計算機(jī)外設(shè)與接口技術(shù)

前言

　　計算機(jī)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅形成了融合度最高、潛力最大、增長最快的信息產(chǎn)業(yè)，而且成為推動全球經(jīng)濟(jì)快速增長和全面變革的關(guān)鍵因素。進(jìn)入21世紀(jì)，我國的信息產(chǎn)業(yè)雖然已取得了長足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比，還有不小的差距。國家信息化的發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)國際競爭能力的提高，迫切需要高素質(zhì)、創(chuàng)新型的計算機(jī)專業(yè)人才?！　「咚刭|(zhì)計算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)離不開高質(zhì)量的計算機(jī)教育。我們的專業(yè)雖然機(jī)會多，處于非常有利的條件，但是我們同樣面臨著一件事，就是從規(guī)模發(fā)展向質(zhì)量提高的轉(zhuǎn)變。怎么提高質(zhì)量專業(yè)素質(zhì)的教育和應(yīng)用素質(zhì)的訓(xùn)練非常重要。尤其是我國高等教育進(jìn)入大眾化發(fā)展階段，社會對計算機(jī)專業(yè)人才呈現(xiàn)出了多樣化的需求。而與此同時，計算機(jī)學(xué)科的發(fā)展已極大地突破了原有的學(xué)科體系框架，形成了在“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”之下向多個專業(yè)方向發(fā)展的新格局。在這種背景下，教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會編制了《高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》（以下簡稱“專業(yè)規(guī)范”）。專業(yè)規(guī)范按照“培養(yǎng)規(guī)格分類”的指導(dǎo)思想，提出了三種類型、四個方向，即科學(xué)型（計算機(jī)科學(xué)方向），工程型（計算機(jī)工程方向、軟件工程方向），應(yīng)用型（信息技術(shù)方向）的計算機(jī)專業(yè)發(fā)展建議，體現(xiàn)了社會對不同人才類型的需求，對于指導(dǎo)我國計算機(jī)教學(xué)改革與建設(shè)，規(guī)范計算機(jī)教學(xué)工作，促進(jìn)計算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的提高都具有重要的意義?！　「咚降慕滩氖且涣鹘逃|(zhì)量的重要保證。為了配合專業(yè)規(guī)范的試行，便于廣大高校教師按照新的專業(yè)規(guī)范組織實施教學(xué)，高等教育出版社在大力支持專業(yè)規(guī)范研究與起草工作的同時，還邀請規(guī)范起草小組的有關(guān)專家成立“高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列教材編審委員會”，組織規(guī)劃了結(jié)合計算機(jī)專業(yè)規(guī)范、面向全國高等學(xué)校計算機(jī)專業(yè)本科生的“高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列教材”。令人高興的是，一批有創(chuàng)新、改革精神，且有豐富教學(xué)經(jīng)驗的高等學(xué)校教師投身到新體系計算機(jī)專業(yè)教材的編寫中來，他們用自己創(chuàng)造性的思維、辛勤的汗水詮釋專業(yè)規(guī)范的思想，把新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容生動地傳達(dá)給師生，并進(jìn)行著有意義的教學(xué)實踐。

內(nèi)容概要

　　《計算機(jī)外設(shè)與接口技術(shù)》系統(tǒng)地介紹了鍵盤、硬盤、打印機(jī)、鼠標(biāo)、顯示器、DVD、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)和調(diào)制解調(diào)器，典型設(shè)備的各種接口適配器，以及網(wǎng)卡、顯示卡、聲卡、USB總線，PCI、AGP、PCI Express、ISA和Multibus總線技術(shù)，并介紹了紅外線IrDA、I2C、藍(lán)牙、觸摸屏接口技術(shù)。《計算機(jī)外設(shè)與接口技術(shù)》從結(jié)構(gòu)組成、性能特點到應(yīng)用程序，較詳細(xì)地介紹了輸入、輸出發(fā)生的原理，以期為編寫接151程序打下基礎(chǔ)，是一本較為新穎、系統(tǒng)、全面的外設(shè)接口技術(shù)書籍，適合用作高校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)計算機(jī)外設(shè)與接口技術(shù)課程的教材，也可供開發(fā)工作者閱讀和參考?！坝嬎銠C(jī)外設(shè)與接口技術(shù)”是有關(guān)“通信與接口、信號與設(shè)備”的課程，主要解決外部設(shè)備與接口電路的數(shù)據(jù)流通方式和途徑問題。

