989303-计算机外设与接口技术-讲稿6
计算机接口技术课件第6章
06
总结与思考
本章重点回顾
常见计算机接口类型及其特点。
计算机接口技术的定义、分类和 作用。
计算机接口技术概述
01
03 02
本章重点回顾
01
计算机接口技术的发展趋势。
02
串行通信接口
03
串行通信的基本概念、特点和应用。
本章重点回顾
RS-232C、RS-422、RS-485等常见串行通信 接口标准及其规范。
高速接口技术
高速接口技术是指传输速率较高的接口技术,如USB3.0、HDMI、DisplayPort等。
高速接口技术广泛应用于外部存储设备、显示器、音频设备等之间的连接,可以实现高速、稳定的数据 传输。
高速接口技术的优点包括传输速度快、支持多种数据格式等,缺点是成本较高,需要专门的线缆和连接 器。
重要性
在计算机系统中,接口技 术是连接各个组件和系统 的桥梁,对于整个系统的 性能和稳定性至关重要。
计算机接口技术的发展历程
串行接口时代
早期计算机通过串行接口与外部设备进行通信,如RS-232等。
并行接口时代
随着技术的发展,并行接口逐渐取代串行接口,数据传输速率得到提升。
USB接口的兴起
USB接口的出现极大地方便了外部设备的连接和管理。
02
串行接口技术具有连接线少、成本低、易于扩展和维护的优 点,因此在现代计算机中广泛应用。
03
常见的串行接口技术包括RS-232、RS-485、USB等。
USB接口技术
USB接口技术是一种串行接口技术,具有高速、双向、即插即用的特点。
USB接口技术广泛应用于各种设备,如鼠标、键盘、打印机、移动存储设 备等。
串行通信接口的硬件连接和通信协议。
989290-计算机外设与接口技术-讲稿15
声卡本身可通过SCSI与CDROM 光驱接口;另外它能与游 戏棒接口。
声卡的组成
1.数字处理器 2.高级信号接口
称为校验位。与信息码组成输出编码,以增加合法编码 的码距。当输出码中任何一位发生了错误,这个编码就 成为非法代码或错误代码。 奇校验的规则是:计算接收码单个位的模2加应等于1, 即输出码中1的个数为奇数。 偶校验的规则是:计算接收码单个位的模2加应等于0, 即输出码中1的个数为偶数。
数据校验与纠错—海明纠错码
1.光学头:由发射激光的激光二极管和聚焦透镜组组成。 2.主轴电机:是带动盘片旋转的执行机构。 3.步进电机:受控于伺服系统,执行寻找数据道命令。 4.光驱伺服定位系统: 由伺服电路和光道检出电路组成。
声卡的功能
1.收录文件功能 2.混频功能 3.压缩和解压缩功能 4.语音合成功能 5.语音识别功能 6.MIDI接口功能
• CRC校验码的特点是:
表中任何两个CRC码按位“异或”,所得结果还是CRC 码。按照规则,任何一个CRC码右移一位,仍为CRC码。 正是由于CRC码的这个特点,且校验码放在信息码的右 边形成了多余部分,故称为循环冗余校验码。
MPEG 解压卡由于图像数据保真的要求高,需要处理大量 的采样数据。当数据被采样后,存储前要进行图像压缩处 理,以便于保存和传输;而在处理或显示图象数据前要解 压缩。
光盘存储器原理
光盘记录原理是将激光照 射在记录介质上,使其局部 温度升高,与此同时,再从 外部施加磁场使该处的磁 畴取向改变的过程。
989289-计算机外设与接口技术-讲稿14
4
Multi-Channel Control Model(多通道控制模式)
5
CAPI Control Model(CAPI控制模式)
6
Ethernet Network Control Model(以太网控制模式)
7
ATM Network Control Model(ATM网控制模式)
8-127
保留
128-255
(4) 采用电容式隔离器接口 (5) 呼叫ID接口 (6) 提供电话查询功能 (7) 数字式电话 (8) 环流数值超出预警
xDSL调制解调器的带宽分配
xDSL调制解调器的工作速率为 400Kbit/s。
具有三种频带,一是由电话公司 发出的拨号音和语音频带,也称 POTS(Phone Old Transaction System)普通老式电话服务系统; 二是xDSL调制解调器通信设备 上的服务频带;三是安装在网络 上的各个交换子机设备的频带, 称为Home PNA协议信号频段。
