I/O设备
用户界面（键盘命令、系统功能调用）
设备驱动程序：送出与设备有关的命
令字，取回状态字
设备控制程序：控制设备操作
设备具体操作：信息转换
调用I/O
设备
§ 键盘
硬件扫描键盘
1.组成
1)、键盘矩阵：如128键的键盘>816,每键一个7位的
位置码
8行：三位编码
16列：4位编码 0
1
2
7
0 1 2 15
2)、计数器（7位）
在振荡器控制下轮流
对128个键查询
高3位经行译码扫描键盘
低4位经列译码送比较器
3)、符合比较线路：对列译码输出与键盘列线输出进行
比较
4)、ROM
单元地址：字键位置码
单元内容：字键ASCII码
由ROM输出的键码，经接口芯片送CPU
2、转换过程
例：第1行第2列字键补按下，位置码：0010010
扫描第1行，该行加低电平，第2列输出为低，与低4位列译
码输出比较符合
比较器 锁定脉冲 停止振荡计数 位置码
ROM ASCII码 接口 CPU
由硬件逻辑对字键位置编码，通过硬件扫描方法查找按键，
并转换为ASCII码
软件扫描键盘
1、定义：通过键盘扫描程序查找按键，并转换
2、扫描方法
1）、逐行扫描法：例，单板机用简易扫描键盘
+5V
0 1 2 3
0
1
2
3
1 0 1 1
(1)、键盘矩阵
(2)、扫描流程
按键、申请中断、CPU响
应、执行扫描程序
2）、行列扫描
例：IBC-PC键盘
(1)、键盘结构
行
译
码
键 盘
16行 X 8列
8048
T1
列 译 码
计数信号
(送行列译码)
扫描码
（送键盘接口）
(2)、工作过程
初始化(清接口R)
允许键盘工作
8048控制对键盘行列扫
描，获得按键扫描码
8048串行传送扫描码至
接口移位寄存器，
（串并转换）申请中断
中断处理：CPU执行键
盘中断处理程序
扫描码 ASCII码
瞬时清除键盘
允许键盘重新工作
中断处理
程序功能
行列扫描法：
先逐列为“1”，步进扫描，判别哪列有键按下，再逐行为
“1”步进扫描，判哪行有键按下。
两次扫描结果形成按键扫描码。
§ 显示设备
发光器件：CRT，LED
光调调制器件（LCD）
显示器件
显示器适配器
组成
CRT显示器的显示方式和常见显示规格
字符/数字(A/N)方式：以字符为基本显示单位
图形(APA)方式：以点为基本显示单位
显示方式
A/N：一帧显示的字符数，字符行数 X列数
APA：一帧显示的点数，线数 X 线上的点数
如：200线 X 360点，640X800等
分辩率
显示色彩
分辩率
显示规格
光栅扫描成像原理
1、CRT结构（图见P298， - 1）
视频信号放大系统，电子桦，扫描偏转系统，荧光屏等几部分
2、扫描方式
随机扫描：无固定扫描路径
光栅扫描：扫描路径固定
1）、水平偏转线圈加锯齿波电流，形成水平扫描线（行扫
描）
3、光栅的形成
水平扫描
水平回扫
垂直回扫
消隐
2）、垂直偏转线圈加锯齿波电流，使扫描线垂直移动
（场扫描）
4、频率关系
一个场扫描锯齿波内完成一帧的行扫描
fx = S fy
行频
一帧扫描线数 场频
Ix
正程 回
扫
tIx
正程 回扫
t
帧频不低于25HZ
逐行扫描：一帧一遍扫完：场频=帧频
隔行扫描：一帧二遍扫完：场频=2 X 帧频
5、一帧画面的组成
位置（x偏转，y偏转） 水平同步，垂直同步
亮度（y调逃） 视频信号（脉冲串）
颜色：红、绿、兰三基色控制
象点
6、字符点阵的形成与屏幕组织
字符点阵图形
1）、字符发生器
产生字符点图形的器
例：2513芯片，64种字符，5 X 8
ROM
64 X 8 X 5
扫描线序号
低3位地址
字符编码高6位地址
输出（5位）
一个字符的点
阵存放在ROM
中连续的8个单
元中
11111
00100
00100
00100
00100
xxxxxx000
xxxxxx001
xxxxxx010
xxxxxx110
xxxxxx111
扫描线序号
字符编码
ROM
字符发生器
2）、扫描顺序：一行所有字符逐线扫描
3）、间隔
如PC机：字符点阵 7X9
字符区 9X14
横向间隔2点，纵向间隔5点
屏幕显示和显示缓冲存储器的对应关系
1、VRAM的内容和容量
1）、字符方式：内容：一帧字符的编码
容量：设分辩率为25X80，一字节放一字
符编码，容量=25X80 = 2KB
2）、图形方式：内容：一帧图形点阵的代码
容量：设分辩率为640X200，一位存放一
点，容量=640X200/8 = 16KB
ABCDEFGH…….