書籍目錄

第1章 關(guān)于PC1．1 系統(tǒng)的組成1．1．1 芯片組與處理器系統(tǒng)1．1．2 接口、總線與外設(shè)系統(tǒng)1．2 關(guān)于接口1．3 關(guān)于總線1．3．1 總線的分類1．3．2 總線信號定義與性能1．3．3 主板常用的系統(tǒng)總線1．4 系統(tǒng)接口BIOS1．5 關(guān)于驅(qū)動程序1．5．1 設(shè)備的驅(qū)動程序1．5．2 I／O空間1．6 小結(jié)習(xí)題與思考題第2章 鍵盤2．1 鍵盤的組成2．1．1 鍵盤分區(qū)2．1．2 鍵的分類2．1．3 掃描原理2．2 鍵盤接口與掃描碼2．2．1 掃描碼2．2．2 鍵盤接口電路2．2．3 鍵盤接口操作2．3 INT9H鍵盤中斷2．4 INTl6H鍵盤服務(wù)功能2．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第3章 顯示器3．1 監(jiān)視器3．1．1 CRT監(jiān)視器原理3．1．2 VGA監(jiān)視器結(jié)構(gòu)3．2 視頻方式3．3 VGA適配器3．3．1 VGA適配器組成原理3．3．2 端口寄存器3．3．3 DAC轉(zhuǎn)換原理3．4 視頻服務(wù)程序3．4．1 文本方式3．4．2 圖形方式3．4．3 視頻DAC功能3．5 顯示卡3．5．1 顯示卡硬件組成3．5．2 8514／A高級視頻適配器3．6 小結(jié)習(xí)題與思考題第4章 打印機(jī)4．1 激光打印機(jī)4．1．1 激光打印機(jī)的工作原理4．1．2 彩色激光打印機(jī)4．1．3 LED發(fā)光二極管打印機(jī)4．2 噴墨打印機(jī)4．2．1 噴墨打印機(jī)的工作原理4．2．2 彩色噴墨打印機(jī)4．3 點陣式打印機(jī)4．3．1 點陣式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)4．3．2 打印機(jī)的電路組成4．4 打印機(jī)適配器4．4．1 打印機(jī)接口電路4．4．2 打印機(jī)接口信號4．4．3 IEEEl284標(biāo)準(zhǔn)4．5 INTl7H打印服務(wù)程序4．6 小結(jié)習(xí)題與思考題第5章 磁盤5．1 磁盤存儲器原理5．1．1 磁記錄原理5．1．2 磁記錄模式5．1．3 磁記錄的編碼格式5．2 硬盤5．2．1 ATA硬盤簡介5．2．2 硬盤驅(qū)動器的組成5．2．3 硬盤控制器5．2．4 硬盤驅(qū)動器的線纜標(biāo)準(zhǔn)5．3 數(shù)據(jù)校驗與糾錯5．3．1 奇偶校驗碼5．3．2 ECC海明糾錯碼5．3．3 CRC循環(huán)冗余校驗碼5．4 磁盤接口程序5．4．1 硬盤驅(qū)動器的命令5．4．2 硬盤端口寄存器5．4．3 INT13H服務(wù)功能5．4．4 虛盤讀／寫程序5．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第6章 通用串行口6．1 串行通信的基本知識6．1．1 名詞術(shù)語6．1．2 調(diào)制解調(diào)器原理6．2 串行端口6．2．1 RS232接口標(biāo)準(zhǔn)6．2．2 串行口適配器6．2．3 串行端口寄存器6．3 數(shù)據(jù)終端DTE之間的通信編程6．3．1 通用串行口的程序流程6．3．2 通用串行口的程序代碼6．4 串行口應(yīng)用舉例6．4．1 主機(jī)通信程序6．4．2 設(shè)備通信程序6．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第7章 USB總線7．1 認(rèn)識USB7．2 USB總線協(xié)議7．2．1 USB總線拓?fù)?．2．2 USB的線纜規(guī)范7．2．3 USB的編碼方式7．2．4 uSB傳輸協(xié)議7．3 數(shù)據(jù)包協(xié)議7．4 描述符（Descriptor）定義7．5 USB硬件組成7．5．1 IJSB控制器7．5．2 集線器7．5．3 USB設(shè)備I／O7．6 建立傳輸7．6．1 控制傳輸進(jìn)程7．6．2 枚舉過程7．6．3 I／O設(shè)備的工作狀態(tài)7．7 小結(jié)習(xí)題與思考題第8章 USB接口與應(yīng)用8．1 USB應(yīng)用程序簡介8．1．