7输入输出
西安电子科技大学_计算机组成原理第7章输入输出IO系统_课件PPT
7.2 外部设备：习题
设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量 60MB，磁盘旋转一周的时间为25ms，每磁道有8个扇 区，各扇区间有一间隙，磁头通过每个间隙需1.25ms。 则磁盘通道所需最大传输率是_____。
A. 10MB/s
B. 60MB/s
C. 83.3MB/s D. 20MB/s
14
7.3 I/O接口(I/O控制器)：习题
在统一编址的情况下，就I/O设备而言，其对应的I/O 地址说法错误的是_____。 A. 要求固定在地址高端 B. 要求固定在地址低端 C. 要求相对固定在地址的某部分 D. 可以随意在地址的任何地方
7 第 章 输入输出(I/O)系统
7.4 I/O方式
2021年9月3日 21:40:22
7.4 I/O方式
程序查询方式 实现简单；CPU与I/O设备只能串行工作。
程序中断方式 中断的基本类型 按中断源的位置： 内中断 外中断 如何得到中断服务程序的入口地址： 向量中断: 由中断事件自己提供(硬件向量法) 非向量中断：由CPU查询得到(软件查询法)
19
7.4 I/O方式
程序中断方式
中断的过程：
中断请求：由中断源发出
中断响应：每条指令执行阶段结束前，未屏蔽
断点保护（硬件完成） 中断判优
PUSH PSW 关中断: IF=0; TF=0
中断源识别
PUSH CS
获得中断服务程序首地址 PUSH IP
中断处理
PUSH regs STI （选） 中断处理
一台字符显示器的VRAM中存放的是_____。
A. 显示字符的ASCII码
B. BCD码
C. 字模
D. 汉字内码
第7章控制系统接口技术输入输出通道ppt课件全
2. DAC1210芯片及接口电路（续）
DAC1210与计算机总线的连接如图7.17所示，由于片内有两级缓冲锁
存器，直接与计算机总线连接。高8位数据输入线DI4～DI11连接数据总线的 D0～D7；低4位数据输入线DI0～DI3连接数据总线的D4～D7。电流型输出接
运放A1，输出负极性电压，经运算放大器A2进行反相，输出正极性电压。
PC 总
接
采样
保持器 多
V/I变换器
通道1
D/A
路
开
线
口
关
采样
保持器
V/I变换器
通道 n
图7.13 共享D/A结构
7.2.2 D/A转换器及其接口 模/数(A/D)和数模(D/A)转换技术是数字测量和 数字控制领域的分支。D/A转换器输入的是数字量， 经转换后输出的是量化的模拟量。有关D/A转换器的 技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性 度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（ 二进制或BCD码）等。
(MSB)
DI7
13 D Q
DI6
14
DI5 DI4
15 16
8位
DI3 DI2
4 5
输入
DI1 DI0
6 7 寄存器
DQ
(LSB)
ILE 19
1 2 17 18
DQ 8位 DAC 寄存器 DQ
当 当
8
12 8位
11 D/A
VREF IOUT2 IOUT1
寄存器 9
Rfb
3
AGND
Q=D 10 锁存数据
7.3 开关量输入接口技术
在计算机控制系统中，需要处理一些基本 的输入输出信号，即开关量（数字量）信号。 这些信号包括，开关的闭合与断开、继电器或 接触器的吸合与释放、指示灯的亮与灭、阀门 的打开与关闭和电机的启动与停止等。这些信 号都可以用二进制的 “1”和“0”来表示。
第7章输入输出习题参考解答
第7章思考题与习题参考答案1．计算机的I/O系统的功能是什么？它由哪几个部分组成？答：计算机的I/O系统，主要用于解决主机与外部设备间的信息通讯，提供信息通路，使外围设备与主机能够协调一致地工作。
计算机的I/O系统由I/O硬件和I/O软件两大部分组成。
其中I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
I/O软件包括：用户的I/O程序、设备驱动程序、设备控制程序。
2．I/O硬件包括哪几个部分？各部分的作用是什么？答：I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
系统总线的作用是为CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输提供通路。
I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的控制软件。
它用于在系统总线和外设之间传输信号，并起缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。
I/O设备的作用是为主机与外部世界打交道提供一个工具。
设备控制器用来控制I/O设备的具体动作，不同的I/O设备需要完成的控制功能不同。
3．什么是用户I/O程序？什么是设备驱动程序？什么是设备控制程序？答：用户I/O程序是指用户利用操作系统提供的调用界面编写的具体I/O设备的输入输出程序。
例如用户编写的用打印机输出文本的程序。
设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。
可以说相当于操作系统与硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。
设备控制程序就是驱动程序中具体对设备进行控制的程序。
设备控制程序通过接口控制逻辑电路，发出控制命令字。
命令字代码各位表达了要求I/O设备执行操作的控制代码，由硬件逻辑解释执行，发出控制外设的有关控制信号。
4．说明设计I/O系统的三个要素的具体内容。
答：设计I/O系统应该考虑如下三个要素：①数据定位： I/O系统必须能够根据主机提出的要求进行设备的选择，并按照数据在设备中的地址找到相应的数据。
第7章 输入输出系统与接口
计算机通过输入设备获取来自外部的信息。 计算机通过输出设备把处理结果显示出来。
第2页
2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1 接口电路概述 7.1.1 接口基本概念
输入设备：输入信息 输出设备：送出结果 输入设备
各设备的组成 结构、电气性 能和工作原理 各不相同
键盘、鼠标、扫描仪、磁带机、磁盘机、光盘机、 解调器、A/D转换器 输出设备 显示器、打印机、绘图仪、磁带机、磁盘机、光盘 机、调制器、D/A转换器
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第7章
输入输出系统及接口
7.1.3 接口信号
与计算机交换的信息 数据信息、状态信息和控制信息 。 1．数据信息
数字量 、模拟量 、开关量 2．状态信息
外设发送给计算机，反映外设工作状态 有BUSY和READY
3．控制信息 计算机发送给外设，控制外设的工作
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2．输出指令
第7章
输入输出系统及接口
7.3 输入输出的数据传送方式
计算机与I/O接口间的数据传送即数据交换。 数据传送的控制方式 程序直接控制传送方式、中断方式、DMA方式和 I/O处理机方式
7.3.1 程序直接控制传送方式
定义：是指在程序控制下进行的数据传送，通常是 在用户程序中安排一段由I/O指令和其它指令组成的 程序段，直接控制I/O接口的输入/输出操作。
