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1、1,计算机外围设备,第八章,2,常用输入设备和输出设备,外围设备是指在计算机主机处理信息前负责把信息送入计算机的设备，以及在主机对信息进行处理后输出处理结果的设备，包括计算机同外部环境联系、实现通信的设备，如下图所示。一般而言是指输入设备、输出设备、和外存储器。,3,常用输入设备和输出设备,4,常用输入设备和输出设备,输入/输出设备是实现计算机系统与人（或其它系统）之间进行数据交换的设备。输入/输出设备是通过接口实现与主机交换数据的。输入设备是把各种信息（包括字符、图形、图像、语言以及电信号等）送入计算机处理的设备，最常用的是键盘、鼠标和扫描仪等。输出设备是把计算机的处理结果用人所能识别形式（
2、例如字符、图形、图像、语音等）表示出来的设备，最常用的是显示器和打印机等。,5,输入/输出接口,由于输入/输出设备在结构和工作原理上与计算机主机有很大差异，因此，在主机与外围设备进行数据交换时，必须有相应的逻辑部件，使计算机主机同输入/输出设备间能正确地传送信息，这个逻辑部件就是输入/输出接口简称为接口。,6,接口的基本功能,(1)实现数据缓冲，使主机与外围设备在工作速度上达到匹配。(2)实现数据格式转换。接口线路在完成数据传送的同时，实现处理器与外围设备之间数据格式的转换。(3)提供外围设备和接口的状态，为处理器更好地控制和调整各种外围设备提供有效的帮助。(4)实现主机与外围设备之间的通信联
3、络控制。包括设备的选择，操作时序的控制与协调，主机命令与外围设备状态的交换与传递等。,7,常用输入设备和输出设备,键盘 鼠标 扫描仪 打印机 显示器,8,键盘,键盘是人向计算机输入信息的最基本的设备，人可以通过按键向计算机输入数字、字母和特定字符和命令。键盘把按下不同键的机械动作转换成计算机能识别的编码。键盘是由一定数量的开关按键（key）按一定规律排列而成的输入设备，如下图所示。常用键盘有83、84、101和103107个键组成，以104键的键为例，104个键可分为4个键区功能键区、主键盘区、光标控制键区和数字键区，按键区名各司其职。,9,键盘外型,10,键盘分类,按照按键（开关）接触方式的
4、不同，键盘有机械式、电容式和薄膜式。在计算机中常用前二种。1)机械式键盘，这种键盘按键后，触点接触通电而产生按键信号；2)电容式键盘，这种键盘利用键运动时极板问电容容量的变化产生按键信号。,11,电容式键盘,12,薄膜式按键,13,键盘输入信息的过程,（1）检测是否有键按下；（2）查出按下的是哪一个键；（3）将该键所代表的信息翻译成计算机能识别的内部代码。如ASCII码或其他预先约定的编码。,14,两类键盘：编码键盘和非编码键盘,编码键盘能自动提供对应于被按键的编码信息，如ASCII码，并能同时产生一个选通脉冲通知微处理器。非编码键盘由一组开关组成，提供行和列的键盘矩阵。其全部工作，包括按键的
5、识别、按键代码的产生、防止串键和消去抖动等问题，都靠程序来实现。,15,非编码键盘,键盘上的按键排列成矩阵形式，对干非编码键盘而言，可以用硬件或软件的方法分别对行与列进行扫描，以获取按键的位置，生成键扫描码，以串行形式传送给主机，主机将接收到的串行扫描码转换为并行数据，最后由软件将扫描码转换为该键对应的ASCII码，供存储或显示。,16,鼠标,鼠标（mouse）它是一种手持式屏幕坐标定位设备。是控制计算机的显示屏幕上光标移动的输入设备，常用于菜单选择、屏幕作图和屏幕编辑等，是微机系统必备的输入设备。,17,鼠标工作简介,鼠标移动时，鼠标内部有测量位移的部件，把移动距离与方向的信息转换为电脉冲送
6、入计算机，再由计算机将电脉冲转换为鼠标指针的坐标数据送显示屏幕，用以达到指示位置的目的。根据鼠标内部测量位移部件的类型不同，有三类鼠标：,18,三类鼠标,1.机械式鼠标：采用机械结构有一个机械球通过摩擦两个滚轮，将滚轮移动距离转换为电信号电脉冲，使显示屏幕上的光标移动。转换部件编码器是机械的；2.光电式鼠标：采用发光二极管和光敏晶体管组合成光电感应器来测是位移。3.光机式鼠标：工作原理同机械式鼠标，但编码器采用的是光学器件。,19,机械式鼠标和光电式鼠标,20,鼠标接口,作为输入设备，鼠标同计算机的连接也必须通过接口，鼠标同计算机接口有三类串行口（COM口）、PS/2口和USB口，串行口（CO
