【教学课件】第9章PC系列微机外部设备接口.ppt

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1、第第9章章 PC系列微机外部设备接口系列微机外部设备接口9.1 键盘、鼠标与打印机接口键盘、鼠标与打印机接口9.2 软盘和硬盘驱动器接口软盘和硬盘驱动器接口9.3 显示器和显示接口显示器和显示接口9.4 声卡及其接口声卡及其接口9.5 IEEE1394总线及接口总线及接口9.1 键盘、鼠标与打印机接口键盘、鼠标与打印机接口 键盘键盘1.键盘的分类键盘的分类微型的计算机使用的键盘有微型的计算机使用的键盘有机械触点式机械触点式和和电容式电容式二类：二类：（1）触点式按键：键被按下后两触点导通。手感差，）触点式按键：键被按下后两触点导通。手感差，易磨损，故障率较高。易磨损，故障率较高。（2）电容式按

2、键：通过改变电容器电极之间的距离，）电容式按键：通过改变电容器电极之间的距离，产生电容的变化。电容式键盘手感好，寿命长，目产生电容的变化。电容式键盘手感好，寿命长，目前使用的计算机键盘多为电容式无触点键盘前使用的计算机键盘多为电容式无触点键盘按照控制形态，有非编码键盘和编码键盘二类：按照控制形态，有非编码键盘和编码键盘二类：（1）非编码键盘：这种键盘的编码需要由）非编码键盘：这种键盘的编码需要由CPU扫描后获得，扫描后获得，CPU效率低，主要用于小型应用系统。效率低，主要用于小型应用系统。（2）编编码码键键盘盘：由由专专用用控控制制器器对对键键盘盘进进行行扫扫描描，产产生生对对应应的的编码。这

3、种键盘结构稍复杂，但使用方便。编码。这种键盘结构稍复杂，但使用方便。2 PC机键盘结构机键盘结构PC系系列列微微机机使使用用编编码码式式键键盘盘，它它的的内内部部由由专专门门的的单单片片机机（如如8048，8049等等）完完成成键键盘盘开开关关矩矩阵阵的的扫扫描描、键键盘盘扫扫描描码的读取和发送。码的读取和发送。键键盘盘开开关关矩矩阵阵为为l6行行8列列，按按下下键键时时的的编编码码称称为为接接通通扫扫描描码（通码），松开键时的编码称为断开扫描码（断码）。码（通码），松开键时的编码称为断开扫描码（断码）。图图9-1（1 1）增强型扩展键盘的结构）增强型扩展键盘的结构（2）键盘扫描码的发送）键盘

4、扫描码的发送8048单片机从单片机从DATA OUT端输出扫描码，送到端输出扫描码，送到五芯插头的五芯插头的2脚，并由脚，并由CLOCK OUT输出时钟输出时钟定时信号，送到五芯插头的定时信号，送到五芯插头的1脚。主板上的键脚。主板上的键盘接口电路按照这两个脚的信号同步串行接收盘接口电路按照这两个脚的信号同步串行接收数据。数据。主机也可以通过接口主机也可以通过接口1，2引脚向键盘发送信息，引脚向键盘发送信息，包括复位、重新发送、启动、设置速率等。包括复位、重新发送、启动、设置速率等。3.键盘接插件标准键盘接插件标准目前目前PC上常用的键盘插口有上常用的键盘插口有2种种:比较老式的比较老式的直径

5、直径13mm的的5芯芯PC键盘插口键盘插口；最常用的最常用的直径直径8mm的的6芯芯PS2键盘插口键盘插口。图图9-24.IBM-PC机键盘中断服务机键盘中断服务主主板板上上的的键键盘盘接接口口收收到到一一个个字字节节数数据据后后，通通过过8259的的IRQ1向向CPU请求中断。键盘中断类型码为请求中断。键盘中断类型码为09H。（1）从从键键盘盘接接口口（8255的的PA端端口口，地地址址60H）读读取取键键盘盘扫描码。扫描码。（2）将将扫扫描描码码转转换换成成ASCII码码或或扩扩展展码码，存存入入键键盘盘缓缓冲冲区。区。（3）如如果果是是换换档档键键（如如CapsLock，Ins等等），将

6、将状状态态存存人人BIOS数据区的键盘标志单元。数据区的键盘标志单元。（4）如如果果是是组组合合键键（如如Ctrl+A1t+Del）则则直直接接执执行行，完完成其对应的功能。成其对应的功能。（5）对对于于中中止止组组合合键键（如如Ctrl+C或或Ctrl+BreaK），强强行中止程序的执行，返回系统。行中止程序的执行，返回系统。9.1.2 鼠标鼠标1.鼠标的结构和工作原理鼠标的结构和工作原理 鼠标结构可分为鼠标结构可分为光电机械式光电机械式、光电式光电式、轨迹球轨迹球等等。光光电电机机械械式式是是目目前前最最常常见见的的鼠鼠标标。鼠鼠标标内内置置X方方向向滚滚轴轴和和Y方方向向滚滚轴轴。X，Y