目标寄存器为AX时，读取16位数据 直接寻址 端口地址n只能为8位地址信号，最多可以访问 28=256个不同的端口。对应指令有： IN AL, n ;AL←(n) IN AX, n ;AX←(n)
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计算机组成原理(第七章 输入输出系统
第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、外围设备的寻址1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。
2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。
3．CPU与外围设备进行通信有三种类型：（1）CPU向外围设备发出操作控制命令。
（2）外围设备向CPU提供状态信息。
（3）数据在CPU与外围设备之间的传递。
历年真题1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。
（2002年）【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。
统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。
由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。
【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。
二、外围设备的定时1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。
2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。
程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。
历年真题1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。
（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。
程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。
cha7输入和输出
7.3.2 8255A可编程并行I/O口的扩展
可编程I/O扩展：具有状态寄存和命令寄 存的功能，通过软件编程方式，确定扩 展芯片的工作方式。
典型芯片：8255A，8155。
并行接口芯片8255A
➢ 8255A是Intel公司生产的通用可编程I/O接口电路。 采用＋5V电源供电,具有40条引脚。
两个控制字以D7位状态作为标志： ➢ D7=1，为端口工作方式控制字； ➢ D7=0，为C口置位/复位控制字。
（1）方式控制字，格式如下：
图：8255A的方式控制字
举例
要求：
➢ A端口：方式1输入
➢ C端口上半部：输出，C口下半部：输入
➢ B端口：方式0输出
方式控制字：10110001B或B1H
7.1.2 I/O数据的几种传送方式
为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须 根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。
I/O数据传送的几种传送方式是： 1、程序传送 2、中断传送 3、直接存储器存取（DMA）传送
1、程序传送
CPU与外部设备间的数据传送在程序控制下进行的一 种方式，分为条件传送和无条件传送。
;读入C口信息
JB ACC.7,LOOP2
;BUSY=1?
MOV DPTR,#0FF7CH ;送A口地址
MOV A,@R1
;取数
MOVX @DPTR,A
;数据送A口
INC R1
MOV DPTR,#0FF7Fh ;送控制寄存器地址
MOV A，#00H
;送C口复位控制字
MOVX @DPTR,A
;使PC0=0
（1）无条件传送方式
外部设备总处于“准备好”状态，无需测试，随时 可以传送数据。用于工作速度非常快和非常慢时。
Inputoutput7输入输出
Types of I/O
• Programmed I/O • Interrupt-driven I/O • Direct memory access (DMA)
• A keyboard can be polled to determine if a key has been struck and a code is waiting to be read
• Useful when there are a lot of similar devices connected to one system (e.g., hundreds of terminals)
Data I/O data bus Address I/O address bus Control I/O control bus I/O module I/O module I/O device CPU
ITEC 1011
I/O device
I/O device
Introduction to Information Technologies
p. 236 ITEC 1011 Introduction to Information Technologies
Memory Map
FFFF
I/O
Memory
0000
ITEC 1011 Introduction to Information Technologies
A Previous Question
7. Input / Output
工业机器人编程与集成技术 4-7输入输出命令
数字输入输出命令输入输出命令是用来和外部设备进行信号交换的。
在安川机器人的控制柜的下方，有四个信号连接器，每个连接器接口都和一个端子台相连，这上面的每一个端子都有自己的编号。
根据这些端子的编号就可以进行编程了。
比如说我用来演示的机器人上，控制吸盘的信号是OT#18。
一、数字输出Dout命令数字输出的命令是Dout。
数字信号的特点是，只有两个状态，在安川机器人用ON和off来表示，即打开和关闭。
输出信号的类型可以是一个点，也就是一位，用OT表示。
比如吸盘真空的打开和关闭。
也可以同时输出4位数据，用OGH表示，如果要同时输出8位则要用到OG。
现在有这样一个任务，使用吸盘将一个棋子从程序点1位置搬运到程序点2位置。
显然除了要使用移动命令控制机器人的轨迹以外，还需要对吸盘进行控制。
这里就需要对一个输出信号进行控制。
在机器人中已经设定好了一个信号OT#（18），用来控制吸盘真空的打开和关闭。
下面我们来演示一下控制的过程。
首先我们将机器人移动到棋子的上方，注意不要直接接触到棋子。
然后登陆一条关节插补命令，不要忘了插补命令的登录方式，需要先按住安全开关，然后再按回车键然后移动机器人使吸盘和棋子充分接触，注意速度不要太快，否则容易发生碰撞。
到达棋子的吸取位置后，再登录一条直线插补命令，速度设定慢一些。
然后打开命令一览，在IO类别中，选择DOUT命令在输入缓冲区中将输出信号编号修改为18。
后方的状态通过按”选择键“可以在ON和off之间切换，在这里我们选择ON。
设定完毕后，按下回车键登录命令。
那么当执行这条命令以后，吸盘真空会打开。
接下来一步很重要，吸盘真空打开到吸住棋子，需要一定的时间，所以必须要在这里加一个延时。
