計(jì)算機(jī)接口技術(shù)

計(jì)算機(jī)接口技術(shù)第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五一、概述顯示器的種類：單色顯示器：黑白顯示器。 每屏可顯示一定數(shù)量的字符，字符由點(diǎn)陣組成。顯示屬性有加亮、閃爍、和反底屬性。彩色顯示器字符工作方式：每屏可顯示一定數(shù)量的字符圖形工作方式：可以顯示字符，也可顯示圖形。其分辯率由每幀的線數(shù)及每線的點(diǎn)線決定?？晒ぷ饔诤诎谆虿噬Ｊ剑虼丝删哂屑恿?、閃爍、反底或多種底色或多種顯示色的屬性。第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五二、ＣＲＴ的工作原理（１）基本原理視頻信號或圖像信號通過加在陰極射線管的電子槍上，來發(fā)射、形成一定能量的電子束，射到熒光屏上產(chǎn)生一定亮度的亮點(diǎn)，來顯示字符和圖形。黑白：僅有一個電子束彩色：紅，綠，藍(lán)三個電子槍，通過與亮度信號的組合，可以得到多種顏色。第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五二、ＣＲＴ的工作原理（２）光柵掃描：通過一定的磁場作用，使電子束從屏幕的左上角沿著略微傾斜的水平方向由左到右勻速地掃描，到達(dá)屏幕右端之后，立即回到左端下一線位置，再勻速地向左掃描，直到掃到右下角，又快速返回屏幕的左上角，這種電子束由左到右，從上到下有規(guī)律地周期運(yùn)動，留下一條條掃描線形成光柵，因此，稱為光柵掃描。電子束的移動由磁場控制。＞＞水平偏轉(zhuǎn)線圈垂直偏轉(zhuǎn)線圈掃描信號和圖像信號的時間配合由同步信號來實(shí)現(xiàn)回掃過程中的消隱信號第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五返回

第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五二、ＣＲＴ的工作原理（３）掃描方式：逐行掃描：隔行掃描：顯示刷新頻率：幀頻：＞２５Hz第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五三、ＣＲＴ的信號數(shù)據(jù)信號：視頻信號：決定掃描光束的強(qiáng)弱，使屏幕上出現(xiàn)亮點(diǎn)和暗點(diǎn)。控制信號：同步信號：控制掃描頻率消隱信號：在回掃期間，使電子槍不發(fā)射電子束。綜合視頻信號：CRT控制系統(tǒng)將圖像信號與消隱信號合成一個綜合的視頻信號。第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五三、CRT的時鐘脈沖幀頻：５０Hz

水平掃描頻率：50X256=12.8KHz

基本字符頻率：100X12.8KHz=1.28MHz

象點(diǎn)頻率：8X1.28MHz=10.24MHz點(diǎn)時鐘頻率：與象點(diǎn)頻率相同，是ＣＲＴ控制系統(tǒng)的主時鐘，用來控制視頻移位寄存器的串行數(shù)據(jù)的移位輸出。