ST调制解调器由DSP数据信号处理器ST7554、 MAFE调制解调器模拟前端ST75951、DAA数据存 取装置ST75952组成。数据传输速率为56Kbps。 结构如图:
ST调制解调器各部件及其作用
DSP器件是随机数据信号处理的专用单片机。作为物理器件,它用来专 门对调制解调信号的出错进行实时控制、运行数据压缩与解压缩函数等 功能。
ISDN(综合业务数字网)、终端、数字电话和模拟电 话; 另一类用于连网的设备包括:ADSL(非对称数字用户 线环路)调制解调器、10BASE-T以太网适配器、线缆 调制解调器。 下面主要描述两种调制解调器的体系结构,通过两 类产品的详细介绍,了解调制解调器MODEM的组成 原理。
989301-计算机外设与接口技术-讲稿4
显示器是计算机系统的重要输出设备。 具有形象、直观、快速和信息量大等特点。 在CPU及视频适配器(视频子系统)的协同控 制下工作。习惯上,显示器指的是监视器 和视频适配器两部分。
监视器有两大类型:CRT和LCD。 用途也有两类:TV接收机和直接视频监 视器。本章介绍CRT监视器。
视频适配器或显卡是视频系统的I/O 接口。
文本方式 是指以字符为最小单位的显示 类别。
图形方式 以像素点为最小单位的显示类 别。
彩色监视器
数字监视器与模拟监视器
采用数字量作为视频输入信号时,电 平是二值的,只能使电子束处于打开和 关闭这两种状态。后来,人们发现了模 拟量可以将视频信号变为多值的。模拟 显示方式的图像效果好。VGA及后期的 视频适配器,全部改用模拟信号。
EGA(Enhanced-Graphics Adapter)支持所 有MDA和CGA模式,具有更高的分辨率和支持 更多的颜色种类。显存容量从十几KB增加至 128KB。
各时期监视器的性能特点:
VGA(Video Graphics Array)视频图形阵列, 是显示适配器历史上最重要的阶段的产物。被 制作在PS/2的主板上。主要特点有:竖直分辨 率从350增为480、显存增加为256KB、256种 颜色、增加数模转换器、输出接口不是9针,而 是15针D型插件等。
显示器概述
随着显示性能的提高,接口已从单纯 硬件、驻留ROMBIOS,发展为 高级软件接口。本章主要介绍后两种:
以专用微控制器为核心,包括显示存 储器、VGABIOS服务程序的视 频系统;
以高级软件接口8514为标准(8514/ 系列)的高级图形适配器。
CRT监视器的结构组成
CRT主要由:电子枪、偏转板和荧 光屏组成。 电子枪 负责将电子束以很高的电压射 向荧光屏。 偏转板 负责移动电子束的位置。 荧光屏 是涂有化学成分的玻璃,受电 子束的撞击,会发出光。
989294-计算机外设与接口技术-讲稿19
XACK#是从设备对主控设备命令返回的应答信号
ADR0# —ADR23#
地址信号线
BHEN#
高端字节允许信号
INH1#,INH2#
从设备禁止信号
DAT0#—DAT15#
数据信号
INT0#—INT7#
中断请求信号
INTA#
中断应答信号
时钟信号CCLK#频率为10MHZ
总线交换信号
BUSY# 总线忙,双向(接上拉电阻) ,当仲裁器裁决出一个主控设备 控制总线时,由该设备发出BUSY#信号。
数据、地址、控制三总线信号
总线实际是一组由程序定义的带技术规格的信号。标准总线 包含三种总线信号,分别为数据总线、地址总线和控制总线。 CPU与存储器或与I/O之间是通过数据总线传递指令和操作 数的。因此,每个在总线上的操作帧称为“总线周期”。所 有通信设备在访问之前,需要由CPU通过地址总线,给出存 储器或I/O设备的标识,也就是地址。它们唯一确定了,要 访问的存储器或I/O设备的身份。总线上一类特别重要的信 号是控制信号,控制信号能使不同速率和类别的设备联系成 为一个整体。例如,读写信号用来指明是把数据送到CPU, 还是从CPU发出去;时钟信号给出传送的确切时间。不仅如 此,控制信号还包括发送、接收操作的请求和应答,以及对 传送进程中的状态控制。
总线是采用数据、地址和控制信号来实现其通信传输机制的。
Multibus总线控制
总线向量中断的逻辑电路
总线向量中断时序
总线向量中断请求和回答的过程 :
从设备通过可编程控制器向总线发出中断请求信号INT 主设备的CPU认为可以接收时,就发中断回答信号INTA#
表示允许中断 同时使LOCK#为低电平,封锁其它设备的请求 从设备接收到第一个INTA#时,作优先权比较并置位中断