在命令一览中选择控制类别，选中TIMER，就是定时器。
然后修改定时时间，在这里延时1s。
然后回车，登录命令。
然后我们使用一条直线插补命令将棋子提起到合适的高度。
然后再使用直线插补，将机器人移动到放置棋子位置的上方。
第7章 流式输入输出
第7章
流式输入输出
第7章 流式输入输出
学习目标
java流式输入/输出原理
java基本I/O流类型 字节流和字符流 节点流和处理流 Java命令行参数和系统属性 标准I/O，文件I/O
第7章 流式输入输出
Java I/O基本原理
为进行数据的输入/输出操作，Java中把不同的输入/输出
Memory Array
Memory String
Pipe
PipedReader
PipedWritຫໍສະໝຸດ rPipedInputStream
PipedOutputStream
第7章 流式输入输出
节点流应用举例--文件复制
import java.io.*; public class Test7_1 { public static void main(String[] args) { try { FileReader input = new FileReader("Test7_1.java"); FileWriter output = new FileWriter("temp.txt"); int read = input.read(); while ( read != -1 ) { output.write(read); read = input.read(); } input.close(); output.close(); } catch (IOException e) { System.out.println(e); } } }
第7章 流式输入输出
I/O 流的链接
第7章 流式输入输出
处理流(Processing Streams)
第7章 输入输出流
第7章 输入输出流
第7章 输入输出流
(2)返回流是否处于正常状态 :int fail() const; 该函数返回failbit状态，以判断流操作是否失败。failbit表 示发生流格式错误，但缓冲区中的字符没有丢失。这种错误通常 是可以修复的。 (3)判断流是否正常 int good（）const; int operator void *（）； 上述两个函数的功能相似，如果eofbit、failbit和badbit全 部都没有被置位[即均为 0，读写正常（即符合读取和写入的类 型)，没有文件末尾]，则返回1 (true),否则返回0 (false)。
第7章 输入输出流
C++程序设计
第7章 输入输出流
第7章 输入输出流
流类简介 标准流对象 控制 I/O 格式 调用cout的成员函数 调用cin的成员函数
本章内容
第7章 输入输出流
第一节 流类简介
常考知识点： C++流的基本概念 iostream中流类库的基本概念 主要头文件的基本功能 提取运算符>>的使用 插入运算符<<的使用
(1)返回流是否结束： int eof() const; 函数返回eofbit的值。当文本文件结束时，在输入流中会 自动设置eofbit。在应用程序中可以用eof( )函数测试是否到达 文件尾，当文件操作结束遇到文件尾时，函数返回1;否则返回0。 在标准输入流cin中，可以通过按下〈Ctrl+Z〉组合键表示 输入流的结束。
第7章 输入输出流
（3）设置和返回输出宽度 int width(int nw); 该函数将下一个输出项的显示宽度设置为nw。如果nw大于 数据所需宽度，则在没有特别指示时数据采用右对齐方式。如果 nw小于数据所需宽度，则nw无效，数据以默认格式输出。函数 width()的设置没有持续性，输出一项数据后自动恢复为系统默 认设置。
硬件7-输入输出接口
3、电气特性：每条线上的信号传送方向、有效电 平范围。 4、时间特性：每条线上的信号在什么时间上有效。
总线带宽：总线本身所能达到的最高传输速率。
总线带宽是衡量总线性能的重要指标，
单位：兆字节每秒(MB/s)。
【例】(1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字 节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周 期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是多少? (2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线 时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?
(3)外部总线:主机与外部设备以及计算机与计算机之 间使用的总线。
7.4.2 总线标准
相同的指令系统，相同的功能，不同厂家生产的各功 能部件在实现方法上几乎没有相同的，但各厂家生产的相同 功能部件却可以互换使用，其原因在于它们都遵守了相同的 系统总线的要求，这就是系统总线的标准化问题。
1、物理特性：指总线的物理连接方式，包括总线 条数、连线的插头、和插座形状、引脚排列方式 和次序等。
7.2.3 直接存储器访问——DMA方式
前两种方式以CPU为中心，占用CPU时间，DMA
方式以内存为中心，由专门的 DMA控制器向CPU请
求并接管总线的控制权，但需要利用系统的地址、
数据和控制总线。
一、 DMA方式的定义
直接存储器存取方式——DMA（Direct Memory Access）方式，是一种没有CPU参与的、在高速外 设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式。
路
CR
控制 寄存器
数据 状态 控制
I/O 设备
都由数据 总线传送
一、组成
寄存器组、控制逻辑电路、主机与接口和接口与I/O设备之 间的信号联接线、地址线、数据线等信号线。
(初一数学)第7章输入输出
对于函数 (f(x) = x^2)，当输入 (x = 2) 时，输出结果为 (4)。
方程输入
总结词
方程的输入和输出是解决方程问题的关键。
详细描述
方程是数学中描述等量关系的工具。方程的输入是指已知的等量关系和未知数的取值范围，而输出是指解得的未知数 的值。通过对方程进行输入和输出的计算，可以找到满足等量关系的未知数。
输入格式
文本、图像、音频、视频 等，根据处理需求选择合 适的输入格式。
输出基础
输出设备
显示器、打印机、音响等， 用于将处理结果呈现给用 户。
输出方式
文本、图像、音频、视频 等，根据需求选择合适的 输出方式。
输出格式
PDF、Word、Excel、 PPT等，根据不同需求选 择合适的输出格式。
输入与输出的关系
本章重点回顾
输入输出与其他章节的联系 与前序章节的关联知识点
与后续章节的关联知识点
学习建议与思考题
学习建议
深入理解输入输出的概念和作用，掌握基本类型 和格式
通过实际应用案例，理解输入输出的应用场景和 优势
学习建议与思考题
• 结合其他章节的知识点，形成完整的知识体系
学习建议与思考题
思考题
1
2
1. 什么是输入输出？它在数学建模中的作用是什 么？
例子
对于代数表达式 (2x + 1)，当输入 (x = 5) 时，输出结果为 (11)。
函数输入
01
总结词
理解函数的输入和输出是掌握函数性质的基础。
02 03
详细描述
函数是数学中描述变量之间关系的工具。函数的输入是指自变量的取值， 而输出是指因变量的取值。通过观察函数的输入和输出，可以了解函数 的性质，如单调性、奇偶性等。