2、属性信息与属性缓存
字符属性：闪烁，前景，背景，下划线
属性缓存容量与字符缓存容量相同
图形属性：颜色，容量与色彩数量及分辩率相关
分辩率不变：颜色越多，需要的缓存容量越大
缓存容量不变：颜色越多，分辩率越低
3、缓存地址组织
屏幕显示从左至右，从上而下
缓存地址安排从低到高
1)、字符方式：设分辩率为：25
X80。则显示缓存中前80个单元中的
字符编码经字符发生器显示在屏幕的
第0行，由此类推。
0 1
80
2)、图形方式：屏幕上的点由左至右，由上到下对应缓
存单元从地址码由低到高的各位。
如为单色：一个单元的8位可以对应8个象素点
如为彩色：则由色彩数量确定。
4、信息的转换
1)、字符方式：首先从缓存中取出字符编码，将字符
编码与CRT控制器提供的扫描时序分别送入字符发生器地址
高端和低端，取出字符的该扫描线上的点阵代码，控制显
示
VRAM ROM 移位寄存器
字符编码
扫描时序
一行点阵代码
并
视频信号（串）
显示头
VRAM ROM
A编码
N编码
D编码
AND……...
A点阵
Xxx..x000
…..
xx…x111
B点阵
D点阵
N点阵
Xxx..x000
…..
xx…x111
Xxx..x000
…..
xx…x111
扫描线序号字符编码
移
位
寄
存
器
并 串
设字符点阵为5X8，扫描第一线时先
取出ROM中字符A在0线上的点阵显示，
再取出字符N在0线上的点阵显示…..，
该线所有字符扫描完成后，又扫描该行所
有字符第一线点阵。由此类推…..
2)、图形方式
VRAM 移位寄存器
象点代码
并
视频信号（串）
显示头
扫描同步
5、同步控制
7
9
2
5
字符计数
点计数
线
计
数
行
计
数
0
行
24
行
0列 79列
1)、字符方式
例：分辩率：25X80
字符点阵：7X9
字符区：9X14
(1)、点计数分频：提供某一线上一个字符所需点的计数
是读VRAM和ROM的一个依据，（7+2）：1.
(2)、字符计数分频：对一行字符数计数，（80+l):1.
用于产生水平同步（计数完成后水平回扫）。
(3)、线计数分频：对一行字符所需扫描线计数，是读
ROM的一个依据。（9+5）：1.
(4)、行计数分频：一帧字符行计数，（25+M）：1。
用于产生垂直同步（计数完成后垂直回扫）。
VRAM的地址由行计数和字符计数决定
ROM的地址由字符编码和线计数决定。
点计数器 字符计数器 线计数器
点频(主频)
9：1 (80+l)：1 14：1
读VRAM
读ROM 提供缓存
(VRAM)列地址
(低位地址)
发水平
同步
提供ROM
行地址
行计数器
(25+m)：1
帧频
提供缓存
(VRAM)行地址
(高位地址)
发垂直
同步
2)、图形方式
例：设分辨率为：640点X200线
（1）、点计数分频：8：1.（读VRAM)
（2）、字节计数分频：（80+L）：1.(发水平同步）
（3）、线计数分频：（200+M）：1.（发垂直同步）
6、显示控制器的逻辑框图
地址选择开关 VRAM
显示器
控制器
ROM
移位寄存器
视频信号
处理逻辑
CPU地址
行同步，场同步
光标等
CPU控制
信号
加亮
视频信号
水平同步
垂直同步
1)、初始化：预置显示方式和显示格式
2）、CPU访问VRAM，送显示内容
3）、显示器控制器控制同步访存和屏幕扫描
工作过程：
§ 打印设备
打印设备分类
1、工作方式：
串行打印：逐字打印
并行打印（行式打印）：逐行打印
2、印字方式
击打式：通过机械击打方式印字。
非击打式：通过非机械运动方式印字。
3、字符的产生方式
字模式：用固定字模表示字符
点阵式：用点的矩阵表示字符
点阵式打印机
1、针打的打印方式
字符方式：字符编码 ROM 字符点阵代码
（按列组织并行） 打印针 字符
图形方式：图形点代码（并） 打印针 图形
2、基本结构
1）、打印头（图见P313）
组成：电磁铁，打印针，导向部件，复位部件
2）、印字原理
在电磁铁线圈中加电流，驱动打印针移动，印字
通电 磁铁上产生磁场 吸合衔铁 压缩弹簧
针击打
断电 磁场消失 释放衔铁 弹簧反弹
针复位
3）、针的排列：
9针
导
板
24
针
导
板
偶数针
奇数针
一次打印一列
矩阵
两次打印一列
矩阵
4）、其它机械装置
小车横移机构（带动打印头移动），走纸机构，色带，
保护装置（卡纸，缺纸时发出报警信号）
5）、打印机控制器
处理器：执行打印机主控程序
RAM:字符缓冲区
局部存储器
ROM：字符点阵发生器
电机驱动：横移，走纸。
入/出端口：输入数据，输出状态
数据锁存器：将一列点阵代码送打印头
3、打印过程
加电进行初始化
1）、初始化
联机进入初始化
操作：设置入/出端口的工作状态、检查有关部件正常否
2）、接收代码
打印机控制器申请中断，主机执行中断处理程序，向
打印机传送字符代码。
控制字符：转功能码处理程序
打印字符：字符代码 ROM 打印码缓冲区打印码
接收一字符转打印
接收满或接收完一行转 打印
3）、打印处理
调用打印中断子程序，实现打印。
每打印一个字符或一行字符，打印机申请中断，主机
继续送数，打印机打印，直至整个打印结束。
复习提纲
1、键盘扫描方式和键码转换过程（掌握硬件扫描，
软中任一种）
2、CRT显示器成像原理，字符与图形两种显示方
式下，屏幕显示与缓存对应关系。（缓存内容、
容量计算、同步计算器的设置和分频关系，缓存
中的信息如何转换为屏幕上的字符或图形
3、打印机字符打印过程（字符发生器在打印机中
与显示器中有什么不同）