989305-计算机外设与接口技术-讲稿8
打印机的25针插座
打印机适配器组成及作用:
打印机适配器由命令 译码器、数据收发(双 向数据选择)器、数据 锁存器、数据缓冲器、 状态缓冲器、控制锁 存器和输出驱动器组 成。适配器的一边与 主计算机(系统)总线 相连,另一边与打印 机25针(Centronics标 准)插头相连。
命令译码器:
命令译码器将总线地址信息 和读写命令转换为五个端口 寄存器的选通信号。命令译 码器由2-4译码器和门电路 组成。
D1 D0
状态寄存器的格式:
BUSY ACK PE SLCT ERROR IRQ 保留 保留
控制寄存器的格式:
保留 保留 MFD IRQ-EN SLCT INIT AUTO-FD STROB
打印机端口说明:
状态位说明: BUSY 打印机正在打印 ACK 请求发送(打印空闲) PE 纸尽 SLCT 打印机现役(命令或状态) ERROR 出错 IRQ 请求状态(用于PS/2及以上机) 2.控制位说明: MFD 双向打印方式 IRQ EN 中断请求允许 AUTO FD 自动进纸(换行)命令 INIT 初始化命令 STB 选通命令
字符发生器、电源电 路和DIP开关。
接口电路由输入数据 缓冲器、状态输出电
与计算机系统通信。②与 从处理器联络,向从处理 器发送命令如初始化命令、 打印和暂停命令等。③检 测状态,如面板、DIP选
路和控制信号接收电 择开关、字车位置、缺纸
路组成。负责与计算 机联络,包括接受打
与否。④向打印针驱动电 路发出列逻辑信号。
电源电路:
1.打印头线圈电源+16V。
2. 字 车 和 走 纸 电 机 所 需 +36V电源。
3.以及处理器等所需数字 信 号 电 源 +5V 。 另 外 打 印机与主机间有公共地 线。
989287-计算机外设与接口技术-讲稿12
通信传输网络主要指ISDN综合业务数字的专用线路, 和公共电话网的通用线路,如图:
串行通信名词术语
专用线路与通用线路
数据终端设备与数据通信设备
串行通信的传输模式指信息通信节
点的结构。如网状、树状等。我 们这里仅讨论广义的传输路线。 通常,通信路线有专用与公用之 分。
按照数据处理的性质,通信设备 可分为终端设备和通信设备。
据的流通效率大大提高。
调制解调器原理
调制解调器MODEM(MOdulator- DEModulator)是 计算机与公共电话网的接口,以电话线为数据通信的 传输介质。MODEM具有将数据信号变换为音频信号 的功用,音频信号的频率范围在300Hz~3000Hz。
调制器的作用就是将数据的二进制电平转换成模拟信 号的有效形式。解调器的作用与调制器相反,是将模 拟信号转换为二进制数字信号。
串行通信名词术语(续)
• 同步与异步通信方式
• 单工、双工和全双工
在通信线路上,以位bit为传输的最小因 子,是串行数据的一般特征。串行数
数据的传输是靠发送与接收双方来完 成的。启动它们何时工作和要不要工
据通信的方式包含同步通信和异步通
作,取决于通信方向和时间模式。
信两种:
1.单工
1.同步通信方式
是指数据信息只能沿一个方向流动。
时钟独立于数据之外,与数据同步并行
可以认为通信中的一方总是作为发送
地传送的形式称为同步方式。数据通
器,另一方总是作为接收器。用于电
信的发送端产生主控时钟。在接收端, 报机或电视接收机。
采样时钟与数据位元的脉冲周期同步。 同步方式适合于较近距离的串行设备。 2.异步通信方式
2.通用线路
989300-计算机外设与接口技术-讲稿3
DOV AX, offset DATA1
MOV DS,AX
入
MOV DX,0 MOV AH,9H
;DS:DX→DATA1
x
INT 21H MOV AH,08H
;显示‘请键入1~9’
并行8位数据字节DB0~DB7和中断请求 IRQ1,同时输入到系统总线。IRQ1中断将 引起BIOS服务功能INT 9H 。
键盘接口电路框图
键盘的信号与时序
引脚T0,T1用于接收键盘发出的扫描码数据; 引脚P16,P17经驱动器向键盘发就绪信号; 与系统总线相连的一方,P11连接中断请求IRQ1; XDB0~XDB7送出8位并行扫描码数据。
每个键(除了Pause键) 按下超过0.5秒时,键盘微控制器将按重复键处理:即以重发速
率传送扫描码。
键盘接口电路的主要信号
键盘接口电路的功能是将串行扫描码转 换为并行扫描码。
