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23 第5章第4讲 输入设备和输出设备.ppt

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本课件介绍外部设备的分类与功能定位,讲解键盘、鼠标、扫描仪等输入设备与打印机、显示器等输出设备的工作原理与主要特点,并简介智能输入设备与终端类型,并说明终端与智能输入设备。

第四单元第四讲输入设备和输出设备讲次标题页,常用输入设备与输出设备的功能与特点
外部设备要点列表,涵盖输入/输出设备、外存储器、脱机输入/输出设备等主要内容
外部设备功能要点列表,涵盖完成数据的输入(和、与接口进行连接、与主机进行通信等主要内容
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第1页:第四单元第四讲输入设备和输出设备

第四单元第四讲输入设备和输出设备

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现常用输入设备与输出设备的功能与特点。

  • 输入设备
  • 输出设备

第2页:外部设备

  • 输入/输出设备
  • 外存储器
  • 脱机输入/输出设备
  • 主要完成人机交互
  • 是电子、机械、光学、化学等多学科的交叉
  • Anyway, Anywhere, Anytime, Anyone

第3页:外部设备功能

外部设备功能

  • 完成数据的输入(和/或)输出
    • 信号转换
    • 数据采样
  • 与接口进行连接
    • 接口信号,电平标准等
  • 与主机进行通信
    • 通过总线进行
    • 速度和方式

第4页:输入设备

  • 键盘
  • 鼠标
  • 扫描仪

第5页:输入输出设备

  • 功能要求
    • 能完成字符的输入
  • 设计要求
    • 完成功能
    • 稳定可靠

第6页:键盘的运行原理计算机的键盘

键盘的运行原理计算机的键盘,用于向主机内敲入字符、功能键、汉字等符号,通过逐次敲击键盘上不同的键来完成。被敲击的键将以一个特定的编码被表示并被存入计算机主机。

故键盘的运行原理,是把敲击的键在键盘上的位置对应为一个编码。…...并行接口并行接口+5V10K0列1列m列0行1行n行键盘键..。

....。

第7页:键盘的运行原理把每个键

键盘的运行原理把每个键在键盘上的位置对应为一个编码

具体实现:是用行列扫描的方法,即把每个键分配在一个m列*n行矩阵的一个交叉点上,通过并行接口向n行依次送出仅有一行为零、其余各行均为一的值,再用并行接口读入m列上的取值。当该值不为FFH(全1码)时,表明有键按下,若该值仅含一位零,表明取值为0的行、列的交叉点的键被按下,用一个对照表即可得到相应键的编码。

尚需解决如下的一些问题:键的抖动、多键同时按下、由哪个部件完成这些操作过程。

第8页:并行接口

并行接口并行接口+5V10K0列1列m-1列0行1行n-1行键盘键.....

…...011A键1 1 01...并行接口送来1 0… 1的n位数值到二极管的负极,并行接口接收键盘线路m列送出的m位数据。当A键按下去后,5V电源送出经电阻、A键、二极管到0信号处的电流,从而在第2列产生0电平(红线所示),其他各列都给出高电平(黑线所示),故并行接口接收到的是1 1 0 … 1这样的m位数据110...。

1 1 0 1...二极管。

第9页:输入输出设备

POS机键盘

  • 功能要求
    • 抗污染和腐蚀
  • 设计实现

第10页:键盘接口

  • 采用串行口或者并行口
  • 中断方式
  • 总线
    • USB
    • 慢速总线

第11页:输入输出设备

  • 鼠标的产生
    • 图形界面的出现,需要鼠标来进行拖动等操作
  • 鼠标功能
    • 根据鼠标的移动,在屏幕上移动位置
    • 选中某个对象

第12页:机械鼠标

  • 如何获得X和Y方向的位移量?–通过鼠标球的滚动
  • 机械鼠标原理
    • 底部有1个圆球,连接有两个滑动变阻器
    • 圆球在移动时,带动变阻器,使X和Y方向电流产生变化
    • 计算机主机由此计算出X和Y方向的位移,并将它在屏幕上进行相应的移动
    • 鼠标命令由鼠标表面的按键决定

第13页:光电鼠标

  • 光学式鼠标
    • 发光二极管取代小球,–特制鼠标垫配合,垫上有小格
    • 根据感应的格数来计算位移量
  • 光电式鼠标
    • 不用专门的鼠标垫
    • 在鼠标球上开裂缝
    • 计数器统计光脉冲数

第14页:计算机总线

与主机通信

  • 接口
    • 串口
    • USB
  • 总线
    • 慢速总线
    • USB
  • 协议
    • 定时,向主机发送3个字节,X、Y和当前按键状态。–主机根据这3个字节的内容,将屏幕上的箭头移动到规定位置,并响应按键命令。

第15页:输入输出设备

  • 被扫描对象放置在平板上,由底部光源照射。
  • 通过电荷耦合装置,当检测到光照射时,电荷耦合装置被充电。
  • 收集这些信息,并将其转换为数字表示,可得到点阵信息,传送给主机。
  • 彩色扫描,可通过不同光源进行扫描。