arm7单片机编程实例,ARM7之输入-输出端口GPIO编程教程
arm7单片机编程实例,ARM7之输入/输出端口GPIO编程教程一、输入/输出端口GPIO编程一（01）、一位数码管静态显示（通过74HC595实现）1、管脚连接模块首先介绍一下LPC2106的相关的管脚~~特性：可以实现独立的管脚配置应用：管脚连接模块的用途是将管脚配置为需要的功能（这一章节主要就是介绍GPIO功能~~别的会在接下来的章节中分别予以介绍~~）描述：管脚连接模块可以使所选管脚具有一个以上的功能。
配置寄存器控制多路开关来连接管脚与片内外设。
外设在激活和任何相关只读使能之前必须连接到适当的管脚。
任何使能的外设功能如果没有映射到相应的管脚，则被认为是无效的。
寄存器的描述：管脚连接模块包括两个寄存器：管脚功能寄存器0：（PINSEL0）PINSEL0寄存器按照下表当中的设定来控制管脚的功能。
IODIR寄存器中的方向控制位只有在管脚选择为GPIO的功能时才有效（也就是本章要讲述的）。
对于其它功能，方向是自动控制的。
管脚功能寄存器1：（PINSEL1）PINSEL1寄存器按照下表来设定控制管脚的功能。
IODIR寄存器中的方向控制位只有在管脚选择GPIO功能时才有效。
对于其它功能，方向是自动控制的。
在复位时拉低DBGSEL时，只要管脚P0.17-P0.31的功能控制有效。
管脚功能寄存器值：PINSEL寄存器控制器件管脚的功能。
如下图。
每一对寄存器位对应一个特定的器件管脚。
只有当管脚选择为GPIO功能时，IODIR寄存器的方向控制位才有效。
其它功能的方向是自动控制的。
每个派生期间通常具有不同的管脚分布，因此每个管脚可能有不同的功能。
2、GPIO特性：1）单个位的方向控制2）单独控制输出的置位和清零3）所有I/0口在复位后默认为输入应用：1）通用I/0口2）驱动LED或者其他指示器3）驱动片外器件4）检测数字输入管脚描述：寄存器描述：GPIO包含4个寄存器，如下表：GPIO引脚值寄存器IOPIN：GPIO输出置位寄存器IOSET：GPIO输出清零寄存器：GPIO方向寄存器：然后就是今天要做的实验：一位数码管的静态显示用IAR for ARM就是调不好~~换用了Keil浪费我大把时间了早知道就早用Keil了回头还得再调试一下IAR然后就是程序了~~MDK1_1.c（先是主程序吗~~你懂得）//------------------------------------------------------------------------------//LED数码管显示//通过I/O模拟同步串行接口与74HC595进行连接，控制74HC595驱动LED数码管显示//------------------------------------------------------------------------------#includelpc210x.htypedef unsigned long uint32;typedef unsigned char uchar;#define SPI_IO 0x00000150 //SPI接口的I/O设置字uchar const seg［］={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0.82，0xf8，0x80，0x90，0x88，0x83，0xc6，0xa1，0x86，0x8e};//------------------------------------------------------------------------------//延时函数void delay（uint32 z）{uint32 i;for（;z》0;z--）for（i=0;i《50000;i++）;}//------------------------------------------------------------------------------//mainint main（）{uchar i;PINSEL0=0X00000000;PINSEL1=0X00000000; //设置左右引脚连接GPIOIODIR=SPI_IO; //设置SPI控制口为输出~~由于这是模拟的，所以需要自己设置方向位while（1）{for（i=0;i《16;i++）{HC595_send_data（seg［i］）;delay（1）;}}}74HC595.c//------------------------------------------------------------------------------//74HC595模拟SPI通信，便于调用#includelpc210x.htypedef unsigned long uint32;typedef unsigned char uchar;#define SPI_CS 0x00000100 //P0.8模拟片选#define SPI_DA 0x00000040 //P0.6模拟数据传输口#define SPI_CLK 0x00000010 //P0.4模拟CLK//------------------------------------------------------------------------------//向74HC595发送一个字节函数（发送数据时，高位在前）//还是大概介绍一下74HC595吧：//74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。
第7章 new-输入输出设备
教学内容安排•第一章绪论•第二章数码系统•第三章运算方法和运算器•第四章存储系统•第五章指令系统•第六章中央处理器•第七章输入输出设备•第八章输入输出系统第七章中央处理器•键盘•显示器•打印机教学重点和难点•键盘，显示器第七章输入输出设备键盘•编码键盘•采用硬件编码电路直接将按键产生的相应代码（内码／ASCII）输入主机。
–优点：响应速度快–缺点：硬件结构复杂–适用：小键盘第七章输入输出设备键盘•编码器–实现编码功能的电路•编码器功能–从m个输入中选中一个,编成一组n位二进制代码并行输出。
•编码器特点–多输入、多输出组合逻辑电路。
–在任何时候m个输入中只有一个输入端有效（高电平或低电平）对应有一组二进制代码输出。
第七章输入输出设备键盘•非编码键盘按键排成m*n矩阵，通过固定的按键位置查表求得该键对应的ASCII码。
该过程由软件实现。
–逐行扫描法–行列扫描法（反转扫描法）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧）发光二极管显示器（）等离子显示器（）液晶显示器（）阴极射线管显示器（LED PD LCD CRT •显示器–按显示器件分类–按功能分类⎪⎩⎪⎨⎧图像显示器图形显示器字符显示器第七章输入输出设备显示器第七章输入输出设备显示器•CRT显示器–CRT显像管–CRT显示器的扫描方式•随机扫描•光栅扫描–逐行扫描–隔行扫描•单色CRT显像管第七章输入输出设备显示器第七章输入输出设备显示器•显示器中的相关术语–单色和彩色–分辨率–灰度级–刷新和刷新存储器–随机扫描–光栅扫描•逐行扫描•隔行扫描•点阵式字符发生器的工作原理7%9个点组成的矩形范围内给出一个英文字母A ，在计算机内，可以用9个字节来表明这一情形，这9个字节的值分别为16进制的10、28、44、82、82、FE 、82、82和00；第七章输入输出设备打印机第七章输入输出设备打印机•打印机•打印机的分类–针式打印机–喷墨打印机–激光打印机。
PA0PA7输入输出口A的信号线...
