Avdeev

317

состояния адаптера после выполнения операции: не обнаружен нужный идентификатор, отсутствует сигнал дорожка 0, загружена недействительная команда, некорректируемая ошибка в поле данных и т.д. Регистр команд (1F7H, W) предназначен для записи соответствующей команды (поиск, чтение сектора, запись сектора, форматирование и т.д.). В регистр номера сектора (1F3H, W/R) заносится начальный адрес сектора, необходимый для выполнения операции чтения (запись). Код количества считываемых или записываемых секторов загружается в регистр счетчика секторов (1F2H, W). В регистре управления (3F6H, W) устанавливаются биты: разрешение прерывания, сброс адаптера и позволение выбора МГ.

Регистры младшего и старшего байтов номера цилиндра (1F4H, 1F5H, W/R) используются для задания начального цилиндра в операциях чтения или записи. В регистр стартового цилиндра предкомпенсации (1F1H, W) заносится номер цилиндра, уменьшенный в 4 раза, необходимый для работы схемы предкомпенсации, выполняющей более плотную запись данных на внутренних дорожках диска.

11.15. Оптические накопители

CD-ROM(постоянныеЗУнакомпакт-диске)предназначенытолькодля чтения, обеспечивают произвольный доступ и могут надежно хранить разнообразную информацию (программы, текст, видео- и аудиоинформацию). Лазерный ком- пакт-диск 5.25 дюйма, имеющий емкость 550 Мбайт, позволяет разместить 150000 страниц текста. CD-ROM можно использовать в качестве баз данных для хранения больших прикладных программ или технических чертежей. Чтение компакт-диска осуществляется дисководом CD-ROM, который подключен к интерфейсной плате, например, SCSI-адаптеру, передающему данные в ПК. Дисковод CD-ROM может быть установлен внутри ПК либо имеет внешнее конструктивное исполнение. Прием компакт-диска в дисковод осуществляется с помощью подвижного механического лотка путем нажатия кнопки или с помощью специальной пластиковой коробки (кожуха-контейнера), хранящей диск и вставляемой в дисковод. Обслуживает дисковод CD-ROM специальное программное обеспечение (драйвер).

318

CD-ROM представляет собой диск с отверстием в центре, имеющий пластиковую основу, покрытую металлическим слоем с нанесенным на него лаком. Диск содержит спиралевидную дорожку длиной около 4.5 км, причем на 1 дюйм (2.54 см) приходится 16000 дорожек. Дорожка делится на равные блоки, число которыхустанавливается изготовителем. Данные на диске CD-ROM записаны с одинаковой плотностью и дисковод вращает диск с разной скоростью (быстрее при чтении данных, расположенных ближе к краю). Наличие узкой дорожки, схем обнаруженияикоррекцииошибок,вращениедискаспеременнойскоростью,произвольный доступ - все это значительно усложняет дисковод. На оптические (лазерные) диски информация записывается в виде углублений (плотность записи 15000 углублений на дюйм). Наличие углубления (впадины), отражающего на детектор тонкий (фокусируемый линзой) луч лазера, соответствует двоичной 1, а отсутствие - двоичному 0. Упрощенный вид разреза диска CD-ROM показан на рис. 11.21.

Верхняя поверхность Отражающий слой

Прозрачный слой

Фокусирующая линза

Луч лазера

Рис. 11.21. Упрощенный вид разреза диска CD-ROM

Диск содержит пластмассовый прозрачный слой, на поверхности которого наносятся при записи углубления, называемые питами. На питы нанесен тонкий металлический отражающий слой (например, пленка алюминия). Луч лазера фокусируется с помощью линзы и отражается от металлического слоя, поступает на светочувствительный элемент и затем преобразуется в цифровой сигнал. Продольные плотности записи магнитных дисков и CD-ROM отличаются незначительно, но лазерные диски имеют очень высокую плотность записи дорожек (в 10 раз больше чем у ЖД). Предполагается увеличение этой плотности в 4 раза, т.е. создание CD-ROM емкостью в 2 млрд. байт. Впадины наносятся на диск с помощью лазерной технологии методом выжигания, создания непрозрачных пузырьков на поверхностном слое,

319

кристаллизации и декристаллизации вещества. Существует магнитооптическая запись, когда мощный лазер нагревает домены и изменяет их поверхность. В этом случае имеется возможность создания стираемых дисков.