键盘信息变成串行扫描码后,经串行数据 总线KBDDATA和串行时钟线KBDCLK,到 达主机。再由主机的键盘接口电路通知系 统进行处理。
键盘的动作分为四种:
接通码: 00 +扫描码 接通码表示一个键按下却未松开的动作,由高字节加键的扫描
码(表2-1)组成。 断开码:F0+扫描码 当键抬起时,高字节为F0加低字节扫描码组成。 组合键扫描码: F0+键Ctrl/Alt/Shift的扫描码+正常键的接通码组成。 重复动作键:F0+接通码+接通码+…(除了Pause键)
(ASCII/00/E0 )
AH=12 AL=101键盘标志(见表2-2) 返回扩展键的 变换状态
将扫描码写入键盘缓冲区
989291-计算机外设与接口技术-讲稿16
6.总线共享:USB作为外部设备总线,
2.接口方便:USB最大允许连接的设 备数:127个不同类别的设备 。
在端口技术上,可与现有的设备 总线实现传输模式互连。
3.传输速度快:USB支持三种速度模 USB的缺点
式:低速(Low speed)1.5Mbps、 全速(Full speed)12Mbps和高 速(High speed)480Mbps。低 速适合交互设备:键盘、鼠标、游
3.终止序列 包的终止序列标志一个数据包的结束。由信号线D+和D-同时变为低电平,如图 11-9所示。终止序列在USB总线上出现,唯一不是差动信号,这样很容易识别。 终止序列也称单一的“零”信号,或称EOP序列。
数据包类型
表11-2
PID 0101 1101 1001 0001 0011 1011 0010 1010 1110 1100 其它
总线数据包
1.起始序列 包的起始标志,是从一个“J”状态跳变为“K”状态。即D+和D-两条线上的电平, 同时切换到相反的极性。起始的时间为0.0833 µs(1/12MHz)。我们将这种传 输的最小元素称为“码元”(bit)。8位码元组成为一个“字节”BYTE。
2.信息序列 包的信息序列的长度,是可变的。最少一字节,最多1024字节。信息序列由三 项组成:同步、标识和选项。(如图11-9)。 同步SYNC由8位码元组成。紧接起始之后是6个跳变,最后是两个“K”状态。同 步序列为8个状态:“KJKJKJKK”。 标识也由8位码元组成。前4位是标识符PID,后4位组成PID的补码CRC。包的标 识符象征信息包的类型。(见表11-2)补码用于检查信息的错误。USB信息类型 主要分为四大类:令牌、数据、握手和特殊类型。使用的种类分为16种。 选项的长度可选,用来表示数据本身,内容分属上述四大类共16种。
989292-计算机外设与接口技术-讲稿17
(高速) 24576 Byte 53248 Byte 24576 Byte 15872 Byte 事务/微帧 (3×1024B) (13×512B) (3×1024B) (31×64B)
可传输的方 1.0只支持输入 输入或输出 向
USB软件体系
USB主机软件是 分层式结构。分 层可以支持各种、 各级设备,因为 USB共含有5级 集线器和不同的 I/O设备。有关软 件体系如框图118所示。
描述符Descriptor定义
如果说数据包结构定义了的传输协议,那描述符则定义了数据传输规范。 数据是按照数据结构来传输的,不同的描述符定义有不同的数据类型和 长度。
到上电,这个过程称为“加电”状态。 ·(2)接通电源后,进行通信。对于总线来说就进入“忙”
工作过程,此一时期称为“接通”状态。 · (3)断开电源,停止工作的过程,称为I/O设备的“断
电”状态。此种状态下,主机检测不到该I/O设备的存 在。 (4)“挂起”状态。如果主机通过集线器,检测到总线 上的活动停止达3ms,则送出“BI”命令,通知设备进 入挂起状态。挂起状态就是接通电源,但不使用总线的 过程。
USB总线小结
USB总线打破了传统意义上接口的概念。是动态配置,软硬结合的 通用设备控制器。
系统配置的主要任务: · 能自动检测设备是否连接到系统; · 可供USB设备硬件与应用程序沟通; · 确认新连接设备的交换方式; · 定义连接后设备的标识符PID; · 驱动程序可调用系统提供的服务和函数; 总之,USB总线的规范是行业整体制定的,USB系统包括硬件和软
件。USB的使用是简单容易的,开发是复杂和不容易的。具有众多 优点的USB总线,在技术上,有非常大的特点。它综合了许多软硬 件成功的实践经验,拥有计算机各个时代、各个应用领域的先进知 识。它是7家大型跨国公司积二十年经验,历时5年的资深专家的宝 贵资源。