1 USB應(yīng)用程序與驅(qū)動程序8．1．2 驅(qū)動程序與INF文件8．2 EZ．USB微控制器芯片原理8．2．1 芯片描述8．2．2 存儲器組織8．2．3 8051指令集8．3 EZ—USB功能部件原理8．3．1 通用端口8．3．2 重置8．3．3 定時器8．3．4 EZ—USB中斷8．4 EZ-USB固件設(shè)計實例8．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第9章 共享總線與局部總線9．1 Muhibus總線9．1．1 Muhibus總線的性能特點9．1．2 Muhibus總線接口信號9．1．3 Multibus總線操作9．1．4 Multibus總線仲裁9．1．5 Muhibus總線接口舉例9．2 ISA總線9．2．1 ISA總線的性能特點9．2．2 ISA總線信號9．2．3 ISA存儲空間9．2．4 ISA接口舉例9．3 EISA總線9．3．1 EISA擴(kuò)展信號及尋址空間9．3．2 EISA接口舉例9．4 小結(jié)習(xí)題與思考題第10章 PCI與PCIExpress總線10．1 PCI總線10．1．1 主要特點和性能10．1．2 PCI總線結(jié)構(gòu)10．1．3 PCI總線信號10．1．4 PCI總線操作10．1．5 PCI總線配置10．1．6 INT1AH服務(wù)功能10．2 AGP總線10．2．1 AGP總線概述10．2．2 AGP總線信號10．3 PCIExpress總線10．3．1 PCIE×16圖形專用總線10．3．2 PCIE×1系統(tǒng)總線10．4 PCI總線接口應(yīng)用10．4．1 PCI9052控制器接口10．4．2 控制任務(wù)與框圖10．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第11章 I2C總線11．1 I2C總線協(xié)議11．1．1 總線的“線與”邏輯11．1．2 總線的數(shù)據(jù)格式11．2 串行EEPROM24COI／02／04／08／16簡介11．2．1 芯片特性11．2．2 功能描述11．2．3 操作時序11．2．4 串行存儲器的訪問11．3 AT24C02IC卡讀／寫程序舉例11．4 小結(jié)習(xí)題與思考題第12章 紅外線12．1 IrDA協(xié)議12．1．1 IrDA1．0 和IrDA1．1 技術(shù)參數(shù)12．1．2 HID—IrDA數(shù)據(jù)包協(xié)議12．1．3 IrDA紅外線信號協(xié)議12．2 紅外系統(tǒng)原理12．2．1 發(fā)射器和接收器原理12．2．2 16PSM編碼12．2．3 調(diào)制解調(diào)器原理12．3 紅外線傳輸應(yīng)用舉例12．3．1 紅外收發(fā)器電路簡介12．3．2 編／解碼器HSDL7001簡介12．3．3 紅外線微控制器LZ8520X簡介12．3．4 USB收發(fā)器PDIUSBD11簡介12．3．5 串行EEPROMIS93C46簡介12．4 小結(jié)習(xí)題與思考題第13章 無線藍(lán)牙接口13．1 藍(lán)牙技術(shù)概述13．1．1 藍(lán)牙技術(shù)的主要特點13．1．2 藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議體系13．2 藍(lán)牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13．2．1 藍(lán)牙分層結(jié)構(gòu)13．2．2 主控制器接口13．3 藍(lán)牙應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計13．3．1 藍(lán)牙模塊簡介13．3．2 藍(lán)牙鍵盤功能13．3．3 藍(lán)牙鼠標(biāo)功能13．4 小結(jié)習(xí)題與思考題第14章 辦公設(shè)備14．1 鼠標(biāo)14．1．1 鼠標(biāo)的工作原理14．1．2 鼠標(biāo)接口14．1．3 鼠標(biāo)驅(qū)動程序14．2 網(wǎng)卡14．2．1 網(wǎng)卡的性能特點14．2．2 網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)組成14．3 調(diào)制解調(diào)器14．3．