7、滚滚轴轴上上装装有有带带孔孔的的译译码码轮轮，它它的的转转动动会会阻阻断断或或导导通通LED发发出出的的光光线线，在在光光敏敏晶晶体体管管上上产产生生表表示示位移的脉冲。位移的脉冲。光光电电鼠鼠标标用用发发光光二二极极管管向向底底部部发发射射光光线线，光光敏敏三三极极管管接接收收经经反反射射的的光光线线，将将位位移移信信号号转转换换为为电电脉脉冲冲。由由于于没没有有橡橡胶胶滚球，日常维护方便。滚球，日常维护方便。鼠鼠标标按按照照按按键键数数目目可可分分为为两两类类：两两键键鼠鼠标标（MS MOUSE）和和三三键键鼠鼠标标（PC MOUSE）。三三键键鼠鼠标标常常用用中中键键来来控控制制翻翻页操

8、作。页操作。2.鼠标接口标准鼠标接口标准鼠标接口有传统的鼠标接口有传统的COM、PS/2和新型的和新型的USB三种。三种。（1）串行通信口鼠标）串行通信口鼠标串串口口鼠鼠标标使使用用9针针D型型接接口口，采采用用RS-232C标标准准进进行行通通信。信。（2）PS2鼠标鼠标PS2鼠鼠标标最最早早用用在在IBM PS2系系列列微微机机上上而而得得名名。它它使使用用专专用用的的鼠鼠标标接接插插座座（6芯芯DIN型型头头），安安装装灵灵活方便，不占用串口资源。活方便，不占用串口资源。鼠标器软件中断使用指令鼠标器软件中断使用指令INT 33H。图图9-39.1.3 打印机接口打印机接口1.打印机接口信

9、号打印机接口信号图图9-4所示是打印机接口的接插件。左边为打印机适所示是打印机接口的接插件。左边为打印机适配器接口（配器接口（25芯芯DB25），），右边为打印机联接器（右边为打印机联接器（36芯芯Centronics）。）。图图9-4打印机接口的主要控制信号（输出）打印机接口的主要控制信号（输出）：STROBE#：数据选通，低电平有效。数据选通，低电平有效。AUTO_FD：自动换行，高电平有效。自动换行，高电平有效。INIT#：初始化信号，低电平有效。初始化信号，低电平有效。SEL：联机控制位，高电平有效。联机控制位，高电平有效。主要状态信号（输入）主要状态信号（输入）：BUSY：忙信号，高

10、电平有表示打印机忙。忙信号，高电平有表示打印机忙。ACK#：确认，低电平有效。确认，低电平有效。PE：纸尽信号，高电平有效。纸尽信号，高电平有效。SLCT IN：选择信号，高电平有效。选择信号，高电平有效。ERROR#:出错信号，低电平有效，表示打印机出错。出错信号，低电平有效，表示打印机出错。2.打印机接口内的端口打印机接口内的端口打印机适配器的端口地址可通过跳线或打印机适配器的端口地址可通过跳线或CMOS设置选设置选择择378H37FH（LPT1）或或278H27FH（LPT2）：数数据据输输出出端端口口378H，状状态态输输入入端端口口379H，控控制制输输出出端口端口37AH。控制寄存

11、器格式：控制寄存器格式：状态寄存器格式：状态寄存器格式：D7D6D5D4D3D2D1D0未定义未定义允许中断允许中断联机联机INIT#自动换行自动换行选通选通D7D6D5D4D3D2D1D0BUSY#ACK#PESELTERROR#未定义未定义3.打印机打印机IO功能调用功能调用中中断断INT 17H提提供供了了BIOS的的打打印印机机IO功功能能，如如表表9-3所示。所示。调用号调用号入口参数入口参数出口参数出口参数功功 能能AHAH0 0DXDX打印机号（打印机号（0 02 2ALAL打印数据打印数据AHAH打印机状打印机状态态将将ALAL的的内内容容送送打打印印机机输输出，并读打印机状态

12、出，并读打印机状态AHAH1 1DXDX打打印印机机号号（0 02 2）AHAH打印机状态打印机状态初初始始化化打打印印机机，并并读读打打印机状态印机状态AHAH2 2DXDX打打印印机机号号（0 02 2）AHAH打印机状态打印机状态读打印机状态读打印机状态4.打印机适配器的工作过程打印机适配器的工作过程（1）在）在INIT#上发出负脉冲，对打印机进行初始化。上发出负脉冲，对打印机进行初始化。（2）发送打印数据。）发送打印数据。（3）向向打打印印机机发发送送选选通通脉脉冲冲。由由STROBE端端向向打打印印机机发发出一个负脉冲信号，使数据进入打印机。出一个负脉冲信号，使数据进入打印机。（4）