989284-计算机外设与接口技术-讲稿1
用 户 与 硬 件 之 间 的 驱 动 结 构
外部设备的三大作用
❖ 外部设备是人机对话的传递工具。
人们操作电脑必须借助外设输送程序和数据;获取电 脑处理结果必须借助外设送回信息;了解电脑运行状 态必须通过外设传达参数。所以,外部设备是数据的 传递工具。
❖ 外部设备是信息转换工具。
人与电脑打交道所使用的信息形式,是图形、文字、 声音和图像。但电脑只能运行数字,因此外部设备必 须将本身的信息形式变成电脑能够识别的数据,才能 进入电脑系统的加工、处理、制作的过程。所以,外 部设备是将一种数据形式,转换成另一种数据形式的 转换工具。
主板结构
外部设备系统的组成
外部设备系统是由五大部件组成的: 系统总线 接口电路 设备级总线(线缆) 接口程序 外部设备
外部设备的分类
外部设备的分类有多种方法。以访问形式分,包括有输入、输出、 外存设备;以用途分,大致分成以下8种:输入设备、输出设备、 外部存储设备、办公设备、多媒体设备、网络通信设备、总线设 备和电源设备。
北桥、南桥、高速接口和低速接口,具有总线速度递减的 特点 。
总线、接口在微型机系统中的位置
关于接口和总线
接口的定义 总线的定义与分类 总线上的信号 总线的性能
关于接口和总线
一.接口的定义 接口分为硬件和软件。
接口硬件或称(I/O)输入输出,是指外 部设备与系统通信的控制部分或电路。
接口软件指系统驱动程序。
关于接口和总线
二、总线的定义与分类 1.定义
总线是传送同一类信息的公共连线。 2.分类
总线分为芯片级、系统级和设备级。按 照数据的传输形式分为并行总线和串行 总线。
关于接口和总线
三、总线上的信号 总线上的信号分为四类: 数据信号 地址信号 控制信号 电源信号
989302-计算机外设与接口技术-讲稿5
分辨率640×480每像素4位:占用153.6K字节。 (640 ×480÷ 2 =153600 BYTE)
VGA适配器组成
由VGA视频适配由CRTC(阴极射线管控制器)、 刷新缓存DRAM、VGA BIOS和DAC数字/模拟 转换器显示输出部件五大部分组成。
UM587微控制器是核心器件
UM587是一个多用途、多端接口的专用控制器芯片。 与系统总线连接的信号,如片选CS、读写IOR/IOW、
址APA(All Points Addressable)的图形方式。
l 颜色:含有两种形式,黑白的颜色参数给出了“属性同时可用数/属性种数”(属性见下
一节)、彩色的颜色一栏描述“颜色同时可用数/调色板寄存器数”。
l 分辨率:水平分辨率×竖直分辨率。对图形方式来说,水平方向最大的点数×竖直方向
最大的点数就是该系统的分辨率。
写控制端相连。
文本方式的显示步骤
文本方式显示字符要经过几个步骤:在将字符调入刷新 缓存之前,事先要由程序员确定字符集,然后选择暂 时的显示模块0~7,它们每块为8KB用来装入256个字 符每个字符的ASCII和属性共32字节(各16点阵行),再 调用装入模块功能。
VGA BIOS的主要服务功能有:
选择灰度求和参数。
989288-计算机外设与接口技术-讲稿13
串行口适配器
串行口适配器 串行通信是靠发送器、接收器和线缆三部分实现的。适配器 的接口作用有两项:一是面对CPU系统提供可编程序寄存器, 并且带有系统端口地址的译码器;二是具有信号的转换、传递
功能。
串行口适配器的组成
串行口适配器由地址译码器、时钟电路、16550UART、发送 接收驱动器和RS232线缆插座组成。
地址译码器的作用是,接收系统发出的寻址信息,并使能 16550中的的端口寄存器。
时钟电路为16550提供1.8432Mhz频率的CLK,用于位流的 控制。
16550UART是串行口适配器的核心电路,含10个寄存器及 可访问8个端口地址。串行端口的标准接口称为COM ,如表 6-4所示。
发送通路上由1488与非门作信号的驱动部件,接收通路上由 1489单输入与非门驱动。环流电路是为了隔离两个通路上的 信号而设计的 。
DSR 数据设备准备就绪(Data Set Ready)
DTR 数 据 终 端 准 备 就 绪 (Data Terminal Ready)
CD 载波检测(Carrier Detect)(有 时为DCD数据载波检测)