cw6163普通车床数控系统改造设计Cw6163普通车床微机数控化改造摘要:随着生产技术的发展,对数控技术及其产品的性能要求越来越高。
这就要求现代的机床具有高效率、高柔性、低成本等优点,以满足生产发展的需要。
我们必须对车床进行改造。
首先,根据设计任务和要求提出数个总方案,进行综合分析、比较和论证。
最后确定一个可行的总体方案。
从而确定了系统的运动方式、伺服系统等等。
在此基础上,对伺服系统机械部分进行详细的设计、计算。
最后,根据总体方案及机械结构的控制要求,确定硬件电路的总体方案。
改造后的数控车床的主要性能和结构与相应的普通机床类似,但数控化后增加了自动化程序、功能有所扩展、结构也有了改进。
关键字:数控技术、车床、改造。
Cw6163 microcomputer numericalrebuilding of common latheAbstractDuring the development of production technology, we will need higher and higher ability of numerical control technology and its productions. So the machine tool should have many advantage, such as high efficiency,high flexibility, low cost and so onIn order to satisfy therequest of production development, we must improve our lathe.First, Introduce several total programs according to the task and request of design. And I analyse and compare and argue the programs. At last I make sure the best program.So I can confirm the way of systematic movement 、servo-system and so on .on this base I have a careful design and count to servo-system and machine parts. At last according to the total program and control require of machine construction, I make sure the total program of hardware circuit and draw fabric design.Above all, after the rebuilding the main ability and construction of numerical latheis same as the usual lathe. But the numerical lathe may increase the automatism program and enlarge the function and rebuild the constructionKeywords: numerical control technology, lathe, rebuilt.目录摘要Abstract绪言总体方案的确定第一章系统运动方式的确定第二章伺服系统的选择第三章计算机系统的选择第四章机械传动方式的确定第二篇CK6163纵向伺服系统设计及计算―――――――――------------7第一章确定脉冲当量第二章计算切削力第三章滚珠丝杆副的设计、计算和选型―――――――――――-------8第四章传动元件的设计、计算及选用―――――――――― ------ 11第五章步进电机的计算与选型――――――――----------------12第三篇经济型数控钻床工作台Z向伺服系统的设计及计算------------22第一章选择脉冲当量第二章计算切削力――――――――――――第三章滚珠丝杆副的设计、计算和选型工作台 --------25第四章传动元件的设计、计算及选用第五章步进电机的计算与选型第四篇 CK6163微机数控系统硬件电路设计 ----------------33 第一章控制系统的功能第二章系统电气控制的结构框图第三章中央处理单元CPU和存储器的选择及它们之间的连接电路---34第四章译码电路的设计第五章 I/O接口电路及辅助电路设计第六章键盘显示器接口电路第七章步进电机接口及驱动电路第八章其它辅助电路第九章 CK613微机控制系统硬件电路原理图 ------------ 52第十章典型零件的加工工艺结论致谢参考文献第一篇数控系统的总体方案的拟定系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位/直线系统和连续控制系统。
PIC07输入输出端口的基本功能
LOOP1 DECFSZ DATA2,1 ;DATA2-1 →DATA2，
;若为0则跳转
GOTO LOOP1
DECFSZ DATA1,1 ; DATA1-1 →DATA1，
Hale Waihona Puke ;若为0跳转GOTO LOOP0
RETURN
END ;源程序结束
以下是用C语言编写的程序：
#include <pic.h> #define N1 13 #define N2 0xff static volatile bit PORTB0 @(unsigned)&PORTB*8+0; int DATA1,DATA2; main() {
图中端口RC外接8条支路，这8条支路构 成了端口RC的输出电路，其中8只电阻起限流 作用，保护端口引脚和发光二极管LED；LED 在高电平时发光。
图中还使用了端口RB的RB0口线作为外接 输入引脚。电阻R4为限流电阻，对RB0引脚起
保护作用；电阻R21为上拉电阻，将RB0电平拉 高；开关SW1用来人工输入低电平脉冲信号。
TRISC=0xff; TRISB=0xff; PORTC=0; check: if PORTB0==0 then goto check; DELAY(); if PORTB0==0 then goto check;
PORTC++; CHECK1 if PORTB0==1 goto CHECK1;
DELAY() if PORTB0==1 goto CHECK1; GOTO CHECK ; while(1) { }; }