13、中中断断方方式式下下，打打印印机机输输出出一一个个数数据据后后，返返回回应应答答信信号号ACK#，产产生生IRQ7请请求求信信号号送送往往8259A。查查询询方方式式下，下，CPU检查检查BUSY信号，为信号，为0时发送下一个字符。时发送下一个字符。重复过程（重复过程（2）（）（3）和（）和（4），直到打印完成。），直到打印完成。9.2 软盘和硬盘驱动器接口软盘和硬盘驱动器接口9.2.1 软盘驱动器和接口标准软盘驱动器和接口标准1软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器由主轴驱动、磁头定位和读、写、擦除电路软盘驱动器由主轴驱动、磁头定位和读、写、擦除电路等部分组成。主轴电机以每分钟等部分组成。主轴电机以

14、每分钟300转的速度转动。转的速度转动。索引孔旋转到检测点时，检测电路发出索引信号，表示索引孔旋转到检测点时，检测电路发出索引信号，表示当前位置为一周的起始位置。当前位置为一周的起始位置。盘片上下两面各有一个磁头，盘面号就是磁头号。步进盘片上下两面各有一个磁头，盘面号就是磁头号。步进电机带动磁头作径向运动，使磁头移向所要求的磁道。电机带动磁头作径向运动，使磁头移向所要求的磁道。磁头移到磁头移到0磁道（最外圈）时，发出磁道（最外圈）时，发出0道信号。道信号。驱驱动动器器接接到到主主机机发发送送来来的的读读写写命命令令时时，通通过过控控制制电电路路使使主主轴轴电电机机和和磁磁头头步步进进电电机机工

15、工作作，把把磁磁头头定定位位在在指指定定扇扇区的上方，然后由读写电路进行读区的上方，然后由读写电路进行读/写操作。写操作。2软盘控制器软盘控制器软盘控制器软盘控制器(Floppy Disk Controlor,FDC)的的主要功能：主要功能：（1）接收并识别处理器输出的各种命令；）接收并识别处理器输出的各种命令；（2）根据命令要求向驱动器输出相应的控制信号，控制驱动器）根据命令要求向驱动器输出相应的控制信号，控制驱动器完成指定操作；完成指定操作；（3）监测驱动器有关状态（如定位到）监测驱动器有关状态（如定位到00磁道，写保护等），通磁道，写保护等），通知处理器；知处理器；（4）对处理器要存取的

16、数据进行处理：写入时将并行数据转换）对处理器要存取的数据进行处理：写入时将并行数据转换成串行数据，并按照记录方式编码送驱动器。读出时分离时成串行数据，并按照记录方式编码送驱动器。读出时分离时钟和数据位，将串行数据转换成并行数据，进行校验。钟和数据位，将串行数据转换成并行数据，进行校验。一个软盘控制器最多可接一个软盘控制器最多可接4个软盘驱动器。现在该控制器集个软盘驱动器。现在该控制器集成在成在Super IO芯片中，通过主板的芯片中，通过主板的34针插座与驱动器连接。针插座与驱动器连接。3.磁盘数据的错误校验磁盘数据的错误校验为为了了保保证证数数据据的的可可靠靠性性，在在读读、写写数数据据时时

17、要要进进行行数数据据校验：校验：循循环环冗冗余余码码（CRC）校校验验：写写磁磁盘盘时时用用一一个个16阶阶的的生生成成多多项项式式产产生生16bit的的CRC校校验验码码，跟跟在在数数据据后后面面写写入入磁磁盘盘。读读磁磁盘盘时时把把读读出出的的数数据据连连同同校校验验码码用用相相同同的的生生成成多多项项式式进进行行校校验验。如如果果检检查查出出错错误误，进进行行重重读读，重读仍未成功，报告错误。重读仍未成功，报告错误。9.2.2 硬盘驱动器和接口标准硬盘驱动器和接口标准1.硬盘驱动器结构与读写过程硬盘驱动器结构与读写过程微型计算机中使用的是温彻斯特硬磁盘，它把磁头、盘片、微型计算机中使用的

18、是温彻斯特硬磁盘，它把磁头、盘片、小车、导轨以及主轴等制作成一个整体，密封安装，简称小车、导轨以及主轴等制作成一个整体，密封安装，简称“温盘温盘”。硬盘存储器由磁头、盘片、硬盘驱动器和读硬盘存储器由磁头、盘片、硬盘驱动器和读/写控制电路写控制电路组成。组成。盘片用铝合金材料制成，表面涂有磁性材料。盘片用铝合金材料制成，表面涂有磁性材料。盘面上的一个同心圆周称为一条磁道，盘面上的一个同心圆周称为一条磁道，数据信息记录在磁数据信息记录在磁道上。磁道从外缘向圆心方向编号，通常把根目录和文件道上。磁道从外缘向圆心方向编号，通常把根目录和文件分配表（分配表（FAT）存放在存放在0号磁道。号磁道。每条磁道