RI 环形指示(Ring Indicator)
RS232的线缆标准
RS232的电平标准
(如图6-8所示)
串行端口寄存器地址
表6-4 串行端口寄存器地址
寄存器 写
地址(COM1) 地址(COM2) 除数锁存位 读/
发送TX缓冲器
3F8
接收RX缓冲器
3F8
除数锁存器低字节 3F8
除数锁存器高字节 3F9
中断允许寄存器
3F9
中断标识寄存器
3FA
FIFO控制寄存器 3FA
989304-计算机外设与接口技术-讲稿7
字 符 缓 冲 区 : 60KB ~ 256KB。
间时,墨盒中的墨按字符数 据,将一个字符的1~50个电
阻丝加热,然后墨在腔内膨胀、 滴落;
3)热墨滴在纸上,字车在水平方 向移动完成一行字符的打印;
4)当纸张转动出传输器,直到全
分辨率:300dpi
喷墨打印机的机构组成
喷墨打印机的机构主要由打印头、墨盒、 传输器、高速滚筒和打印小车组成。
喷墨打印机的性能和打印过程:
喷墨打印机的一般性能:
1)MPU接收到足够的数据 ,就
读入数据方式:与激光打印 开始从进纸盘攫取打印纸;
机类似,一次读入整页数据。 2)当纸张经过传输器与打印头之
打印最小单位:一次打印一 个完整字符。
4)色粉显影: 当硒鼓转动中覆盖了色粉,同显影剂混合在一起吸附在 激光放电的位置,形成极小的铁粒吸附在负电荷上, 完成色粉显影。
5)在纸张上成像: 当纸张转动地通过硒鼓与传送电晕之间时,传送电晕 将正电荷置于纸张背面,带有图像的负电荷印于纸的 表面。纸张转动中完成成像。
6)纸张移出时保持温度: 打印过程的最后一步,是当纸进入导纸滚筒时,加热 溶化器。当溶化器被加热到180℃时纸张上的色粉颗粒 加热并溶入图像。纸张移出,硒鼓继续转动,电荷重 新清除,这时读入下一页数据,准备打印。
点阵式打印机的组成及作用
点阵式打印机分为四个机构:字符机构、字车机构、 走纸机构和色带机构。
字符机构的主要功能:将字符数据转换成为电磁信号,
送给线圈由打印针击打色带。
字车机构的主要功能:带动打印头作水平方向(相对纸
面)移动。
走纸机构的主要功能:在垂直方向按行移动纸张。
989283-计算机外设与接口技术-讲稿0
系统设计论文
题目《PC最新硬件系统设计》 选项导引(见下一面) 设计成果明细 总体要求 分组讨论(课时:4)
选项导引
显卡或图形加速卡AGP总线 硬盘 IDE线缆 声卡 MIDI接口 网卡PCI --------RJ45 光驱 SCSI线缆 PC卡(PCMCIA)笔记本电脑总线 USB总线 设备:
《 计算机外设与接口》
上机编程习题、课堂讨论和设计要求 袁新燕
上机编程习题(一):
上机编程:键入任意字符,同时显示该 字符的扫描码的十六进制数值。按下 Enter键结束。
上机编程:从键盘接收“Password”, 6~10个字符,共提供三次机会,提示正 确与否。并在20秒内接收完毕,超时自 动结束。
计算机外设与接口简明教程(修订版)
袁新燕 北京航空航天大学出版社 2005.8
USB大全
美Jan Axelson 著
陈逸 等译 中国电力出版社 2001.5
USB设计应用实例 美John Hyde 著
孙耀国 赵德刚 译 中国铁道出版社 2003.8
PC升级与维护大全 美Scott Mueller 著
前导工作室译 机械工业出版社 2001.10
HID类(键盘、鼠标、游戏杆) PAD 个人数据助理 数码相机、扫描仪、打印机 调制解调器 MIC/SPEAKER 音响 串行口COM 写入EEPROM
设计成果明细
系统方块图 性能特点描述 核心器件型号 引脚描述 总线、线缆、数据协议描述 接口程序框图 应用程序框图 其它:制造商、开发工具、网址、参考书名称
总体要求
独立查找最新硬件、软件资料,进行市 场调查,或上网。
图纸及文字表述字数不少于8000字。 课堂分组讨论表述:
概述系统的应用功能,选题意义,创 新点和不足。
989295-计算机外设与接口技术-讲稿2
袖珍区 17个键
增加键区 10个键
2020/10/19
3
机械式按键的结构原理:
机械式按键的传达机构主要由键柄、金属触点、 弹簧片组成 。键的两个金属触点分别连接行、列 两条线。当键按下或抬起时 ,行与列线接触或断 开,键盘是靠每个键的列信号电平来读取键盘信 息的。理:
本章主要解决的问题:
键盘动作是如何转化为 用户信息的?