设计按钮输入程序时，有一点需要注意，就 是必须处理按钮在按下或松开时存在抖动现象， 以免产生误判。
按钮的去抖动一般都是调用延迟程序来消除 抖动的。即在程序设计中，当查询到RB0上的首 次电平变化后，马上延迟τ(例如10ms)，待RB0上 的状态稳定后，再次查询确认，果真是按键动作 (按下或者松开)，方认定为有效，否则，判为干 扰脉冲。程序清单如下：
认S7-1200PLC输入输出接口电路
R1\C电路防触点抖动和噪声干扰
(二) 输出接口电路 为了适应不同负载的需要，输出接口电路有三种不同的电路形式，有继电器输出 （Relay），晶体管输出（DC）,晶闸管输出。
1．继电器输出接口Relay(可用直流或交流) 继电器输出是最常用的输出，端子外负载可采用直流或交流电源 继电器输出的PLC输出电压是交流5V-250V或直流5V-30V，输出电流是2A，负载是 DC30W，AC300W
输入输出电路作用 1.是传递信号。把外部信号通过输入单元 送入PLC，PLC把执行结果送出输出单元 来控制现场设备。 2.电平转换。一般CPU输出的电源是直流 5V,而I/O信号的输出电压是直流24V或交 流220V等，当两者进行通信时就需要I/O 模块进行电压转换 3.噪声隔离。通过I/O模块的光电耦合器防 止外部极端电压和干扰侵入导致CPU模块 的损坏或影响PLC的正常工作。
认 S 7 - 1 2 0 0 P L C 输入输出接口电路
S7-1200PLC输入/输出接口电路 PLC输入/输出接口电路是PLC的CPU与现场输入、输出装置间的桥梁
(一) 输入接口电路
驱动电源(DC24V或AC220V) 输入端子 光电耦合 内部电路 四大部分组成。
电源在PLC的外部，当输入开关闭合，电流从 电源正极通过输入端1M流入，经过发光二极 管、光电耦合器、I0.0、输入触点回到电源负 极。发光二极管装在PLC的面板上，来用显示 某一输入点的状态是否有信号输入；输入触点 可以是无源触点如按钮、开关、行程开关，也 可是有源开关，如接近开关或各类传感器等说明输出接口 电路组成和原理，继电器输出电路一般由内 部电路、继电器、输出端子、驱动电源组成 。当内部电路使KA触点接通，相当于输出 Q0.0闭合，输出回路负载得电工作。同时在 PLC的输出面板上有表示输出状态的发光二 极管。输出设备有指示灯、接触器线圈、电 磁阀等可与PLC输出端子相连，输出负载电 源由用户根据负载要求从电源种类（直流或 交流）、电压等级（直流24V或交流220V） 、容量等来配备。
2025届高考生物复习检测案7细胞的物质输入和输出
检测案7细胞的物质输入和输出[基础巩固练]考点一渗透作用的原理及质壁分离与复原实验1．[2024·江苏扬州中学校考]下列关于洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离及复原实验的叙述，正确的是()A．将洋葱鳞片叶内表皮细胞置于质量分数为0.3%的蔗糖溶液中不会发生质壁分离B．观察质壁分离实验时，用低倍镜找到观察对象并移至中央后换高倍镜C．将细胞置于质量分数为0.3%的蔗糖溶液中，原生质体的吸水能力逐渐增强D．质壁分离复原过程中，细胞壁与细胞膜之间的液体浓度高于外界液体2．[2024·北京海淀模拟]撕取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮，置于质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液中，显微镜下观察结果依次如下图。
下列相关叙述，不正确的是()A．图②中细胞发生了质壁分离现象B．将溶液再换为清水后，可发生②到①的变化C．图②中细胞壁与原生质层之间的液体是蔗糖溶液D．图中从①到②的变化是水分单向流出细胞造成的3．[2024·天津和平区统考]某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。
下列叙述正确的是(注：细胞的初始大小相对值记为1)()A．b～c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡B．c～d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内C．与b点相比，a点时细胞液的渗透压更大D．e时液泡的颜色比a时浅考点二物质进出细胞的方式4．[2024·九省联考·甘肃]Ca2＋在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2＋含量低会出现抽搐等症状。
下图是Ca2＋在小肠的吸收过程。
下列叙述错误的是()A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2＋的吸收B．Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输C．Ca2＋通过Ca2＋ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输D．Na＋Ca2＋交换的动力来自于Na＋的浓度差，属于被动运输5．[2024·九省联考·贵州]为探究某植物对镉(Cd2＋)跨膜运输的方式，在一定Cd2＋浓度的培养液中水培，设置4组实验：对照组(Ⅰ)、加入Ca2＋通道抑制剂(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K＋通道抑制剂(Ⅳ)，培养一段时间后，测定叶组织中的Cd2＋含量，结果如图所示。
第七输入输出接口.
基本概念
I/O接口： 是介于CPU和I/O设备之间，把CPU和I/O设备连接起 来，是CPU和I/O设备的桥梁。 CPU和I/O设备通过I/O接口进行信息交换，从而协调 一致工作。
7
输入输出（I/O）接口
CRT显示器
I/O 接 口 板 组
主机板 微处理器
ROM
RAM
系统 总线
打印机 磁盘驱动器 网卡
格式：IN AL/AX , SRC
功能：CPU从指定端口读入数据，送到AL或AX
I/O接口
AX/AL CPU
I/O端口 I/O端口 I/O端口 ……. I/O端口
I/O设备
7.1.1 输入输出（I/O）的基本方式
格式：IN AL/AX , SRC ；不影响标志位
功能：CPU从端口（寄存器）读入数据，送到AL或AX SRC有两种寻址方式： 1. 直接寻址。SRC为端口地址，其范围为00H~FFH(0~255) 如： IN AL, 28H IN AX, 0F0H 2.