字符時鐘：由點(diǎn)時鐘頻率進(jìn)行八分頻。與字符顯示同步的時鐘信號。用來控制視頻移位寄存器裝入一個字符。

水平同步脈沖：由字符時鐘進(jìn)行１００分頻，對應(yīng)于每條掃描線幀同步脈沖：由水平同步脈沖進(jìn)行２５６分頻，對應(yīng)于每一幀。第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、顯示器控制系統(tǒng)（１）字符顯示的基本原理：當(dāng)ＣＲＴ工作在字符工作方式下：字符可由點(diǎn)陣構(gòu)成，如７Ｘ９或５Ｘ７點(diǎn)陣。見圖示。字符的ＡＳＣＩＩ碼存放在顯示存儲器中；字符發(fā)生器中的只讀存儲器保存著字符集中的所有字符的點(diǎn)陣，則某字符的點(diǎn)陣由字符發(fā)生器產(chǎn)生。CRT顯示終端本身就是一個含有CPU的控制系統(tǒng)。它包括了８位的微處理器、顯示存儲器、字符發(fā)生器、移位寄存器和CRT控制器、視頻混合器、鍵盤編碼器、串行接口。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五返回第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五返回第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、顯示器控制系統(tǒng)（２）顯示存儲器：用來存放要顯示字符的ASCII碼。CPU將要顯示的字符存入顯示存儲器CRT控制器從顯示存儲器中讀取顯示字符數(shù)據(jù)。字符行緩沖存儲器：CRT與CPU對顯示存儲器的爭用規(guī)定只有在CRT系統(tǒng)回掃時，CPU才能訪問顯示存儲器。這種方式下，顯示畫面較穩(wěn)定，但影響了CPU效率。規(guī)定CPU訪問級別高，CPU可隨時訪問顯示存儲器，提高了處理速度，但會對顯示畫面造成干擾。分時訪問，CPU的效率及對畫面的干擾情況介于上面兩種情況之間，要求顯示存儲器的速度較高。第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、顯示器控制系統(tǒng)（３）字符發(fā)生器：存放了每個ASCII碼的顯示字型碼?？梢詫⑤斎氲淖址腁SCII碼轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣形式。工作原理：圖示移位寄存器：將字符發(fā)生器輸出的字符的某行點(diǎn)陣（并行數(shù)據(jù)），轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字輸出。第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五返回第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五四、顯示器控制系統(tǒng)（４）一個字符的顯示過程：訪問顯示存儲器，找到該字符的ASCII碼；通過字符發(fā)生器，將字符的ASCII碼轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣碼輸出；將并行格式的點(diǎn)陣碼送視頻移位寄存器，轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，通過視頻混合器與消隱信號合成后，送顯示器。第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五五、CRT與主機(jī)的連接主機(jī)與CRT之間通過一個串行的異步通信接口連接。TxDRxD地線一般情況下，主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，先查詢串行接口的發(fā)送緩沖器是否為空，如為空，則發(fā)送數(shù)據(jù)。調(diào)整主機(jī)串行口的波特率與ＣＲＴ的波特率進(jìn)行匹配，可以在主機(jī)和ＣＲＴ之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的無條件傳送。第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五輸出時鐘脈沖的頻率：＝工作時鐘頻率／時間常數(shù)波特率＝波特率因子Ｘ發(fā)送時鐘第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、可編程CRTC（１）CRTC的結(jié)構(gòu)：包括一些寄存器和計(jì)數(shù)器。點(diǎn)時鐘計(jì)數(shù)器：對基本時鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果與字符寬度寄存器進(jìn)行比較。字符計(jì)數(shù)器：對當(dāng)前掃描線中已經(jīng)掃描的字符計(jì)數(shù)，結(jié)束一行的掃描時，將產(chǎn)生掃描線時鐘、同步脈沖。字符高度計(jì)數(shù)器：對當(dāng)前字符行已掃描的線數(shù)計(jì)數(shù)。結(jié)果與字符行額定線數(shù)比較，可產(chǎn)生字符行計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖。字符行計(jì)數(shù)器：對當(dāng)前一幀中已經(jīng)顯示的字符行數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果與每幀額定字符行數(shù)比較，表示一幀顯示的結(jié)束。幀掃描線計(jì)數(shù)器：對一幀中已經(jīng)掃過的掃描線計(jì)數(shù)，結(jié)果與垂直同步開始寄存器比較，產(chǎn)生垂直同步信號；與每幀額定掃描線比較，以開始新的一幀的掃描。第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、可編程CRTC（２）CRTC的功能：輸出各種信號和地址信息。同步信號、消隱信號字符行緩沖器、顯示存儲器、字符發(fā)生器的地址光標(biāo)控制：記錄和控制光標(biāo)位置，進(jìn)行光標(biāo)指示。滾行：指將屏幕顯示內(nèi)容向上或向下調(diào)整。硬件滾行：將要顯示的文本保存在CRT控制系統(tǒng)的顯示存儲器中，可任意選取其中一塊內(nèi)容顯示到屏幕上。此種方式要求顯示存儲器較大，可存放幾幀的顯示內(nèi)容。軟件滾行：滾行時，將需要顯示的內(nèi)容從主機(jī)傳輸?shù)斤@示存儲器中，按屏幕位置調(diào)整顯示存儲器中的內(nèi)容。也就是通過傳送指令，將新的顯示內(nèi)容寫到顯示存儲器中。第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五六、可編程CRTC（３）MC6845的使用輸出信號＞＞功能結(jié)構(gòu)＞＞內(nèi)部寄存器＞＞使用實(shí)例＞＞第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的輸出信號同步信號：垂直同步信號、水平同步信號輸出地址信號:顯示存儲器的地址信號字符發(fā)生器的行選地址信號與CPU接口的信號：８位數(shù)據(jù)線片選信號、讀寫允許信號、讀寫控制信號及寄存器選擇信號＜＜第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的功能結(jié)構(gòu)水平定時器：水平計(jì)數(shù)器與各個可編程的內(nèi)部寄存器比較，產(chǎn)生水平同步脈沖。垂直定時器：字符行計(jì)數(shù)器與各垂直寄存器比較，產(chǎn)生垂直同步脈沖線性地址發(fā)生器：根據(jù)字符要顯示的位置來確定顯示存儲器中的位置。光標(biāo)邏輯電路和光筆信號接收電路＜＜第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的內(nèi)部寄存器地址索引寄存器：設(shè)置寄存器號內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器：定時寄存器水平顯示、同步所用的各寄存器垂直顯示、同步所用的各寄存器掃描方式寄存器字符行掃描線數(shù)寄存器光標(biāo)控制寄存器：可決定光標(biāo)大小，位置其他起始地址寄存器：決定顯示存儲器中哪個單元內(nèi)容顯示在屏幕上。R12存放高６位地址，R13存放低８位地址。當(dāng)進(jìn)行硬件滾行時，可以通過對這２個寄存器內(nèi)容的修改來實(shí)現(xiàn)。＜＜第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的使用實(shí)例程序完成的功能：按ＡＳＣＩＩ碼字符表次序在每行第１列顯示１個字符。光標(biāo)落在字符“？”處每隔１秒鐘往下滾動一行，當(dāng)滾到最后一個ASCII字符位于屏幕中間位置時，再每隔一秒鐘向上滾一行，直到顯示字符又位于屏幕左上角。顯示過程中，任敲一個鍵，就暫停滾動，再敲一個鍵，則繼續(xù)滾動。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的使用實(shí)例對顯示器接口板及顯示存儲器進(jìn)行初始化將字符集中128個可顯示字符送顯示存儲器每個字符在每一行的第１個字符位置顯示，因此，每個字符應(yīng)隔４０個顯示位，每個字符占２個字節(jié)，則應(yīng)隔８０個字節(jié)置光標(biāo)地址寄存器