第16页:实时输入设备

实时输入设备

  • 语音
  • 图形

第17页:智能输入设备

智能输入设备

  • 语音识别
  • 手写体识别
  • 印刷体识别

第18页:输出设备概述

输出设备概述

  • 点阵式输出设备(视觉)
    • 以点阵的组合来表示不同的形状
    • 提供每个点的存储输出属性
    • 点阵输出设备将点按属性规定的颜色和灰度输出
  • 听觉
    • 音乐、语音合成
  • 触觉
    • 可穿戴计算机
  • 嗅觉

第19页:点阵输出设备

点阵输出设备

  • 显示器
    • CRT
    • LCD
    • PDP
  • 打印机
    • 针式打印机
    • 激光打印机
    • 喷墨打印机

第20页:阴极射线管

阴极射线管(CRT)显示器

  • 成像原理
    • 通过电子束撞击荧光板上的荧光粉,发光产生亮点
  • 组成
    • 电子枪、显示屏和偏转控制装置

第21页:输入输出设备

输入输出设备

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现键盘、鼠标、打印机与显示器等外部设备。

第22页:输入输出设备

CRT的几个概念

  • 光栅扫描和随机扫描
    • 电子束从左到右,从上到下扫描整个屏幕
    • 只扫描需要显示的点
  • 刷新和帧存储器
    • 为了得到稳定的图象,需要重复扫描整个屏幕
    • 为了重复扫描,需要存储图象信息。
  • 分辨率和灰度级
    • 像素个数
    • 亮暗差别
  • 图形和图像
    • 线条的有无表示
    • 自然景物、照片等

第23页:字符显示的一般原理移位寄存器

字符显示的一般原理移位寄存器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现西文字符、汉字与字符串的编码表示及存储方式。

第24页:字形的产生过程

字形的产生过程

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现西文字符、汉字与字符串的编码表示及存储方式。

第25页:图形显示器

CRT图形显示器

  • 大的VRAM
    • 存储点阵属性
    • 分辨率:1024*768,真彩色,1024*768*3Byte=2.3MB
  • 高速总线
    • 50场/秒,带宽为2.3*50MB/s=112.5MB/s
    • 需要连接PCI总线
  • 专用接口
    • 分辨率更高的图形设备将采用专用接口

第26页:液晶显示器

液晶显示器

  • 显示原理
    • 利用液晶的光学特性
    • 平板后面设置光源
    • 通过液晶改变透射光的偏振性(从水平到垂直)
    • 电场控制
  • 特点
    • 平板显示,不需要高压电,移动方便
    • 无辐射
    • 价格较高

第27页:液晶显示器

液晶显示器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现常用输入设备与输出设备的功能与特点。

第28页:等离子显示器

等离子显示器

  • 成像原理
    • 利用惰性气体在一定电压作用下产生气体放电的特性
    • 产生紫外线,紫外线激发荧光粉发光
    • 在玻璃板之间隔开成象素,每个象素点内有惰性气体和三色荧光粉,用电极控制
  • 特点
    • 易于实现大画面显示
    • 全色显示,色纯度与CRT相当
    • 视角达160度
    • 寿命长
    • 功耗大、成本高、对比度差。

第29页:针式打印机

针式打印机

  • 打印原理
    • 用钢针或钨铼合金针撞击色带,将色带的颜色印到打印纸上,完成一个点的输出
    • 完成全部点阵后输出完毕
  • 组成
    • 打印头与字车、输纸机构、色带机构及控制器
    • 打印控制器包括字符缓冲存储器、字符发生器、时序控制电路和接口电路四部分
  • 打印过程
    • 字车将打印头横向移动到打印起始位置,–取出输出对象点阵的第一列,驱动打印针撞击色带
    • 字车移动一小格,输出下一列,直到本行输出完毕
    • 回车
    • 输纸机构进纸
    • 输出下一行

第30页:输入输出设备

输入输出设备

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现常用输入设备与输出设备的功能与特点。

第31页:输入输出设备

输入输出设备

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现键盘、鼠标、打印机与显示器等外部设备。

第32页:激光打印机

激光打印机

  • 输出原理
    • 利用激光束照射硒鼓,使之放电,不再吸附墨粉来产生打印的形状
  • 结构
    • 见下图
  • 输出过程
    • 硒鼓带电后吸附墨粉
    • 激光束使硒鼓表面被照射的部分放电,释放墨粉
    • 将墨粉压到纸上,并用高温烘烤,使之固化在打印纸上
    • 将硒鼓放电,清扫剩余墨粉

第33页:激光打印机的组成激光部分印字机控制部分

激光打印机的组成激光部分印字机控制部分

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现常用输入设备与输出设备的功能与特点。

第34页:喷墨打印机

喷墨打印机

  • 打印原理
    • 利用喷嘴喷出墨滴到纸上
    • 给墨滴充电,利用电场控制墨滴的方向
  • 构造
    • 见下图
  • 输出过程
    • 压电陶瓷受振荡电脉冲激励产生电致伸缩,喷射出墨滴
    • 给墨滴充电
    • 利用电场控制墨滴的偏转方向

第35页:输入输出设备

输入输出设备

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现常用输入设备与输出设备的功能与特点。

第36页:计算机总线

  • 接口
    • 并行接口
  • 总线
    • 慢速总线
  • 协议
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