7.1.1 CPU与I/O设备通信
通信过程
输入过程 1. 2. I/O外设把数据送到I/O接口 I/O接口通过端口把数据送 进CPU 输出过程 1. 2. CPU把数据送到I/O 接口 I/O外设从I/O接口 中的端口中取数据
可见，CPU和I/O接口之间通信是通过I/O端口进行的。
7.1.1 输入输出（I/O）的基本方式
MODEM 鼠标
总线
协处理器
控制 逻辑
RT/COMS RAM
键盘
微机系统硬件组成图
7
输入输出（I/O）接口
在主机板上，与I/O接口有关的逻辑包括：
1. 支持访问扩充板上存储器操作的逻辑
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微机I/O端口地址配置
微机I/O端口地址配置（续）
Pentium系列微机的I/O地址配置都是对原先的PC机向上兼容的， 系统逻辑能正确处理ISA、PCI、AGP等类型设备的I/O访问。 现代微机的处理器提供对I/O空间的16位（A15～A0）寻址， 可寻址的端口数：65536个（字节端口）、 32768个（16位半字端口）、 16384个（32位字端口）、 8192个（64位双字端口）， 由系统逻辑译码形成访问I/O空间的选通地址。 下表列出了现代微机I/O端口的典型定义情况（不同类型的微机可 能存在一些小的差异）。
微机原理
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用IN指令可以从一个数据寄存器输入数据或 从状态寄存器输入接口和外设的状态。 用OUT指令用来输出数据或给一个指定的 I/O端口传送命令信息。
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IBM PC 基本系统结构图（P215）
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微机I/O端口地址配置
80386 CPU可寻址的I/O空间为64KB。两个连续的8位端口可作为一个16位端口， 四个连续的8位端口可作为一个32位端口，因此80386的I/O地址空间最多可容纳 64K个8位端口，或32K个16位端口，或16K个32位端口，能支持8位、16位及32位 I/O设备操作。 标识32位端口的口地址应能被4整除，16位端口地址应与偶地址对齐，这样用单 个总线周期就能传送32位/16位数据。 对I/O端口采用立即寻址，可寻址256/128/64个8/16/32位端口；采用DX寄存器 间接寻址，可寻址65536/32768/16384个8/16/32位端口。 PC/AT机只使用了16位地址线中的10位(A9～A0)对外设接口电路进行编址，可寻 址1024个I/O端口(000H～3FFH)。当A9A8＝00时对系统板上的接口芯片寻址，共 256个端口(000H～0FFH)；当A9A8≠00时对I/O通道上的插件电路寻址，共768个 端口(100H～3FFH)。 GW-386的I/O系统与IBM PC/AT的I/O系统兼容，也使用了低10位地址线(A9～A0) 对外设端口进行编址，并且大部分I/O接口电路均由系统板上的82C206 I/O控制 器芯片提供。
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3．控制信息 控制信息是CPU通过接口传送给外设的， CPU通过发送控制信息控制外设的工作。如 外设的启动信号和停止信号就是常见的控制 信息，实际上，控制信息往往随着外设的具 体工作原理不同而含义不同。
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注意：数据信息、状态信息和控制信息的含义各不相 同，应该分开传送。 在微型计算机中，CPU都是使用输入指令和输出指 令完成通过接口和外设交换信息的，所以，状态信 息、控制信息也被广义地看成是一种数据信息。 CPU送往外设的数据或者外设送往CPU的数据放在 接口的数据缓冲器中，从外设送往CPU的状态信息 放在接口的状态寄存器中，而CPU送往外设的控制 信息要送到接口的控制寄存器中。
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7.1 概述
为实现人机交互和各种形式的数据输入/输出，中间电路称为输入/输出接口电路，简称I/O电路。 I/O电路 为实现人机交互和各种形式的数据输入/输出，中间电路称为输入/输出接口电路，简称I/O电路。
I/O电路功能 电路功能
1）转换信息格式：如正负逻辑转换，串并行数据转换，模拟数字信息的转换等； 转换信息格式：如正负逻辑转换，串并行数据转换，模拟数字信息的转换等； 2）提供有关数据传送的联络信号：I/O电路处于CPU与外设之间，提供联络信息。 提供有关数据传送的联络信号：I/O电路处于CPU与外设之间，提供联络信息。 电路处于CPU与外设之间 3）一个输入接口必须具有三态缓冲功能，一个输出接口应具有数据锁存功能。 一个输入接口必须具有三态缓冲功能，一个输出接口应具有数据锁存功能。 进行地址译码或设备选择：在一个微机系统中，通常会有多个I/O设备， I/O设备 4）进行地址译码或设备选择：在一个微机系统中，通常会有多个I/O设备，每个又 可能有数据口、状态口和控制口。CPU通过I/O电路的地址译码来识别它们。 可能有数据口、状态口和控制口。CPU通过I/O电路的地址译码来识别它们。 通过I/O电路的地址译码来识别它们 5）进行中断管理； 进行中断管理； 6）实现电平转换； 实现电平转换； 7）提供时序控制功能。 提供时序控制功能。
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MOV AL,DL OUT [4],AL POLI: IN AL,[2] SHR AL,1 JNC POLI IN AL,[3] STOSB INC DL JNE AGAIN
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程序查询方式的特点及优缺点