(用以下四个功能部件来 说明)
2020/10/19
1
四个功能部件的作用:
键盘 是指键盘外设的电路部分。作用:传 递按下键的动作,并变成串行扫描码。
键盘接口 指位于主机一侧的输入输出电路。 作用:将串行扫描码转换为并行扫描码。
键盘中断 称INT9H。作用:将并行扫描码 解释成为缓冲区的数据、状态和命令。
INT16H 指系统的BIOS键盘基本服务 功能。作用:代替用户访问缓冲区。
2020/10/19
2
101键盘分区
功能区 ESC、 F1~F12、Print Screen、Scroll Lock、 Pause/Break共16键组 成。
打字区 由0~9、 A~Z、标点符号11个、 及其它辅助键共58键 组成。
微控制器 是键盘识别电路的核心器件。作用: 发行信号、读列信号和传递串行扫描码。
译码器 作用:将微控制器发出的行信号代码转 换为13行扫描信号。
键盘矩阵 作用:将按下键变为电平送达微控制 器。
串行插头座 称PS/2线缆。作用:传递串行扫描 码到主机。
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键盘控制电路框图
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: 识别键盘按下键的四项任务
扫描键盘 利用8049的P24~P27引脚,循环产生13个译码信号 0000H~1100H。每扫描一行,都引起DB数据总线对列信 号的检测。
《计算机接口技术》课件第6章 (2)
第6章 数字控制技术
图6.4 开环数字控制
第6章 数字控制技术
6.2 逐点比较法插补原理
6.2.1 逐点比较法直线插补
平面逐点比较中的直线有可能在坐标系中四个象限的任 一象限, 为了说明直线插补方法, 先看在第一象限内的直 线插补, 再拓展到其他象限。
第6章 数字控制技术
1. 第一象限内的直线插补 1) 直线插补计算原理 假设加工的轨迹为第一象限中的一条直线OA, 如图6.5 所示, 图中坐标起点为O(0, 0), 坐标终点为A(xe, ye)。 设刀具位于P(x, y)点, 则有下述三种情况: (1) P点在直线OA上, 则OP与OA重合, 它们的斜率相 等, 有
第6章 数字控制技术
6.1.3 开环数字控制
1. 闭环数字控制 闭环数字控制的结构框图如图6.3所示。 这种结构的执 行机构多采用直流电机(小惯量伺服电机和宽调速力矩电机) 作为驱动元件, 反馈测量元件采用光电编码器(码盘)、 光 栅、 感应同步器等, 该控制方式主要用于大型精密加工机 床, 但其结构复杂, 难于调整和维护, 一些常规的数字控 制系统很少采用。
第6章 数字控制技术
图6.9 四象限进给方向
第6章 数字控制技术
综上所述, 可以将四象限的进给方向和偏差计算公式 归纳为表6.2。
表6.2 四象限的进给方向和偏差计算公式表
第6章 数字控制技术
2) 四象限直线插补程序设计 根据上述分析, 可总结出四象限直线插补的步骤如下: ① 偏差判别: 判别上一次进给后的偏差值F是大于等于 零还是小于零; ② 坐标进给: 根据偏差判断的结果决定进给方向, 并 在该方向上进给一步; ③ 偏差计算: 计算进给后的新偏差值F′, 作为下一步偏 差判别的依据; ④ 终点判别: 若已到达终点, 则停止插补; 若未到达 终点, 则重复上述步骤。 根据直线插补设计方法, 下面给出四象限直线插补程序 流程图如图6.10所示。
计算机硬件技术基础—外设接口技术
第七章外设接口技术㈠教学目标介绍微机系统常用的外设接口㈡学习要求通过学习要求了解键盘、LED显示器的工作原理;熟悉键盘、LED显示器与CPU的接口电路及使用方法。
㈢讲授内容第七章外设接口技术第一节八段LED显示器接口技术第二节键盘接口技术第一节八段LED显示器接口技术一、LED显示器及工作原理1.LED显示器的分类程序如下:DISMEM DB 1, 2, 3, 4, 5, 6SEGPT DB 0C0H,0F9H, 0A4H,DB 0B0H,99H, 12H, 82H┇MOV DX,20BH MOV AL,81H OUT DX,ALMOV CL,20HLEA DI,DISMEM MOV AL,[DI]LEA BX,SEGPT PUSH CX MOV CX,3000H LOOP AGAIN POPCXAGAIN:INC DI SHR CL,1DISP:MOV DX,20AH IN AL,DX ANDAL, 01H JZ NEXT┇NEXT:MOV DX,208H OUT DX,AL INC DXMOV AL,CL OUT DX,AL JNC DISP XLAT第二节键盘接口技术(一)、键盘的分类1.按应用范围分类工控机键盘:工控机键盘和主机连为一体,键盘和主机的相对位置固定不变,也称为固定键盘。