19、可分为若干段，每一段称为一个扇区。每条磁道可分为若干段，每一段称为一个扇区。硬盘的读写过程硬盘的读写过程查查找找磁磁道道:驱驱动动机机构构把把磁磁头头定定位位在在目目标标磁磁道道上上方方，目目标扇区旋转到磁头下方时，读标扇区旋转到磁头下方时，读/写操作开始。写操作开始。写写入入时时，数数据据经经编编码码电电路路变变换换成成相相应应的的写写电电流流，送送到到磁磁头头写写线线圈圈，磁磁化化盘盘面面上上的的表表面面磁磁层层，形形成成一一个个微微小小的磁化单元。的磁化单元。读读出出时时，磁磁化化单单元元高高速速经经过过磁磁头头，在在磁磁头头读读线线圈圈中中感感应出电压信号，经放大，整形和选通后输出。应

20、出电压信号，经放大，整形和选通后输出。2.硬盘的主要技术指标硬盘的主要技术指标（1）磁头类型：）磁头类型：磁阻磁头磁阻磁头MR（Magneto Resistive heads）和和巨磁组磁头巨磁组磁头GMR（Giant Magneto Resistive heads）（2）单碟容量：）单碟容量：单张碟片的容量越大，硬盘的总容量随之增单张碟片的容量越大，硬盘的总容量随之增大。大。而且，由于存储密度增大，数据读写速度也得到提高。而且，由于存储密度增大，数据读写速度也得到提高。（3）转速：）转速：转速多为转速多为5400 rpm和和7200 rpm两种。某些两种。某些SCSI硬硬盘的转速已经超过盘的

21、转速已经超过10000 rpm。转速越高，硬盘的传输速转速越高，硬盘的传输速率越快，但由此也带来发热量和噪声增大等问题。率越快，但由此也带来发热量和噪声增大等问题。（4）Cache：Cache的容量越大，硬盘的实际传输率就越大。的容量越大，硬盘的实际传输率就越大。目前采用的目前采用的Cache多为多为512 KB和和2 MB两种。两种。（5）平均寻道时间：磁头寻找目标磁道的时间直接影响磁盘）平均寻道时间：磁头寻找目标磁道的时间直接影响磁盘的工作速度。的工作速度。（6）传输速率：影响传输速率的因素有电机转速、存储密度、）传输速率：影响传输速率的因素有电机转速、存储密度、Cache容量、接口方式等

22、。容量、接口方式等。3.3.IDE接口接口IDE的全称是的全称是Integreted Driver Electronics，即即集成集成驱动器电子部件驱动器电子部件，由由Compaq公司开发，公司开发，Western Digital公司生产，是广泛使用的硬盘控制器接口。公司生产，是广泛使用的硬盘控制器接口。IDE接口在接口在ST 506的基础上进行了改进，的基础上进行了改进，把控制器集把控制器集成到驱动器内。成到驱动器内。IDE采用采用40线单组电缆连接线单组电缆连接，除了对系统总线上的信，除了对系统总线上的信号做必要的处理之外，其余信号基本上是原封不动地号做必要的处理之外，其余信号基本上是原

23、封不动地送往硬盘驱动器。送往硬盘驱动器。IDE实际上是系统级的接口，有的资料上因此也称实际上是系统级的接口，有的资料上因此也称IDE为为ATA（AT-Attachment，AT嵌入式）接口。嵌入式）接口。IDE由于具有多种优点，且成本低廉，在微型计算机由于具有多种优点，且成本低廉，在微型计算机中得到了广泛的应用。中得到了广泛的应用。4.EIDE接口接口IDE只能管理容量在只能管理容量在512 MB以下的硬盘，以下的硬盘，不能满足技不能满足技术的快速发展。术的快速发展。Western Digital在原有基础上开发了新的在原有基础上开发了新的EIDE（增强增强型型IDE）接口，它已经成为新一代的

24、标准。接口，它已经成为新一代的标准。与与IDE相比，相比，EIDE有以下几个方面的特点：有以下几个方面的特点：支持大容量的硬盘。支持大容量的硬盘。EIDE提供两个插座，称为主插座和辅插座，每个插提供两个插座，称为主插座和辅插座，每个插座可连接主、从两个设备，座可连接主、从两个设备，一共可连接一共可连接4个设备。个设备。最大突发数据传输率可达最大突发数据传输率可达16 MB/s（IDE为为3MB/s）。）。EIDE支持三种硬盘工作模式：普通模式（支持三种硬盘工作模式：普通模式（Normal）、）、逻辑块寻址模式（逻辑块寻址模式（Logical Block Addressing）、）、大硬大硬盘模

25、式（盘模式（Large）。）。9.2.3 现代硬盘接口技术现代硬盘接口技术1.Ultra DMA ATA接口接口Ultra DMA接口是在接口是在ATA上发展起来的新型硬盘接口上发展起来的新型硬盘接口标准。仍然采用标准。仍然采用40脚插座，但是在连接线缆的每根信脚插座，但是在连接线缆的每根信号线之间增加了号线之间增加了1根地线，线缆宽度达到根地线，线缆宽度达到80。如果使。如果使用普通的用普通的40线硬盘线，则把线硬盘线，则把Ultra DMA/66当作当作Ultra DMA/33接口的硬盘来使用。接口的硬盘来使用。Ultra DMA接口的数据传输速率可以达到接口的数据传输速率可以达到66MB

26、ps、100MBps、133MBps2.Serial ATA接口接口SATA1.0 接口采用串行差分方式在硬盘和接口接口采用串行差分方式在硬盘和接口之间传输数据，使用之间传输数据，使用1.5GHz的频率工作，数的频率工作，数据传输速率据传输速率150MBps。最新的最新的SATA2.0接口把数据传输速率提高到接口把数据传输速率提高到3000MBps。9.3 显示器和显示接口显示器和显示接口9.3.1 显示器显示器1 显示器的分类显示器的分类阴极射线管显示器（阴极射线管显示器（CRT）CRT显示器在电子枪与荧光屏间有一个布满栅孔显示器在电子枪与荧光屏间有一个布满栅孔的金属荫罩板，因此也称为荫罩式

27、显示器。的金属荫罩板，因此也称为荫罩式显示器。CRT显示器分辨率高，图像质量好，价格便宜，显示器分辨率高，图像质量好，价格便宜，使用寿命较长，但体积大，能耗大。使用寿命较长，但体积大，能耗大。液晶显示器（液晶显示器（LCD）有源矩阵有源矩阵：又称为薄膜晶体管液晶显示器（：又称为薄膜晶体管液晶显示器（TFT）每一个像素点用一个薄膜晶体管控制液晶的透光率。每一个像素点用一个薄膜晶体管控制液晶的透光率。优点：色彩鲜艳，视角宽，图像质量高，响应速度快优点：色彩鲜艳，视角宽，图像质量高，响应速度快缺点：成品率低，价格昂贵。缺点：成品率低，价格昂贵。无源矩阵无源矩阵：用电阻代替有源晶体管：用电阻代替有源晶

28、体管优点：成本低，制造较容易优点：成本低，制造较容易缺缺点点：色色彩彩饱饱和和度度差差，图图像像不不够够清清晰晰，对对比比度度较较低低，视角窄，响应速度慢。视角窄，响应速度慢。与与CRT显示器相比：显示器相比：外尺寸相同的外尺寸相同的LCD显示器可视面积更大，体积小（薄）显示器可视面积更大，体积小（薄），外形美观，图形清晰，不存在刷新频率和画，外形美观，图形清晰，不存在刷新频率和画面闪烁面闪烁的问题的问题价格高，分辨率稍低，产品的寿命受背灯影响价格高，分辨率稍低，产品的寿命受背灯影响2 显示器的技术指标显示器的技术指标（1）尺寸）尺寸由由于于显显像像管管的的边边框框占占了了一一部部分分面面积积

29、，实实际际显显示示面面积积小小于于标标称尺寸称尺寸。例如，。例如，17英寸的显示器的可视范围只有英寸的显示器的可视范围只有15英寸。英寸。（2）显像管的形状）显像管的形状有有球面球面、平面直角平面直角、柱面柱面和和纯平纯平四种四种。（3）逐行隔行扫描）逐行隔行扫描隔隔行行扫扫描描显显示示器器在在低低分分辨辨率率下下逐逐行行扫扫描描，在在高高分分辨辨率率下下改改为隔行扫描。为隔行扫描。隔隔行行扫扫描描显显示示器器对对同同一一屏屏幕幕的的图图像像先先扫扫描描奇奇数数行行，再再扫扫描描偶数行，容易造成水平线上的抖动。偶数行，容易造成水平线上的抖动。逐行扫描可以有效地避免上述不足。逐行扫描可以有效地避

30、免上述不足。（4）点距）点距相相同同颜颜色色的的两两个个相相邻邻荧荧光光体体间间的的距距离离。点点距距越越小小，显显示示出出来来的的图图像像越越细细腻腻，分分辨辨率率越越高高。目目前前大大多多数数显显示示器器的的点点距距是是0.28mm和和0.25mm。（5）刷新频率刷新频率每每秒秒屏屏幕幕刷刷新新的的次次数数。刷刷新新频频率率越越低低，图图像像闪闪烁烁得得就就越越明明显显。一一般般显显示示器器要要求求在在1024768的的分分辨辨率率下下要要能能达达到到75Hz的的刷刷新新率率。还还有有行行频频和和带带宽宽。行行频频是是每每秒秒扫扫描描的的行行数数，如如65K/S，与与这这个个指指标标有有关

31、关的的85K/S等等。带带宽宽是是每每秒秒扫扫描描像像素素的的点点数数，常常见见的的是是几几十十兆兆赫赫兹兹，高高性性能能显显示示器器的的带宽在带宽在100MHz以上。以上。（6）分辨率）分辨率水水平平方方向向和和垂垂直直方方向向上上最最大大像像素素个个数数用用水水平平方方向向像像素素数数垂直方向像素数来表示。垂直方向像素数来表示。9.3.2 显示接口显示接口1 显示卡的种类显示卡的种类MDA（Monochrome Display Adaptor）：单单色色显显示示适适配配器器。只只有有字字符符方方式式，无无图图形形能能力力，在在早早期期的的PC机中使用。机中使用。CGA（Color Grap

32、hics Adaptor）：彩彩色色图图形形适适配配器器。它它支支持持字字符符、图图形形两两种种方方式式。分分辨辨率率不不高高，颜颜色色种种类类较少，是最早的显示卡产品，目前已不使用。较少，是最早的显示卡产品，目前已不使用。EGA（Enhance Color Graphics Adaptor）：增增强强型型图图形形适适配配器器，其其字字符符、图图形形功功能能比比CGA卡卡有有较较大大提提高高，显显示示分分辨辨率率也也较较高高，显显示示方方式式也也比比CGA卡卡丰丰富富，有有11种标准模式。种标准模式。VGA（Video Graphics Array）：视频图形阵列，标：视频图形阵列，标准分辨率

33、为准分辨率为640480，16种颜色。种颜色。VGA卡兼容了上述卡兼容了上述各种显示卡的显示模式，支持更高的分辨率和更多的各种显示卡的显示模式，支持更高的分辨率和更多的颜色种类。颜色种类。SVGA（Supper Video Graphics Array），超级超级VGA。SVGA是是VESA（Video Electronics Standards Association视频电子标准协会）所推荐的一种比视频电子标准协会）所推荐的一种比VGA更强的显示标准。更强的显示标准。SVGA的标准模式是的标准模式是800600，新型显示器分辨率可达，新型显示器分辨率可达12801024、16001200等。

34、等。随着计算机技术的高速发展，特别是随着计算机技术的高速发展，特别是GUI（User Graphic Interface，用户图形接口）方式操作系统用户图形接口）方式操作系统（如（如Windows 系列）的普及，对视频显示系统的要系列）的普及，对视频显示系统的要求也越来越高。显示适配器从早期的文本显示方式，求也越来越高。显示适配器从早期的文本显示方式，到现在第四代到现在第四代3D图形加速卡，在功能、显示速度等方图形加速卡，在功能、显示速度等方面都有着极大的提高。面都有着极大的提高。2 显示卡的性能指标显示卡的性能指标（1）显示分辨率）显示分辨率显显示示器器上上每每个个点点的的信信号号来来自自显

35、显示示接接口口，显显卡卡的的分分辨辨率率不不应应低于显示器的分辨率。低于显示器的分辨率。（2）刷新速度）刷新速度显显卡卡的的刷刷新新频频率率与与显显示示器器的的扫扫率率频频率率相相同同时时，才才能能得得到到满满意的效果。意的效果。（3）颜色和灰度）颜色和灰度色色彩彩数数由由显显卡卡上上每每个个像像素素使使用用的的存存储储器器位位数数决决定定。例例如如，每每个个点点用用16bit存存储储，可可以以有有65536种种不不同同的的色色彩彩，也也称称为为“16位位色色”。彩彩色色图图形形卡卡连连接接单单色色显显示示器器时时，用用灰灰度度等等级级代替颜色。代替颜色。9.3.3 显示接口组成显示接口组成显

36、显示示接接口口卡卡上上包包括括CRT控控制制器器（CRTC）、寄寄存存器器、显显示示存存储储器器、视视频频BIOS和和总总线线接接口口等等部部件件。早早期期的的CRT控控制制器器芯芯片片常常采采用用MC6845 CRT，新新一一代代的的显显示示控控 制制 器器 则则 以以 Nvidia公公 司司 的的 GeForce、ATI公公 司司 的的Radeon系系列列为为典典型型代代表表。它它们们不不仅仅能能高高速速显显示示二二维维图形，而且提供了强大的三维显示能力。图形，而且提供了强大的三维显示能力。1 视频控制芯片视频控制芯片CRTC视视频频控控制制芯芯片片（CRTC）是是整整个个视视频频显显示示

37、接接口口电电路路的的核核心心部部件件，它它决决定定了了整整个个显显示示适适配配器器的的性性能能。芯芯片片内内含含微微处处理理器器、定定时时计计数数器器、中中断断寄寄存存器器、程程序序存存储储器器ROM和和多多个个可可编程端口寄存器。编程端口寄存器。2 显示存储器（显示存储器（VRAM）显示器有二类不同的工作模式：文本方式和图形方式显示器有二类不同的工作模式：文本方式和图形方式文本方式文本方式：VRAM中存放每个待显示字符的编码和属中存放每个待显示字符的编码和属性。性。字符的编码通过字符的编码通过“字符发生器字符发生器”转变成这个字符字转变成这个字符字形的点阵信息送显示器。属性规定了字符的颜色（

