第十章　输入输出设备

本章主要内容

输入输出设备概述
常用输入设备组成与运行原理
　　■键盘
　　■鼠标
常用输出设备组成与运行原理
　　■显示器
　　■打印机

输入输出设备概述

计算机输入输出系统
　　■计算机总线
　　■输入输出接口
　　■输入输出设备
计算机输入输出设备
　　■概念：又称为计算机外部设备，具有一定操作功能的比较完整和相对独立的精密机械电子装置；
　　■功能：进行人机交互，完成输入输出功能；
　　■特点：种类繁多，功能多样，组成与运行原理各不相同；
　　■发展：智能化、高可靠性、小型廉价。

常用的输入输出设备

点阵式设备运行原理
　　■把字形、图形、图像等信息以不同的点阵布局方式表现出来，在计算机显示器屏幕上，这些被显示的内容，是以可见光形式表现出来的；而在打印纸上，通常是以“印刷”（染色）的效果表现出来的。
　　■它们共同的特点是，要表示的信息，最终要以平面上的各种可见的“形状”体现出来，而这些“形状”原理上又都是以许多断续的点的不同布局表示出来的。
点阵式设备需要解决的问题
　　■点阵布局规律：确定形状的对象（保存对象的布局）无确定规律对象（保存所有点信息）
　　■点阵的密度：更密的点可以把要表示的形状呈现得更精细准确，但表示同样大小的形状，用到的数据数量会更多，对输入输出设备的处理精度要求也越高。
　　■点阵中点的属性：二值表示（0、1表示点的有、无）单色表示（灰度级表示不同亮度）彩色表示（RGB三基色混和表示彩色）

点阵式举例

本章主要内容

输入输出设备概述
常用输入设备组成与运行原理
　　■键盘
　　■鼠标
常用输出设备组成与运行原理
　　■显示器
　　■打印机

键盘的运行原理

键盘功能
　　■计算机的键盘是通过手工输入字符，用于向计算机送入操作命令、源程序语句、运行程序所使用的数据等内容的输入设备。
基本组成
　　■机械部分：按键（导电件）＋弹簧＋金属件（有导电件控制实现电信号连通与断开）
　　■电子线路部分：识别按键，给出编码；通过串行接口把编码送给主机。由键盘上专门的CPU完成。
键盘接口
　　■串口、USB接口

识别闭合键的具体实现：
　　■是用行列扫描的方法，即把每个键分配在一个 m 列 * n 行矩阵的一个交叉点上，通过并行接口向 n 行依次送出仅有一行为 0、其余各行均为 1 的值，再用并行接口读入 m 列上的取值。当该值不为 FFH （全 1 码）时，表明有键按下，若该值仅含一位零，表明取值为 0 的行、列的交叉点的键被按下，用一个对照表即可得到相应键的编码。
尚需解决如下的一些问题：
　　■抖动：按下和松开按键时按键在接通和断开位置之间跳动几次才能稳定下来。
　　■重键：多键同时按下，如何处理。

　　并行接口送来 1 0 … 1 的 n 位数值到二极管的负极，并行接口接收 键盘线路 m 列送出的 m 位数据。当A键按下去后，5V电源送出经电阻、A键、二极管到 0 信号处的电流，从而在 第 2列产生 0 电平（红线所示），其他各列都给出高电平（黑线所示），故并行接口接收到的是 1 1 0 … 1 这样的 m 位数据。