7、M口）是早期机器用的鼠标接口PS/2口是作为固定接口集成在主板上的，USB口的鼠标己普遍应用于笔记本计算机中。此外，还有无线鼠标，这种鼠标与计算机的连接改成红外线，使鼠标移动更灵活。,21,扫描仪,扫描仪是一种能捕获图像信息包括文本、图形和符号，并把它转换为计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备，是一种髙精度的光电组合的设备。对于要在文稿中加入图片或照片时，扫描仪是最好的输入工具。,22,扫描仪,23,扫描仪,扫描仪主要由光学成像部件、机械传动部件和光电转换部件组成，这三个部件相互配合将反映图像特征的光信号转换为计算机能处理的电信号。扫描仪的核心是转换部件完成光电转换的电荷耦合元件C
8、CD（Charge Coupled Device），扫描仪的光源照射在要输入的图稿（或文稿）上，对不透光的纸张文稿产生反射光，对透明胶片文稿产生透射光。光学系统收集这些光信号聚焦到电荷耦合元件CCD，CCD将这些光信号转换成电信号，然后由A/D转换器（模拟/数字转换器）转换为数字信号，产生数字图像信息，传送到计算机。,24,扫描仪,25,扫描仪,扫描仪的正常工作还需有如下软、硬件配合：1.扫描仪接口卡2.扫描仪同计算机之间的连接线USB信号线（或SCSI信号线、或并口信号线）；3.控制扫描工作的有关软件扫描软件、图像编辑软件或光学文字识别软件。,26,打印机,打印机是计算机最基本的硬拷贝输出设
9、备。打印机种类繁多，工作原理和性能各异。一般分为针式打印机喷墨打印机激光打印机,27,打印机,28,1.针式打印机,针式打印机生成字符是依靠电磁力驱动印字部件（打印钢针）击打色带，将打印针击打点阵的印痕（字符或图形）打印到打印纸上，所以针式打印机属于击打式打印机。同属于击打式打印机的还有字模式打印机，这种打印机一次生成一个字符，汉字数量大，无法采用字式打印机。,29,针式打印机示意图,30,2.喷墨打印机,喷墨打印机采用喷墨技术，用喷墨头代替针式打印机的打印头，将墨滴直接喷射到打印纸上形成印点。有两种喷射方式：连续式和随机式。连续式的墨水从喷咀连续喷射，在墨水运动过程中控制喷射方向，使墨滴喷射
10、到纸面上预定位置，形成点阵字符或图像。隨机式则是控制墨水的喷射，而不控制墨水喷射的方向，依靠喷头的移运形成打印字符或图像。目前的喷墨打印机都采用隨机式喷墨打印。,31,喷墨打印机,32,3.激光打印机,激光打印机是基于电子照相技术和激光技术发展的非击打式打印机，关键部件是激光扫描系统和电子照相系统，再加上字符发生器和电子控制电路。激光打印机的基本工作过程是：激光扫描系统产生激光束，由计算机送来二进制图文点阵信息，经接口电路送到字符发生器，产生相应的二进制脉冲信号。而电子照相系统中的感光鼓（和硒鼓）经过初始化、感光和显影，将欲打印的文稿和图像在感光鼓上完成显影。并将文稿和图像传到打印纸上。,33
11、,激光打印机,激光打印机是一种高速度、高质量的打印机，其打印连度最低为4ppm（页/分），一般为12 ppm、16ppm，更高的可达24ppm。打印分辨率最低为300dpi（点/英寸），高的可达1200dpi，己达到照相机的分辨率。由于激光打印机是非击打式打印机，因此工作时噪声小，通常低于53db。,34,激光打印机,35,显示器,显示器是计算机必备的输出设备。用来将主机输出的信息经一系列处理后转换为光信号，以文字、图形形式显示出来。在计算机系统中所采用的显示器通常有CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器和LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）