38、前景形的点阵信息送显示器。属性规定了字符的颜色（前景色），背景色，闪烁及高亮度等参数。色），背景色，闪烁及高亮度等参数。图形显示方式图形显示方式：VRAM中存放每个像素的色彩信息。中存放每个像素的色彩信息。显示的分辨率越高，颜色越多，显示内存也就越大。显示的分辨率越高，颜色越多，显示内存也就越大。1024768、32位彩色所需的显存为位彩色所需的显存为10247683283147728字节字节3.15MB。为了进行快速的三维图形显示，为了进行快速的三维图形显示，VRAM还需要储存大量还需要储存大量的其他信息。现在的的其他信息。现在的3D显示卡上大多配置了显示卡上大多配置了8MB64MB显存以满

39、足高质量图形的输出。显存以满足高质量图形的输出。VRAM的读写速度直接影响显卡的工作速度。的读写速度直接影响显卡的工作速度。3 DAC寄存器寄存器DAC视频部件含有视频部件含有256个宽个宽18位的寄存器，既用于供位的寄存器，既用于供用户执行调色板选择功能调用，还具有转换显示数据用户执行调色板选择功能调用，还具有转换显示数据的作用。的作用。在文本方式下，在文本方式下，VGA视频控制器自动将刷新视频控制器自动将刷新缓存中的数据转换成为点阵流，输出视频信号及属性缓存中的数据转换成为点阵流，输出视频信号及属性信息。在图形模式下，刷新缓存中的像素信息表示每信息。在图形模式下，刷新缓存中的像素信息表示每

40、个像素的颜色。这些信息在颜色代码确定后，会自动个像素的颜色。这些信息在颜色代码确定后，会自动转换为模拟视频信号输出。转换为模拟视频信号输出。4 VGA BIOSVGA BIOS是用于显示输出的基本输入输出程序是用于显示输出的基本输入输出程序，同，同时还包含有字符阵列码信息。时还包含有字符阵列码信息。VGA BIOS是用户进行是用户进行标准输出的底层设备，是显示设备的重要接口。标准输出的底层设备，是显示设备的重要接口。5 总线接口总线接口显显示示适适配配器器通通过过总总线线与与系系统统连连接接。ISA、EISA，与与VESA部部件件扩扩展展能能力力差差，这这三三种种总总线线均均己己淘淘汰汰。现现

41、在在使使用用的的PCI与与AGP总总线线有有较较高高的的带带宽宽，总总线线时时钟钟频频率率高高，传传输输速速度度快快，在现代微型计算机系统中得到广泛的应用。在现代微型计算机系统中得到广泛的应用。6 显示器接口显示器接口显显卡卡通通过过15针针（或或9针针）D型型插插座座与与显显示示器器连连接接。其其DB15型插座的形状和信号如图型插座的形状和信号如图9-8所示所示图图9-5DVI 显示器接口显示器接口LCD液液晶晶显显示示器器使使用用数数字字信信号号控控制制各各颜颜色色的的显显示示，这这时时就就没没有有必必要要把把显显示示存存储储器器中中的的数数字字信信号号转转换换成模拟信号传送到显示器，再还

42、原成数字信号。成模拟信号传送到显示器，再还原成数字信号。新新 一一 代代 的的 显显 卡卡 使使 用用 称称 为为“DVI（Digital Vedio Interface，数数字字视视频频接接口口）”与与新新型型LCD液液晶晶显显示器相连接。示器相连接。DVI接接口口有有DVI-D、DVI-I两两种种模模式式，其其中中DVI-D为为纯数字模式，而纯数字模式，而DVI-I为数字、模拟兼容模式。为数字、模拟兼容模式。DVI-I型型显显示示接接口口接接插插件件内内信信号号由由两两部部分分组组成成：右右边边的的十十字字针针芯芯和和四四个个点点5个个针针脚脚，连连同同左左侧侧的的1个个针针脚脚共共6个个

43、针针脚脚，用用来来传传输输模模拟拟视视频频信信号号。左左侧侧38共共24个个针针脚脚中中剩剩余余的的23个个针针脚脚，用用来来组组建建TMDS通通道道，传传输输数数字字视视频频信信号号。使使用用DVI接接口口之之后后，视视频频信信号号的的传传输输速速率率可可以以得得到到较较大大的的提提升升，显显示示质量也将同步提高。质量也将同步提高。9.3.4 显卡总线类型显卡总线类型1 PCI总线接口总线接口 PCI总线的时钟频率为总线的时钟频率为33 MHz、峰值带宽峰值带宽133 MB/S，已已经不能满足三维应用的迅猛发展经不能满足三维应用的迅猛发展2 AGP总线接口总线接口1996年由年由Intel公

44、司开发公司开发AGP总线使用与外频相同（总线使用与外频相同（66MHz或或100MHz）的时钟频率进行的时钟频率进行数据传输，在同样数据传输，在同样32位数据总线的条件下，位数据总线的条件下，AGP总线的数据传总线的数据传输速率为输速率为266MBS。如果再对时钟脉冲进行技术处理，重新建立如果再对时钟脉冲进行技术处理，重新建立66MHz的倍频的倍频或四倍频时钟，或四倍频时钟，让让AGP在一个时钟周期的上升沿和下降沿在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传输一次数据，可实现各传输一次数据，可实现AGP2（533MBs）、）、AGP4（1066MBS）的速率，加快了数据传输速率。的速率，加快了数据传输速