“？”的ASCII碼為3FH（６３），則所在位置應(yīng)在６３行第一個字符處，即光標(biāo)所在位置為４０＊６３，光標(biāo)寄存器的值應(yīng)置為此值。掃描鍵盤有否鍵按下直接使用鍵盤輸入中斷調(diào)用功能:INT16H先調(diào)用１號功能掃描鍵盤，再調(diào)用0號功能從鍵盤讀字符。第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五MC6845的使用實(shí)例滾動顯示：DIRECTION：為０時，向下滾行，為１是向上滾行行指針COUNT:為０時開始向下滾行，為１１６時開始向上滾行BASE:保存起始地址寄存器R12，R13的值。滾行時，作＋４０的修改起始寄存器R12，R13的修改地址索引寄存器：選擇寄存器號１２，１３對起始寄存器進(jìn)行寫入新值＜＜第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五七、IBMPC/XT的顯示器接口板單色顯示器接口板>>彩色顯示器接口板>>第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五單色顯示器接口板結(jié)構(gòu)MC68454K字節(jié)的顯示存儲器＞＞8K字節(jié)的字符發(fā)生器功能:將待顯示的字符內(nèi)容轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的視頻輸出信號送顯示器。端口:16個端口MC6845:地址索引寄存器和數(shù)據(jù)寄存器CRT顯示端口：控制和狀態(tài)端口打印機(jī)端口：數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)端口第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五顯示字符的存儲單元一個顯示字符占用２個字節(jié)的存儲單元ASCII碼：低位字節(jié)（偶地址單元）字符屬性代碼：高位字節(jié)（奇地址單元)＞＞對于顯示一屏（８０Ｘ２５）的字符需要：８０Ｘ２５Ｘ２＝４Ｋ顯示存儲器的起始單元：B0000H<<第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五<<第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五彩色顯示器接口板結(jié)構(gòu)工作方式端口使用編程第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五結(jié)構(gòu)MC6845方式選擇寄存器：決定顯示器接口板工作方式顯示存儲器(16K)：B8000~BC000H字符發(fā)生器(8K)定時器彩色編碼器：將點(diǎn)陣碼與配色器輸出產(chǎn)生相應(yīng)的三基色，送彩色顯示器。第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五工作方式字符方式：顯示存儲器存放ASCII碼，通過轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的點(diǎn)陣碼，最終輸出串行視頻信號送顯示器。顯示存儲器按在屏幕上顯示的位置存放相應(yīng)的字符的ASCII碼及其屬性。圖形方式顯示存儲器存放的是顯示圖形的顯示代碼，可直接將顯示存儲器的內(nèi)容送串行化電路，經(jīng)彩色編碼器輸出顯示信號。屏幕上１個象點(diǎn)對應(yīng)于顯示存儲器中相應(yīng)的若干個二進(jìn)制數(shù)位。第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五端口第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五使用編程（１）初始化：對MC6845內(nèi)部寄存器預(yù)置參數(shù)。４０字符／行Ｘ２５行８０字符／行Ｘ２５行圖形方式對MC6845內(nèi)部寄存器設(shè)置時兩個步驟：設(shè)置地址索引器值，輸出要讀寫的內(nèi)部寄存器號。（3D4H或3D0H）設(shè)