IST調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)14．3．2 xDSL調(diào)制解調(diào)器14．4 液晶顯示器14．5 掃描儀14．5．1 掃描儀的工作原理14．5．2 掃描儀的主要性能指標(biāo)14．6 小結(jié)習(xí)題與思考題第15章 多媒體設(shè)備15．1 聲卡15．1．1 聲卡概述15．1．2 聲卡的音頻接口15．1．3 聲卡編／譯碼器AD1845簡介15．1．4 編／譯碼器AD1845接口應(yīng)用15．2 光盤存儲器15．2．1 光盤讀／寫原理15．2．2 光盤驅(qū)動器組成15．2．3 光驅(qū)端口15．3 DVD-ROM15．4 數(shù)碼相機(jī)與數(shù)碼攝像機(jī)15．4．1 數(shù)碼相機(jī)15．4．2 數(shù)碼攝像機(jī)15．5 小結(jié)習(xí)題與思考題第16章 觸摸屏16．1 觸摸屏系統(tǒng)的原理16．1．1 電阻式觸摸屏的原理16．1．2 觸摸屏A／D轉(zhuǎn)換原理16．2 ADS7846A／D轉(zhuǎn)換器簡介16．3 MMC2107微控制器簡介16．4 觸摸屏應(yīng)用16．5 小結(jié)附錄附錄AI／0的存儲器分配表附錄BI／0的BIOS調(diào)用表附錄C英文縮略詞附錄DUSB應(yīng)用程序設(shè)計附錄EEZ-USBFX擴(kuò)充寄存器表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章關(guān)　于PC　　學(xué)習(xí)導(dǎo)言：　　接口技術(shù)是基礎(chǔ)性強(qiáng)、具有軟硬件結(jié)合特點的應(yīng)用技術(shù)。　　本章介紹開放式系統(tǒng)的由來和組成；接口和總線的概念，通過流行的PC主板結(jié)構(gòu)和總線插槽，說明了接口在高速到低速的不同信號間的橋梁作用，還描述了總線的性能和分類，建立了接口與總線的關(guān)系；介紹BIOS系統(tǒng)構(gòu)成，建立了軟、硬件之間的關(guān)系，闡明驅(qū)動程序的控制作用及其與一般應(yīng)用程序的區(qū)別?！　‖F(xiàn)代流行的PC機(jī)是指個人計算機(jī)。但是，當(dāng)年的個人計算機(jī)，不僅僅只有IBM PC一個公司、一種標(biāo)準(zhǔn)，還有Apple的MAC（Macintosh），等等。IBM PC和MAC是兩種不同的設(shè)計理念，一種是開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，另一種是封閉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。兩種設(shè)計理念使得當(dāng)年的兩大陣營最終的結(jié)果截然不同，也給當(dāng)今PC的發(fā)展帶來了空前盛況，并形成了一個異常龐大的個人計算機(jī)和外設(shè)家族。　　遠(yuǎn)在1975年，MITS公司在《Popular Electronics》雜志上，首次展示了稱為Altair的設(shè)備。作為第一臺個人計算機(jī)，Altair包含有Intel生產(chǎn)的8080微處理器、CP／M操作系統(tǒng)、一個256B存儲器、一個S-100系統(tǒng)總線、一個供電電源和帶有大量顯示燈的前面板?！　-100總線開放的體系結(jié)構(gòu)，令任何人都可以在插槽上連接電路板，因此許多公司紛紛開發(fā)出不同的微型機(jī)系統(tǒng)。同時，有更多的軟件開發(fā)商，想要加入到工具軟件和控制程序的設(shè)計中來。　　后來，Microsoft與IBM簽訂合同，負(fù)責(zé)設(shè)計語言工具和操作系統(tǒng)。Microsoft充分利用設(shè)計操作系統(tǒng)的便利，將控制軟件，如磁盤緩沖、磁盤壓縮、碎片整理、文件恢復(fù)，及工具軟件，如記事本、計算器、Web瀏覽器等，都捆綁在操作系統(tǒng)上一同銷售。從操作系統(tǒng)到工具語言，從字處理、表格處理到網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能，Microsoft成功地主宰了PC軟件業(yè)。　　……

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