45、率。3 PCI-Express 总线接口总线接口 2002年，由年，由Intel公司发起，多个业界公司联合推出了公司发起，多个业界公司联合推出了PCI-Express 总线。它在软件层面上与总线。它在软件层面上与PCI总线兼容，原总线兼容，原有的软件不加修改就可以应用在有的软件不加修改就可以应用在PCI-Express总线的设备总线的设备上。使用一组（上。使用一组（4根）信号线的基本型总线称为根）信号线的基本型总线称为PCI-Express X1，双向传输时实际带宽已经达到双向传输时实际带宽已经达到500MB/s，比，比33MHz PCI总线的速度快一倍左右。在总线的速度快一倍左右。在Inte

46、l 915以上的芯以上的芯片组构成的系统中，存储控制中心（片组构成的系统中，存储控制中心（MCH）芯片上提供了芯片上提供了使用使用16组信号线组成的组信号线组成的PCI Express16总线，用于连接显总线，用于连接显卡，它单向就能够提供卡，它单向就能够提供4GB/S的带宽，远远超过的带宽，远远超过AGP 8X的的2.1GB/s的带宽。的带宽。9.4 声卡及其接口声卡及其接口声卡声卡（也称为（也称为音频卡音频卡、声效卡声效卡）是多媒体计）是多媒体计算机不可缺少的重要部件。现在的声卡不仅算机不可缺少的重要部件。现在的声卡不仅仅作为发声之用，还兼备了声音的采集、编仅作为发声之用，还兼备了声音的采

47、集、编辑，语音识别，网络电话等多种用途。辑，语音识别，网络电话等多种用途。在相应软件的支持下，声卡应具备以下大部分或在相应软件的支持下，声卡应具备以下大部分或全部功能：全部功能：（1）录制、编辑和回放数字声音文件）录制、编辑和回放数字声音文件（2）控制各声源的音量并混合在一起）控制各声源的音量并混合在一起 （3）对声波文件进行压缩和解压缩）对声波文件进行压缩和解压缩（4）语音合成技术）语音合成技术（5）MIDI接口（乐器数字接口）接口（乐器数字接口）声卡的插孔声卡的插孔（1）Line-In：连连接接其其他他外外部部声声源源，如如微微型型CD播播放放器器、调调谐谐器、数字录音机等，进行播放或录音

48、。器、数字录音机等，进行播放或录音。（2）Line-Out：连接有源音箱。连接有源音箱。（3）MIC：连接语音输入话筒（麦克风）。连接语音输入话筒（麦克风）。（4）Spacker：接连无源音箱、耳机或小功率音箱。接连无源音箱、耳机或小功率音箱。（5）游游戏戏杆杆/MIDI：连连接接游游戏戏操操纵纵杆杆或或者者数数字字电电声声乐乐器器MIDI设备，也可以用来连接其他简单控制设备。设备，也可以用来连接其他简单控制设备。（6）CD音音源源连连接接器器(CD Audio Interface)：连连接接光光驱驱尾尾部部的的四四针针连连接接器器。光光驱驱播播放放音音乐乐CD时时，将将输输出出的的音音频频信

49、信号号送送往往声卡，处理后输出。声卡，处理后输出。（7）PC 喇叭连接器：连接主板上的喇叭连接器：连接主板上的PC喇叭。喇叭。9.5 IEEE 1394总线及接口总线及接口9.5.1 IEEE1394总线的特点总线的特点9.5.2 IEEE1394总线工作方式总线工作方式9.5.3 IEEE1394接口类型接口类型9.5.4 IEEE1394接口与接口与USB接口比较接口比较9.5.1 IEEE1394总线的特点总线的特点（1）数数字字接接口口：数数据据以以数数字字形形式式传传输输，无无需需数数模模转转换换，同同时支持同步和异步两种数据传输模式。时支持同步和异步两种数据传输模式。（2）点点对对

50、点点总总线线技技术术：通通过过1394接接口口直直接接连连接接而而无无需需计计算算机的干预。机的干预。（3）连连接接方方便便：IEEE 1394采采用用设设备备自自动动配配置置技技术术，允允许许热插拔操作。热插拔操作。（4）速速 度度 快快：能能 够够 以以 200Mbps、400Mbps甚甚 至至 大大 于于800Mbps的速率来传送音频、视频信息等大容量数据。的速率来传送音频、视频信息等大容量数据。（5）物理体积小：制造成本低，易于安装。）物理体积小：制造成本低，易于安装。（6）非专利性：使用）非专利性：使用IEEE 1394总线不存在专利问题。总线不存在专利问题。9.5.2 IEEE13