（1）特点:CPU与外设处于串行工作方式，也就是说在这种方 式中，CPU要么执行主程序要么执行外设的服务子程序，主程 序和服务子程序是持续执行的，不能同时进行，故叫串行工作。 （2）优点:硬件设计简单，只要编个程序即可实现，经济，易 实现。 （3）缺点: ①CPU与外设只能串行工作，CPU大量时间内都处于空闲等待状态， 浪费了宝贵的CPU资源，大大降低了系统的效率。 ②CPU在一段时间内只能与一台外围设备交换信息，无法与其他设 备同时工作。 ③无法发现、处理预先估计不到的错误和异常。
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P217 图7-9 工作原理
POLI: IN AL ,STATUS-PORT TEST AL ,80H JE POLI IN AL ,DATA-PORT
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P218 图7-12 工作原理
准备输出数据
POLI: IN AL ,STATUS-PORT TEST AL ,80H
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I/O电路的典型结构 I/O电路的典型结构
面向用户的I/O电路的内部结构由数据、状态和控制三类寄存器组成， 面向用户的I/O电路的内部结构由数据、状态和控制三类寄存器组成，用于保存和交换三种 I/O电路的内部结构由数据 不同的信息，CPU通过对三种端口的寻址来访问其中的数据。 不同的信息，CPU通过对三种端口的寻址来访问其中的数据。 通过对三种端口的寻址来访问其中的数据
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2．状态信息 状态信息反映了当前外设所处的工作状态，是外设通 过接口传送给CPU的。对于输入设备来说，用准备 好（READY）信号来表明待输入的数据是否准备 就绪；对于输出设备来说，用忙（BUSY）信号表 明输出设备是否处于空闲状态。在接口电路中都设 有与外设所处的工作状态相对应的状态标志，CPU 通过检测接口中的状态标志，就可以了解外设的工 作状态，以便发出适当的控制信号。所以，状态信 息是CPU与外设正确进行数据交换的重要条件。
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程序查询方式的工作过程
其工作过程为： (1)CPU向I/O接口输出命令，请求启动外设进行数据传送； (2)从I/O接口的状态寄存器中读入状态字； (3)检查状态字中的标志，看外设是否准备就绪以进行数据的传送； (4)若外设未就绪，则CPU返回(2)、(3)步重复执行，若外设已经 就绪，就进行下一步； (5)CPU执行I/O指令，进行所需的I/O操作，同时把I/O设备状态 字复位； (6)判断传送是否结束，若结束则继续执行其他程序，否则返回(2） 步开始下次数据传送。
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I/O电路端口编址方式 电路端口编址方式
对大量存储单元的识别是通过地址编码来实现的。目前I/O电路端口的编码 对大量存储单元的识别是通过地址编码来实现的。目前I/O电路端口的编码 I/O 方式有两种。 方式有两种。 和存储单元统一编址， I/O端口看成存储器 1、统一地址的编址方式 ：和存储单元统一编址，即I/O端口看成存储器 的一部分； 的一部分； 优点：CPU访问存储单元的所有指令都可用于访问I/O端口 访问存储单元的所有指令都可用于访问I/O端口； ① 优点：CPU访问存储单元的所有指令都可用于访问I/O端口； 缺点：其一是I/O端口占用了内存空间； I/O端口占用了内存空间 ② 缺点：其一是I/O端口占用了内存空间； 其二是在程序中不能一目了然的区分当前正在进行的访问是存储器 还是I/O端口。 还是I/O端口。 I/O端口
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CPU与输入/输出间的信息种类
1．数据信息 （1）数字量 数字量是指由键盘、磁盘机等输入设备输入主机的信息，或者是主机送给打印 机、磁盘机、显示器及绘图仪等输出设备的信息。 （2）模拟量 当一个微机系统是用于实时控制系统时，多数情况下的输人信息就是现场连续 变化的物理量，如温度、位移、压力、流量等等，这些物理量一般要通过传感 器先变成电流或电压，再经过放大器放大。这样的模拟量需要经过模拟量到数 字量（A/D）的转换，变成数字量后才能送入计算机。反过来，计算机输出的 数字量要经过由数字量到模拟量（D/A）的转换，才能控制现场。 （3）开关量 开关量可以表示两个状态，如开关的闭合和断开、电动机的运转和停止、阀门 的打开和关闭等。这样的量只要用1位二进制数表示就可以了，因而对于字长 为16位的主机，一次可以输入或输出16位开关量。
读状态端口
JNE POLI MOV AL ,STORE
BUSY? 输出数据
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OUT DATA-PORT,AL
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P219 图7-15 工作原理
START: MOV DL,0F8H LEA DI,DSTOR AGAIN: MOV AL,DL AND AL,0EFH OUT [4],AL CALL DELAY
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2、独立地址的编址方式：是指把I/O端口和存储 、独立地址的编址方式：是指把 端口和存储 单元各自编址，即使地址编号相同也无妨。 单元各自编址，即使地址编号相同也无妨。 优点：其一是I/O端口不占用内存空间； 端口不占用内存空间； ① 优点：其一是 端口不占用内存空间 其二是访问I/O端口指令仅需两个字节，执行速 端口指令仅需两个字节， 其二是访问 端口指令仅需两个字节 度快； 度快； 其三是读程序时只要是I/O指令，即知是 指令， 其三是读程序时只要是 指令 即知是CPU访 访 端口。 问I/O端口。 端口 缺点：其一是要求CPU有独立的 有独立的I/O指令； 指令； ② 缺点：其一是要求 有独立的 指令 其二是CPU访问 访问I/O端口的寻址方式少。 端口的寻址方式少。 其二是 访问 端口的寻址方式少