微机键盘:微机键盘独立于主机之外,通过一根活动电缆或无线方式与主机相连,这种键盘和主机的位置可以在一定范围内移动调整,也称为活动式键盘。
2.按外形分类标准键盘人体工程学键盘:在标准键盘上,将左手键区和右手键区两大板块左右分开成一定角度的扇形,用户在操作键盘时可以保持一种比较自然的形态,符合人在键盘上的操作。
多媒体网络键盘:在普通的104键键盘上多加了一些对多媒体和网络操作的功能键,主要用来完成一些快捷操作。
这种键盘需要专门的驱动程序,在设置、安装时比普通键盘麻烦。
多功能键盘:在普通键盘的基础上又集成了其它的外部设备。
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数据转换速率 > 最大分辨率 ×刷新率 ×1.2 (Mhz) (其中:1.2是传输系数)
高级软件接口8514/A举例
高级软件接口8514/A的软件体系
AGP系统总线
AGP是与主CPU直接通信的高速总线 。
像素填充率 = 3 × 刷新率 ×水平分辨率 ×垂直分辨率 (像素/秒) (其中:3表示3维图像)
带宽 = 刷新率 × 水平分辨率/0.8 × 垂直分辨率/0.93 (其中:0.8是水平带宽系数、0.93是垂直带宽系数)
显存容量 = 帧数×水平分辨率 ×垂直分辨率 ×颜色数/8 (字节) (其中:字节为8位)
DAC控制器寄存器:根据调色或属性,查颜 色数据;并转换为三色模拟信号,输出到显 示器。
名词解释:
属性 指文本字符的视频亮度、闪烁和图 形像素的前景、背景颜色。
调色板 象征颜色的数据组合。由16个寄 存器组成,每个寄存器占6位。总的颜色 数取决调色板的大小。
位图0~3 指刷新缓存的4个64KB像素空 间。
VGA端口寄存器的组成
各端口寄存器的作用:
外部寄存器:完成视频系统的总设置、总控 制和返回监视器的总状态。
序列发生器:设置文本方式各个工作模式, 以及文本数据的读写控制。
图形控制器寄存器:设置图形方式各个工作 模式 ,及图形像素数据的读写控制。
属性控制器寄存器:图形像素调色和置文本 属性数据 。
AGP有两大特点,一是数据传输速率远远超过了PCI,二是在 AGP上运行的显示卡可以直接使用系统内存。
各种系统总线性能比较:
总线标准 总线宽度 总线频率 (MHz) 数据传输率(MBps)
ISA
16
8
5
VESA
32
33
133
PCI
32
33
133
PCI2.1
64
66
532
AGP
32
66
266
AGP×2
各个端口寄存器的成员:
显卡概述
显卡也称图形加速卡,是指2维(2D)或3维(3D)图形处理技术。主CPU 从繁琐的图形运算中解放出来。现在只需发出简单的命令即可由显卡 进行处理。现代显示技术,不但解放了主CPU,而且丰富了图形的处 理能力、提高了接口层次、扩展了显示空间、加速了显示速率。
8514/A是一种高级软件接口的视频适配器。除了分辨率等传统性能高 级,主要特点是:
从像素到颜色输出的过程:
第1步 由位图 和允许颜色寄 存器,决定调 色板寄存器的 地址: C0~C3,选择 16个调色板寄 存器之一。
从像素到颜色输出的过程(续):
第2步 调色板与颜 色选择寄存器组成 8位查询表地址。
第3步 从颜色寄存 器(查询标)得到 像素的三色18位数 据。
第4步 由DAC转换 为红、绿、蓝模拟 信号输出到显示器。
1. 显示芯片 显示卡核心器件 (GPU)。 2. 显示内存 刷新缓冲存储器 (简称显存)。 3. RAMDAC 随机存取存储器转换器 。 4. AGP (Accelerated Graphics Port )主机与显示卡
的系统总线 。(超高速图形传输通道)
显卡的主要性能:
像素填充率 带宽 显存容量 显存带宽 数据传输速率
32
133
532
AGP×4
32
266
1064
图形加速器(协处理器) 功能包括:位块传送(bit block)、画任意 方向线段、填充任意形状图形、图形剪切放大、颜色计算、调色板生 成和开窗口。
绘图控制:在进行绘图时可以对图形进行混合剪切控制。 颜色控制:对颜色查询寄存器进行特定的程序设计。 适配器控制:对适配器接口的基本控制。
显卡电路组成: