適用于多種外設(shè)設(shè)可編程可編程 能通過(guò)指令指定接口的功能和運(yùn)行控制參數(shù)能通過(guò)指令指定接口的功能和運(yùn)行控制參數(shù)接口內(nèi)部組成接口內(nèi)部組成 設(shè)備識(shí)別電路：對(duì)指令中給出的設(shè)備識(shí)別電路：對(duì)指令中給出的I/O端口地址譯碼端口地址譯碼 命令寄存器：存命令寄存器：存CPU發(fā)送的控制命令發(fā)送的控制命令 狀態(tài)寄存器：設(shè)備設(shè)置其值，狀態(tài)寄存器：設(shè)備設(shè)置其值，CPU讀取讀取 數(shù)據(jù)緩沖寄存器：數(shù)據(jù)緩沖寄存器：I/O數(shù)據(jù)緩沖，解決速度匹配數(shù)據(jù)緩沖，解決速度匹配 中斷電路：處理中斷請(qǐng)求、屏蔽和判優(yōu)等中斷電路：處理中斷請(qǐng)求、屏蔽和判優(yōu)等 其他電路：電平轉(zhuǎn)換及串行其他電路：電平轉(zhuǎn)換及串

37、行/并行轉(zhuǎn)換電路等并行轉(zhuǎn)換電路等常用接口概述常用接口概述串行接口串行接口只需要一對(duì)信號(hào)線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，主要用于傳輸速度不高，傳只需要一對(duì)信號(hào)線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，主要用于傳輸速度不高，傳輸距離較長(zhǎng)的場(chǎng)合。典型芯片輸距離較長(zhǎng)的場(chǎng)合。典型芯片Intel 8251(詳細(xì)介紹見教材詳細(xì)介紹見教材)目前幾乎所有的計(jì)算機(jī)都采用目前幾乎所有的計(jì)算機(jī)都采用EIA RS-232C作為串行接口標(biāo)作為串行接口標(biāo)準(zhǔn)，包括按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定。準(zhǔn)，包括按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定。RS-232C接接口有口有25根線，數(shù)據(jù)傳輸率在根線，數(shù)據(jù)傳輸率在50、75至至19200bps之間之間對(duì)串行接口的使用是通過(guò)對(duì)其

38、命令寄存器和狀態(tài)寄存器進(jìn)行對(duì)串行接口的使用是通過(guò)對(duì)其命令寄存器和狀態(tài)寄存器進(jìn)行設(shè)置工作的。工作時(shí)先對(duì)接口命令寄存器發(fā)命令，設(shè)置工作方設(shè)置工作的。工作時(shí)先對(duì)接口命令寄存器發(fā)命令，設(shè)置工作方式；然后再發(fā)命令使之開始工作；工作期間通過(guò)狀態(tài)寄存器了式；然后再發(fā)命令使之開始工作；工作期間通過(guò)狀態(tài)寄存器了解串口工作狀態(tài)。解串口工作狀態(tài)。并行接口并行接口串行接口按位傳送數(shù)據(jù)，速度慢，而且主機(jī)是按字或者字節(jié)串行接口按位傳送數(shù)據(jù)，速度慢，而且主機(jī)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。對(duì)速度較高的處理數(shù)據(jù)，使用串行接口需要進(jìn)行并串的轉(zhuǎn)換。對(duì)速度較高的設(shè)備，采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式比較合適。典型芯片設(shè)

39、備，采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式比較合適。典型芯片Intel 82558251 的基本功能的基本功能可用于同步或異步傳送可用于同步或異步傳送 同步傳送時(shí)同步傳送時(shí)，每字可為，每字可為bits 可用內(nèi)或外同步，能自動(dòng)插入同步字符可用內(nèi)或外同步，能自動(dòng)插入同步字符 異步傳送時(shí)異步傳送時(shí)，每字可為，每字可為bits,接收和發(fā)送時(shí)鐘可為接收和發(fā)送時(shí)鐘可為 1,16 或或 64 倍的波特率倍的波特率可產(chǎn)生中止字符并自動(dòng)檢測(cè)和處理?？僧a(chǎn)生中止字符并自動(dòng)檢測(cè)和處理?？捎?、可用、1.或位停止位。能檢測(cè)假啟動(dòng)或位停止位。能檢測(cè)假啟動(dòng)完全雙工，雙緩沖的發(fā)送器和接受器完全雙工，雙緩沖的發(fā)送器和接受器具有檢測(cè)奇偶錯(cuò)，數(shù)據(jù)丟失

40、錯(cuò)和幀錯(cuò)的能力具有檢測(cè)奇偶錯(cuò)，數(shù)據(jù)丟失錯(cuò)和幀錯(cuò)的能力全部入出信號(hào)為全部入出信號(hào)為 TTL 電平電平D7D0（接外部數(shù)據(jù)總線）（接外部數(shù)據(jù)總線） 狀態(tài)狀態(tài)緩沖器緩沖器接受數(shù)據(jù)接受數(shù)據(jù)緩沖器緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)命令發(fā)送數(shù)據(jù)命令緩沖器緩沖器讀寫讀寫控制邏輯控制邏輯調(diào)制解調(diào)制解調(diào)器控制調(diào)器控制發(fā)送器發(fā)送器P-S發(fā)送控制發(fā)送控制接收控制接收控制接收器接收器S-P緩沖器緩沖器xxTxCTxERxRDY/RxCRESETCLKC/ D/RD/WR/CS/DTR/DSR/RTS/CTSTxRDY串行異步傳送中的有關(guān)概念串行異步傳送中的有關(guān)概念串行：串行：異步、同步：異步、同步：?jiǎn)喂?，半雙工，全雙工：?jiǎn)喂?，半雙工，全

41、雙工：停止位：停止位：數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位：起始位：起始位：奇偶校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)：傳送的波特率：傳送的波特率：波特率因子：波特率因子：數(shù)據(jù)采樣：數(shù)據(jù)采樣：串口串口CPU終端終端(串口串口).數(shù)據(jù)位，如數(shù)據(jù)位，如 8 位位1位位1、1.5、2位位串行串行并行并行標(biāo)識(shí)態(tài)標(biāo)識(shí)態(tài)一次完整的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間一次完整的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間CPU串口串口串口串口CPUD7D6D5D4D3D2D1D0同步同步?Y( D1D0 = 00 )N ( D1 D0 0 0 ) D6: 外同步檢測(cè)外同步檢測(cè)1 外同步外同步SYNDET為輸入為輸入0 內(nèi)同步內(nèi)同步SYNDET為輸出為輸出D7: 同步字符同步字符1 單同步字符單同步字符 0

42、雙同步字符雙同步字符規(guī)定幀控制規(guī)定幀控制00 無(wú)效無(wú)效01 1個(gè)個(gè) 停止位停止位10 1. 5個(gè)個(gè) 停止位停止位11 2個(gè)個(gè) 停止位停止位確定字符長(zhǎng)度確定字符長(zhǎng)度00 5bits01 6bits10 7bits11 8bitsTxC , RxC 波特率因子波特率因子00 同步方式同步方式 01 異步異步1倍倍10 異步異步16倍倍11 異步異步64倍倍對(duì)奇偶校驗(yàn)的規(guī)定對(duì)奇偶校驗(yàn)的規(guī)定 X0 不校驗(yàn)不校驗(yàn)11 偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)01 奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)方式命令字的格式方式命令字的格式EHIRERSBBKRxEDTRTxENRTSD7D6D5D4D3D2D1D0工作命令字的格式工作命令字的格式發(fā)送器使能信號(hào)，

43、發(fā)送器使能信號(hào)，1有效有效接收器使能信號(hào)，接收器使能信號(hào)，1有效有效數(shù)據(jù)終端就緒，使出數(shù)據(jù)終端就緒，使出 為低為低/DTR使三個(gè)出錯(cuò)標(biāo)志位復(fù)位使三個(gè)出錯(cuò)標(biāo)志位復(fù)位發(fā)包發(fā)包 信號(hào)信號(hào)BREAK請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，使出請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，使出 為低為低/RTS發(fā)軟發(fā)軟 信號(hào)信號(hào)RESETD7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY接口狀態(tài)寄存器的內(nèi)容格式接口狀態(tài)寄存器的內(nèi)容格式發(fā)送器就緒信號(hào)，發(fā)送器就緒信號(hào)，1有效有效并到串的發(fā)送器空，并到串的發(fā)送器空，1有效有效接收器就緒信號(hào)，接收器就緒信號(hào)，1有效有效奇偶錯(cuò)奇偶錯(cuò)溢出錯(cuò)溢出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀挫數(shù)據(jù)幀挫數(shù)據(jù)設(shè)備就緒，數(shù)據(jù)設(shè)備

44、就緒，1有效有效TEC-20008 機(jī)串行口初始化的程序機(jī)串行口初始化的程序MOV R0， 4EhOUT81hOUT83hMOV R0,37hOUT81hOUT83h方式設(shè)置：方式設(shè)置：0 1 0 0 1 1 1 01個(gè)停止位個(gè)停止位無(wú)奇偶校驗(yàn)無(wú)奇偶校驗(yàn)字符為字符為 8 bits16*波特率波特率命令設(shè)置：命令設(shè)置： 0 0 1 1 0 1 1 1 不用不用請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位不用不用允許發(fā)送允許發(fā)送允許接收允許接收數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 對(duì)對(duì) OUT 指令而言，指令而言， 81h、83h 為控制寄存器地址；為控制寄存器地址； 對(duì)對(duì) IN 指令而言，指令而言， 81h

45、、83h 為狀態(tài)寄存器地址；為狀態(tài)寄存器地址；編程用串行口執(zhí)行輸入任務(wù)編程用串行口執(zhí)行輸入任務(wù)/輸出操作輸出操作INCH:IN81hSHRR0SHRR0JRNC,INCHIN80hPUSH R1MOV R1,00FFhANDR0,R1POPR1RETOUTCH:PUSH R0OUT1: IN 91h SHR R0 JRNC,OUT1 POP R0 OUT 90h RET對(duì)對(duì) IN 指令而言，指令而言，80h 是讀入數(shù)據(jù)是讀入數(shù)據(jù) 81h 是讀入狀態(tài)是讀入狀態(tài)對(duì)對(duì)OUT指令而言指令而言, 90h 是輸出數(shù)據(jù)是輸出數(shù)據(jù) 91h 是輸出命令是輸出命令雙串行口同時(shí)運(yùn)行的例子雙串行口同時(shí)運(yùn)行的例子 Lo

46、op: in 81 loop1: in 91 shr r0 shr r0 shr r0 shr r0 jrnc loop1 jrnc loop in 80 in 90 out 80 out 80 out 90 jr loop ret 完成兩臺(tái)教學(xué)計(jì)算機(jī)的第完成兩臺(tái)教學(xué)計(jì)算機(jī)的第 2 個(gè)串行接口的初始化和輸入輸出操作，要個(gè)串行接口的初始化和輸入輸出操作，要把兩臺(tái)教學(xué)機(jī)通過(guò)第個(gè)接口連接起來(lái)，都運(yùn)行這個(gè)程序，則每個(gè)鍵盤的把兩臺(tái)教學(xué)機(jī)通過(guò)第個(gè)接口連接起來(lái)，都運(yùn)行這個(gè)程序，則每個(gè)鍵盤的輸入會(huì)同時(shí)顯示在兩個(gè)屏幕上，實(shí)現(xiàn)的是雙機(jī)的雙向通訊功能。輸入會(huì)同時(shí)顯示在兩個(gè)屏幕上，實(shí)現(xiàn)的是雙機(jī)的雙向通訊功能。 每臺(tái)教

47、學(xué)機(jī)都只能檢查與操作自己的串行口，管不了另外那臺(tái)教學(xué)機(jī)。每臺(tái)教學(xué)機(jī)都只能檢查與操作自己的串行口，管不了另外那臺(tái)教學(xué)機(jī)。檢查本機(jī)有檢查本機(jī)有鍵盤輸入否，鍵盤輸入否，無(wú)輸入則去無(wú)輸入則去檢查擴(kuò)展接檢查擴(kuò)展接口中有輸入口中有輸入否；本機(jī)有否；本機(jī)有輸入則接收、輸入則接收、顯示并經(jīng)擴(kuò)顯示并經(jīng)擴(kuò)展接口送給展接口送給另外那臺(tái)教另外那臺(tái)教學(xué)計(jì)算機(jī)。學(xué)計(jì)算機(jī)。檢查擴(kuò)展接檢查擴(kuò)展接口中有輸入口中有輸入否否(來(lái)自另一來(lái)自另一臺(tái)教學(xué)機(jī)臺(tái)教學(xué)機(jī))，有則接收并有則接收并顯示，沒(méi)有顯示，沒(méi)有或有輸入并或有輸入并已經(jīng)顯示，已經(jīng)顯示，都要轉(zhuǎn)去檢都要轉(zhuǎn)去檢查本機(jī)的鍵查本機(jī)的鍵盤是否有輸盤是否有輸入。入。常用接口概述常用接口概述

48、USB接口接口通用于串行總線通用于串行總線（Universal Serial Bus）USB由一個(gè)插在由一個(gè)插在PCI總線上的根集線器組成，它的電纜接口總線上的根集線器組成，它的電纜接口可以連接可以連接I/O設(shè)備或者擴(kuò)展集線器。設(shè)備或者擴(kuò)展集線器。USB中有中有4根導(dǎo)線，兩根數(shù)據(jù)線，一根電源，一根地線。根導(dǎo)線，兩根數(shù)據(jù)線，一根電源，一根地線。V1.1總線帶寬總線帶寬12Mbps，V2.0總線帶寬總線帶寬400Mbps。USB接口的一些特點(diǎn)接口的一些特點(diǎn)不必打開機(jī)箱來(lái)安裝新的輸入輸出設(shè)備不必打開機(jī)箱來(lái)安裝新的輸入輸出設(shè)備只需要一根電纜線就可以將所有設(shè)備連接起來(lái)只需要一根電纜線就可以將所有設(shè)備連接

49、起來(lái)輸入輸入/輸出設(shè)備可以從電纜上得到電源輸出設(shè)備可以從電纜上得到電源單臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以連接單臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以連接127個(gè)設(shè)備個(gè)設(shè)備系統(tǒng)能支持實(shí)時(shí)設(shè)備（聲卡、電話）系統(tǒng)能支持實(shí)時(shí)設(shè)備（聲卡、電話）可在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)安裝設(shè)備，不必重新啟動(dòng)可在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)安裝設(shè)備，不必重新啟動(dòng)常用接口概述常用接口概述IDE（Integrated Drive Electronics）、）、EIDE接口接口廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于PC機(jī)中，機(jī)中，IDE最多連接最多連接2個(gè)個(gè)IDE設(shè)備，設(shè)備，EIDE最多最多連接連接4個(gè)個(gè)IDE設(shè)備；設(shè)備；IDE讀寫磁盤的數(shù)據(jù)傳輸率一般不超過(guò)讀寫磁盤的數(shù)據(jù)傳輸率一般不超過(guò)1.5MB/s，EI

50、DE可達(dá)可達(dá)1218MB/s；IDE接口連接的磁盤設(shè)備容量不超過(guò)接口連接的磁盤設(shè)備容量不超過(guò)528M，EIDE無(wú)此限制無(wú)此限制EIDE接口通常接在接口通常接在PCI總線上，數(shù)據(jù)傳送帶寬由總線上，數(shù)據(jù)傳送帶寬由IDE的的8位位擴(kuò)展到擴(kuò)展到32位。位。SCSI（Small Computer System Interface）接口）接口應(yīng)用于工作站和應(yīng)用于工作站和PC服務(wù)器中，成為主機(jī)和智能外設(shè)連接的服務(wù)器中，成為主機(jī)和智能外設(shè)連接的統(tǒng)一統(tǒng)一I/O接口，可以控制磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、光盤、打印機(jī)、接口，可以控制磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、光盤、打印機(jī)、掃描儀等外設(shè)；掃描儀等外設(shè)；SCSI使用使用50芯或芯或6

51、8芯電纜，插座體積較大；芯電纜，插座體積較大； SCSI的發(fā)展以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見下頁(yè)列表。的發(fā)展以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見下頁(yè)列表。SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)總線寬度最高數(shù)據(jù)傳輸率（MB/S）連接設(shè)備數(shù)量SCSI858Fast SCSI8108Wide SCSI16108Fast Wide SCSI162016Ultra SCSI8208Wide Ultra SCSI164016Ultra2 SCSI8408Wide Ultra2 SCSI168016Ultra3 SCSI1616016Ultra3201632016常用接口概述常用接口概述IEEE 1394串行接口串行接口 高速率，實(shí)時(shí)性好：高速率，實(shí)時(shí)性

52、好：1394-1995規(guī)定規(guī)定200Mbps 400Mbps，1394b規(guī)定規(guī)定800Mbps 3.2Gbps； 體積小易安裝，連接方便。體積小易安裝，連接方便。1394使用使用6芯電纜，直徑約芯電纜，直徑約6mm，插座也??；，插座也?。?最多可以連接最多可以連接63個(gè)設(shè)備，即插即用，支持熱插拔。個(gè)設(shè)備，即插即用，支持熱插拔。AGP 接口接口 把主存和顯存通過(guò)芯片組（北橋）直接連接，提高數(shù)據(jù)把主存和顯存通過(guò)芯片組（北橋）直接連接，提高數(shù)據(jù)傳輸率；總線寬度為傳輸率；總線寬度為32位，時(shí)鐘頻率為位，時(shí)鐘頻率為66MHz，最高傳，最高傳輸率為輸率為528MbpsPCMCIA接口接口 廣泛應(yīng)用于筆記本

53、電腦的接口，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦的接口，I、II、III三種類型插槽三種類型插槽（厚度不同，長(zhǎng)寬相同）。（厚度不同，長(zhǎng)寬相同）。 通常用來(lái)插上存儲(chǔ)器（通常用來(lái)插上存儲(chǔ)器（Flash Memory）卡）卡 或或 Fax /Modem /Network卡等?？ǖ取?、計(jì)算機(jī)總線概述、計(jì)算機(jī)總線概述 總線總線是計(jì)算機(jī)各個(gè)部件之間傳輸信息的是計(jì)算機(jī)各個(gè)部件之間傳輸信息的公共通路，包括傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的邏輯電路、公共通路，包括傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的邏輯電路、管理信息傳輸協(xié)議的邏輯線路和物理連線。管理信息傳輸協(xié)議的邏輯線路和物理連線。一組導(dǎo)線一組導(dǎo)線接口的物理接口的物理/機(jī)械特性機(jī)械特性電氣信號(hào)規(guī)范電氣信號(hào)規(guī)范時(shí)序和

54、信號(hào)規(guī)范時(shí)序和信號(hào)規(guī)范總線事務(wù)協(xié)議總線事務(wù)協(xié)議計(jì)算機(jī)總線概述計(jì)算機(jī)總線概述 在任何時(shí)刻，在任何時(shí)刻，只可以有一個(gè)部件只可以有一個(gè)部件向總線向總線上發(fā)送信息，但卻可以有一個(gè)或多個(gè)部件同上發(fā)送信息，但卻可以有一個(gè)或多個(gè)部件同時(shí)接收信息?？刂葡蚩偩€發(fā)送信息通常用帶時(shí)接收信息?？刂葡蚩偩€發(fā)送信息通常用帶有高阻態(tài)輸出的選通門實(shí)現(xiàn)。有高阻態(tài)輸出的選通門實(shí)現(xiàn)?？偩€總線高高低低高高A AB BC C計(jì)算機(jī)總線概述計(jì)算機(jī)總線概述承擔(dān)不同功能的三種總線承擔(dān)不同功能的三種總線 數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信息，頻率與寬度正比于吞吐量數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信息，頻率與寬度正比于吞吐量 地址總線：傳輸?shù)刂沸畔?，寬度決定了內(nèi)存尋址空間

55、地址總線：傳輸?shù)刂沸畔?，寬度決定了內(nèi)存尋址空間 控制總線：給出總線周期類型、控制總線：給出總線周期類型、I/O操作完成時(shí)刻、操作完成時(shí)刻、DMA周期、中斷等有關(guān)的控制信號(hào)等周期、中斷等有關(guān)的控制信號(hào)等存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器I/O接接口口輸輸入入設(shè)設(shè)備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB控制總線控制總線 CB地址總線地址總線 AB輸輸出出設(shè)設(shè)備備 CPU總線周期以及相關(guān)概念總線周期以及相關(guān)概念 總線周期總線周期：通過(guò)總線完成一次內(nèi)存讀寫操作或者通過(guò)總線完成一次內(nèi)存讀寫操作或者完成一次完成一次I/O設(shè)備讀寫操作所需的時(shí)間，一般由地址時(shí)設(shè)備讀寫操作所需的時(shí)間，一般由地址時(shí)間和數(shù)據(jù)時(shí)間兩個(gè)時(shí)間段組成：間和數(shù)據(jù)

56、時(shí)間兩個(gè)時(shí)間段組成： 地址時(shí)間：地址時(shí)間：CPU向內(nèi)存或向內(nèi)存或IO設(shè)備送地址信息到地址總線設(shè)備送地址信息到地址總線 數(shù)據(jù)時(shí)間：數(shù)據(jù)時(shí)間：CPU完成數(shù)據(jù)讀寫完成數(shù)據(jù)讀寫 周期類型周期類型：一般分為內(nèi)存讀周期、內(nèi)存寫周期、一般分為內(nèi)存讀周期、內(nèi)存寫周期、 I/O讀周期、讀周期、 I/O寫周期四種類型寫周期四種類型 總線的等待狀態(tài)總線的等待狀態(tài)：由于被讀寫的部件或設(shè)備速度：由于被讀寫的部件或設(shè)備速度慢，一次數(shù)據(jù)時(shí)間內(nèi)不能完成讀寫操作，就要增加一慢，一次數(shù)據(jù)時(shí)間內(nèi)不能完成讀寫操作，就要增加一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間繼續(xù)完成讀寫操作，在這增加的數(shù)個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間繼續(xù)完成讀寫操作，在這增加的數(shù)據(jù)時(shí)間里，稱總線處

57、于等待狀態(tài)。它影響系統(tǒng)運(yùn)行效據(jù)時(shí)間里，稱總線處于等待狀態(tài)。它影響系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)的性能。率，降低系統(tǒng)的性能。信息傳送信息傳送尋址尋址數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線總線占用期間總線占用期間地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單周期數(shù)據(jù)傳輸方式單周期數(shù)據(jù)傳輸方式尋址尋址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)n地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線.信息傳送信息傳送總線占用期間總線占用期間無(wú)效無(wú)效 猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式總線周期以及相關(guān)概念總線周期以及相關(guān)概念正常總線周期正?？偩€周期：每次數(shù)據(jù)傳輸都由一次地址時(shí)間和一次數(shù)據(jù)每次數(shù)據(jù)傳輸都由一次地址時(shí)間和一次數(shù)據(jù)時(shí)間組成。（單周期數(shù)據(jù)傳輸方式）時(shí)間組成。（單周期數(shù)據(jù)傳

58、輸方式）Burst總線周期總線周期：數(shù)據(jù)傳輸由一次地址時(shí)間和多次數(shù)據(jù)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸由一次地址時(shí)間和多次數(shù)據(jù)時(shí)間組成，即給出一次地址信息，連續(xù)傳送多個(gè)數(shù)據(jù)。（猝發(fā)組成，即給出一次地址信息，連續(xù)傳送多個(gè)數(shù)據(jù)。（猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式）數(shù)據(jù)傳輸方式）輸入輸入設(shè)備設(shè)備計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)：早期的計(jì)算機(jī)，如美國(guó)早期的計(jì)算機(jī)，如美國(guó) DEC 公公司司PDP-11 機(jī)只使用一組總線，所有的部件機(jī)只使用一組總線，所有的部件和設(shè)備都接在這唯一的總線上，包括數(shù)據(jù)總和設(shè)備都接在這唯一的總線上，包括數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)線，地址總線，控制總線，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，

59、缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低。單，成本低廉，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低。CPU主存主存輸出輸出設(shè)備設(shè)備總線總線計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)總線性能總線性能（數(shù)據(jù)輸入（數(shù)據(jù)輸入/輸出的吞吐量）對(duì)計(jì)算輸出的吞吐量）對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總體性能有重大的影響，提高總線機(jī)系統(tǒng)總體性能有重大的影響，提高總線性能，一是盡量提高總線本身的速度，二性能，一是盡量提高總線本身的速度，二是從總線結(jié)構(gòu)多提供幾組總線。是從總線結(jié)構(gòu)多提供幾組總線。雙總線結(jié)構(gòu)雙總線結(jié)構(gòu) 是指是指在計(jì)算機(jī)中配置兩組總線，即在處理是指是指在計(jì)算機(jī)中配置兩組總線，即在處理機(jī)總線上通過(guò)一塊擴(kuò)展總線的控制線路，提供機(jī)總線上通過(guò)一塊擴(kuò)展總線的控制線路，提供出另外一組總線，稱為

60、輸入出另外一組總線，稱為輸入/輸出總線，比較常輸出總線，比較常用的有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線（用的有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線（ISA）和擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)）和擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線（準(zhǔn)總線（EISA），主要用于連接一般的輸入），主要用于連接一般的輸入/輸出設(shè)備。輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)CPU主存主存擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線控制線路控制線路I/O設(shè)備設(shè)備1I/O設(shè)備設(shè)備2處理機(jī)總線處理機(jī)總線33MHz 4B8BISA / EISA8.33MHz 1 , 2 , 4 B 雙總線結(jié)構(gòu)雙總線結(jié)構(gòu) . . . 計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)總線的結(jié)構(gòu)總線性能總線性能（數(shù)據(jù)輸入（數(shù)據(jù)輸入/輸出的吞吐量）對(duì)計(jì)算機(jī)輸出的吞吐量）對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總體性能