В настоящее время имеют распространение дисководы с одноразовой записью, которые используются, кроме того, для создания резервных копий ЖД. Лазерные диски имеют большой срок жизни и устойчивы к повреждениям.

Существует два способа оптического доступа к питам диска: путем использования отраженного или проникающего луча лазера. В последнем случае сфокусированный лазерный луч проходит через диск CD-ROM и фиксируется с другой его стороны с помощью фотодиодов. Принцип оптического доступа с отраженным лучом представлен на рис. 11.22.

Рис. 11.22. Принцип оптического доступа с отраженным лучом

На рис. 11.22 показаны пути прохождения прямого луча, посылаемого лазером на поверхность диска, и отраженного от поверхности диска луча, принимаемого фотодиодами. Причем отраженный луч промодулирован в зависимости от наличия или отсутствия питов диска.

На рис. 11.23 изображена обобщенная схема оптического накопителя.

321

обычный каталог. Для выпуска звуковых компакт-дисков фирмами

PhilipsиSoniразработансобственныйстандартCD-I(интерфейскомпакт-диска),ко- торый определяет форматы программного обеспечения, цифровых и текстовых данных, звука и графических изображений. Для реализации сложных игровых и учебных программ используется микропроцессор Motorola-68000. Компания RCA представила стандарт DV-I для размещения на диске видеозаписи, просмотр которой длится 72 мин.

323

манипуляторов “мышь” Рассмотрим принцип работы механической "мыши". При перемещении мыши

по столу (специальному коврику) начинает вращаться каучуковый шар, размещенный в основании корпуса. С шаром соприкасаются два вращающихся ролика (Р1 и Р2), установленные под углом 900 друг к другу. При движении "мыши" в горизонтальномнаправлении(поосиХ)вращаетсяроликР2,апридвиженииввертикальном направлении (по оси У) – ролик Р1. Детекторы Д1 и Д2 вращения роликов передают соответствующие импульсы на плату с электронной схемой, сигналы кодов с которой поступают в ПК. Как уже указывалось, большинство манипуляторов используют последовательный порт RS-232C. Кроме того, имеются беспроводные ("бесхвостые") мыши, использующие инфракрасное излучение для передачи кодов в приемник, подключенный к последовательному порту. На корпусе "мыши" находится одна или несколько клавиш (Кi), код которых также поступает в ПК. Обслуживающая программа определяет текущее положение "мыши" относительно известных положений и состояние ее клавиш и выполняет соответствующие действия. Нажатие одной клавиши "мыши" может быть эквивалентно нажатию клавиши Enter клавиатуры, нажатие другой – клавиши Esc клавиатуры. Программные файлы представляются на экране в виде картинок (пиктограмм), которые выбираются путем подвода курсоранаихместоинажатияклавиши"мыши".ВWINDOWSустанавливаетсячувствительность "мыши" и время двойного щелчка, используемого для запуска программы. Кроме того, выпускаются специализированные многокнопочные "мыши".