12、。,36,显示器,37,彩色CRT显示器的内部结构,1.CRT显示器的工作原理,38,彩色CRT显示器的内部结构,由图可见，彩色CRT显示器主要由CRT、视频电路、扫描电路等几部分组成。阴极射线管中的电子枪有3个独立的阴极可向显示屏发出3束平行的电子束，改变阴极和控制极G1之间的电压，可控制电子束电流的强弱，屏蔽极G2和阴极之间的电场使两边的电子束折向中心轴，经聚焦极G3聚焦后由两侧射出，再经两对汇聚极板的静电场作用折向中心，最后经阳极加速后的3束电子在排有竖条形孔的荫罩板的细缝中汇聚后分别准确地轰击涂在荧光屏上对应红绿蓝的三色荧光粉。,39,光柵扫描方式工作,CRT显示器采用光柵扫描方式工作
13、电子束扫描方式，电子束对整个荧光屏进行周期性的扫描，被扫描到的点上的荧光物质发出短暂的光，形成显示图像。电子束从显示屏幕最高位置沿水平方向自左至右的扫描，称为行扫描，第一行扫描完，自上至下一行一行依次扫描，扫描完整个显示屏幕，构成一幅图像称为一帧。,40,光柵扫描方式工作,行与帧的扫描频率分别称为行频与帧频。有两种光柵扫描方式逐行扫描和隔行扫描，如果电子束在垂直扫描时，按奇偶数隔一行扫描一次，称为“隔行扫描”，在行频相同时，可提高帧频；如果电子束在垂直扫描时是依次对每一行进行扫描，称为“逐行扫描”，这种扫描方式具有较高的分辨率。,41,光柵扫描方式工作,帧扫描电路和行扫描电路分别向垂直偏转线圈
14、和水平偏转线圈提供帧频和行频锯齿波电流，在电子枪前端的管颈内产生两个互相垂直的、强度按帧频和行频变化的偏转磁场，电子束在穿过这两个磁场时，受到垂直和水平两个方向的作用力产生位移从左向右、从上向下扫描荧光屏产生一幅幅光柵。水平扫描包括正程和逆程，正程用于显示、逆程用于消隐。,42,光柵扫描方式工作,水平扫描频率称为行频。垂直扫描也包括正程和逆程，垂直扫描频率称为帧频。采用逐行扫描可使屏幕显示无闪烁感。整个屏幕有m条扫描线（被扫描线分成m行），每行有n个点，一个点为一个像素（pixel），全屏幕有mn个像素。显示屏上显示的图形是电子束扫描时在屏幕上产生的不同亮度、不同颜色的像素组成，而不同图形的视
15、频信号由CPU通过接口插座经信号处理送来，通过放大驱动送CRT的阴极，控制电子束在对应位置上产生不同亮度、不同颜色的光点。构成不问的图形。,43,主要性能指标,CRT显示器的主要性能指标为分辨率和对比度分辨率以图像点像素的个数为标志，是衡量显示器显示清晰度的指标，显示的像素越多，分辨率越高，显示的图像和字符越清晰；对比度是指显示的图像和字符与屏幕背景底色的亮度之比，对比度越高，所显示的图像和字符越清晰。,44,2.LCD显示噐工作原理,1）液晶（Liquid Crystal）液态晶体，某些有机化合物，在一定的温度范围内，以液体和固体之间的中间状态液晶状态存在，称为液晶物质。每种液晶物质都有一个
16、称为“液晶相温度”的温度范围，低于“液晶相温度”下限值时，液晶物质处于晶体态，失去液晶物质的流动性；髙于“液晶相温度”上限值时，液晶物质处于液体态；失去液晶物质的光学性。用作LCD显示器的液晶材料要求“液晶相温度”的温度范围较大。,45,液晶,液晶物质具有液体的流动性和晶体的各向异性，液晶分子是按一定的方向整齐排列的，当加上电场时，.会使液晶分子的排列次序打乱或发生变化，改变液晶材料的光学特性。液晶材料的这些特性是液晶显示器显示的基础。,46,2）液晶显示原理,液晶显示原理利用液晶的多种物理光学效应，常用的有动态散射效应（电流效应）和偏光效应中的扭曲效应。近年生产的液晶显示器大多是利用扭曲效应制成的。如图所示。,47,48,液晶显示原理,液晶显示器中的液晶封装在两块平行的玻璃之间，玻璃板内侧有透明电极。电极间未加电压时，液晶分子是平行于显示面排列，对液晶分子进行处理后，液晶分子从顶层到底层扭曲了90度，使偏振光通过液晶时产生90度的偏转效果，再通过与偏振噐有90度的偏转面的另一个偏转器，偏振光不再发生偏转，结果光线可通过显示器而在屏幕上显示。电极间加上电压时，液晶分子未发生扭曲。偏振光通过两个偏振器后产生偏转90度的效果，挡住了光线，可产生亮点黑字的显示效果。这是透射型场效应管液晶显示器的工作原理。,
