第9章扩展输入输出

io 扩展原理
IO 扩展原理指的是输入和输出的扩展方式。

在计算机系统中，IO（Input/Output）是指计算机与外部设备之间进行数据交换
的过程。

常见的外部设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、硬盘等。

在计算机系统中，IO 扩展可以通过多种方式实现，包括硬件
扩展和软件扩展。

硬件扩展是指通过添加新的硬件设备来实现IO的扩展。

例如，可以通过添加USB接口来连接更多的外部设备。

硬件扩展需
要硬件工程师进行设计和实现，并且需要有相应的硬件接口和驱动程序。

软件扩展是指通过编程和软件设计来实现IO的扩展。

软件扩
展可以通过编写驱动程序或者操作系统的接口来实现。

例如，可以通过编写设备驱动程序来支持新的外部设备。

IO 扩展的实现需要考虑多个因素，包括设备的兼容性、性能、稳定性等。

为了保证IO扩展的稳定性，通常需要进行严格的
测试和验证。

总结来说，IO扩展原理是通过硬件或者软件的方式来增加计
算机与外部设备之间的数据交换能力，以满足用户对IO需求
的扩展。

- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。

本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。

工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。

9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。

现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。

输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。

由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。

因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。

在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。

由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。

输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。

这时U CC 提供了直流偏置电流。

由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。

可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。

输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。

交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。

这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。

忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。

发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。

i C 的变化引起R C i C 的相应变化。

第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。

外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。

CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。

2. 简述输入输出接口的作用。

I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。

3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。

在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。

条件控制方式也称为查询方式。

CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。

在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。

传输完数据后，返回原来的程序继续执行。

直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。

4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。

第九章 Java输入输出操作9.1 Java 输入输出流所有的程序语言都提及与本机文件系统交互的方式；Java也不例外。

我们将看看Java 是怎样处理标准文件输入输出的(包括stdin,stout,stderr)。

当你在网络上开发小程序时，你必须注意直接文件输入输出是不安全因素的关键。

大多数用户设置他们的浏览器，可让你自由的访问他们的文件系统，但有的不让你访问。

当然，如果你开发你内部的应用程序，你也许需要直接访问文件。

标准输入输出Unix的用户，或其他基于命令行系统的用户(如DOS)，都知道标准输入输出的含义。

标准输入文件是键盘，标准输出文件是你的终端屏幕。

标准错误输出文件也指向屏幕，如果有必要，它也可以指向另一个文件以便和正常输出区分。

系统类Java通过系统类达到访问标准输入输出的功能。

上面提到的三个文件在这个系统类中实现：Stdin System.in作为InputStream类的一个实例来实现stdin，你可以使用read()和skip(long n)两个成员函数。

read()让你从输入中读一个字节，skip(long n)让你在输入中跳过n个字节。

Stout System.out作为PrintStream来实现stdout，你可以使用print()和println()两个成员函数。

这两个函数支持Java的任意基本类型作为参数。

Stderr System.err同stdout一样实现stderr。

象System.out一样，你可以访问PrintStream 成员函数。

9.2 标准输入输出例子import java.io.* class myCat{public void main(String args[]) throws IOException{int b;int count = 0;while ((b = System.in.read()) != -1){count++;System.out.print((char)b);}System.out.println(); //blank line System.err.println("counted"+count+"total bytes.");}}9.3 普通输入输出类除了基本的键盘输入和屏幕输出外，我们还需要联系文件的输入输出。

1.按功能分类，外部设备大致能够分为〔输进设备〕〔输出设备〕和〔输进输出兼用设备〕2.输进设备的作用是将〔外部信息〕以一定的数据格式送进〔系统内存〕答案：、3.输进设备和输出设备统称为〔外设〕，通常通过〔输进输出接口〕与主机相连接4.输进设备分为〔图形〕输进设备、〔图像〕输进设备、〔语音〕输进设备几类5.输出设备的作用是将〔计算机的处理结果〕提需求〔外界〕6.每一种外设根基上在它自己的〔设备操纵器〕操纵下工作，而〔、适配器〕因此是通过〔〕和〔〕相连接并受〔主机〕操纵7.常用的按键有〔机械触点〕式、薄膜式和〔电容〕式。

其中〔电容〕式键开关无触点，简单可靠，使用寿命长8.鼠标器要紧有〔机械〕式和〔光电〕式两种，后者需要特制的网格板与鼠标配合使用9.光笔能够与〔屏幕〕上光标配合画出或修改图形，是一种定位输进设备10.按显示器件分类，显示器有〔阴极射线管显示器〕〔CRT〕〔液晶显示器〕〔LCD〕和等离子显示器11.显示器的要紧性能指标是图像的〔分辨率〕和〔灰度级〕。

前者的值越高，显示的图像就越清晰12.液晶显示器的要紧工作电压〔低〕、功耗〔低〕、体积小、重量轻、常用作便携式设备的显示器13.字符显示器的操纵逻辑电路的功能包括〔显示操纵〕〔同步操纵〕〔消隐〕和〔光标操纵〕14.不同CRT显示标准所支持的最大〔分辨率〕和〔颜色〕数目是〔不同〕的.15.按所显示的信息内容分类，显示器能够分为〔字符〕显示器、〔图形〕显示器和〔图像〕显示器三类16.CRT显示器上构成图像的最小单元称为〔像素〕17.常用的打印设备有〔点阵式〕打印机、〔宽行〕打印机、〔激光〕打印机、〔彩色喷墨〕打印机，他们都属于〔硬拷贝〕输出设备18.按照工作原理，打印机可分为〔击打〕式和〔非击打〕式两类，激光打印机和喷墨打印机均属于后者19.关于单色显示器，要是每屏能够显示80列*25行=2000个字符，字符窗口为9*14点阵，字符为7*9点阵，因此VRAM中存放的〔2000个字符的ASCII码〕，容量为〔2000〕字节20.显示适配器作为CRT和CPU的接口，由〔刷新〕存储器、〔显示〕操纵器、〔ROMBIOS〕三局限组成。