Принцип действия оптической "мыши", в которой подвижный шарик отсутствует, заключается в следующем. Такая "мышь" содержит два фотодатчика ФД1 и ФД2, каждый из которых содержит фотоэлемент (фотоприемник) и светодиод (фотопередатчик). Один светодиод излучает красный свет, а другой инфракрасный. Кроме того, фотодатчик ФД1 принимает только красный свет, а ФД2 – только инфракрасный. Фотоэлемент и светодиод ФДi размещены под углом друг к другу, так, чтобы отраженный от поверхности свет попадал на фотоэлемент. Светодиоды освещаютдвухцветнуюсетку,нанесеннуюнаспециальнуюподложку.Приперемещении мышипроисходитотражениесвета,интенсивностькоторогоменяетсявзависимости от приближения (удаления) к линии (от линии). Изменение интенсивности одного или другого света показывает направление движения "мыши" по оси Х или У. Схема

324

платы "мыши" передает соответствующие сигналы Х и У фотоэлементов в ПК, в котором драйвер "мыши" их анализирует и управляет движением курсора на экране.

Кроме того, выпускаются оптомеханические "мыши", содержащие шарик и фотооптические датчики, которые являются как бы частью клавиатуры (подключаются через специальный блок). Сигналы "мыши" воспринимаются как сигналы клавиатуры. В этом случае не используется последовательный порт и упрощается некоторым образом программа обработки сигналов "мыши".

325

Рис. 12.2. Упрощенная схема интерфейса ШМ В схеме интерфейса трекбола содержится два реверсивных счетчика СчХ и

СчУ, содержимое которых может быть считано через шинные буферы(ШБ) на шину данных (ШД) соответственно сигналами чтения ЧтХ и ЧтУ. Для запрещения переполнения счетчиков при вращении шарика в одном и том же направлении применяются дешифраторы предельных значений (переходов от 0 к 255 и от 255 к 0), ДПЗ1 и ДПЗ2.

В других шаровых манипуляторах используются два потенциометра. При вращении шарика происходит изменение значений сопротивлений потенциометров, которое пропорционально влияет на длительность сигналов. Некоторые фирмы выпускают мини-трекболы для портативных ПК, устанавливаемые сбоку от клавиатуры.

12.3. Ручки управления

Ручки управления (джойстики) курсором делятся на два основных типа: потенциометрические и контактные. В потенциометрических ручках применяются 2 потенциометра, подвижные контакты которых связаны универсальным шарниром с ручкой. Если ручка находится в правом верхнем углу, то это соответствует наибольшимзначениямсопротивлений,аеслиручкапомещенавнижнийлевыйугол - минимальным значениям сопротивлений. При центральном положении ручки подвижные контакты устанавливаются посредине потенциометров, и значения сопротивлений равны середине диапазона (рис. 12.3).

по-

по- по-

Рис. 12.3. Положения подвижных контактов потенциометров

326

Для ввода значений R ручки в ПК может быть использована следующая структурная схема адаптера (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Структурная схема адаптера

Структурная схема адаптера игрового порта содержит дешифратор адреса (ДшА), который при опознании собственного адреса (201H) формирует сигнал SEL. Шинныйбуфер(ШБ)используетсядлясогласованиясэлектрическимипараметрами шины управления (ШУ). Таймер содержит 4 ждущих мультивибратора и позволяет одновременно принимать значения R от двух ручек. Длительность сигнала на каждом i-ом выходе таймера (i=1,…,4) связана определенным соотношением с величиной соответствующего R. Приемопередатчик предназначен для согласования с электрическими параметрами шины данных (ШД) интерфейса и для передачи сигналов от кнопок и таймера в ПК при наличии сигнала «чтение» (ЧТ). Работа адаптера заключается в следующем. Командой OUT с адресом 201Н запускаются по сигналу запись (ЗП) все четыре мультивибратора таймера. После чего командой IN с этим же адресом осуществляется ввод сигналов от кнопок пуска ручек и сигналов с переменной длительностьюсоответствующихR. Длительность сигналов преобразуется вПК в цифровой код с помощью таймеров и регистров и используется в игровой программе. Каждая ручка содержит два потенциометра Х и У и две кнопки, подключаемые непосредственно к 15-штырьковому разъему DB-15 ПК. Кроме таймера для преобразования сигналов от потенциометров можно использовать многоканальный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), формирующий на выходах цифровой