輸入設(shè)備和輸出設(shè)備.ppt

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第四單元第四講 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 外部設(shè)備 輸入 輸出設(shè)備外存儲器脫機輸入 輸出設(shè)備主要完成人機交互是電子 機械 光學(xué) 化學(xué)等多學(xué)科的交叉Anyway Anywhere Anytime Anyone 外部設(shè)備功能 完成數(shù)據(jù)的輸入 和 或 輸出信號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采樣與接口進行連接接口信號 電平標(biāo)準(zhǔn)等與主機進行通信通過總線進行速度和方式 輸入設(shè)備 鍵盤鼠標(biāo)掃描儀 鍵盤 功能要求能完成字符的輸入設(shè)計要求完成功能穩(wěn)定可靠 鍵盤的運行原理 計算機的鍵盤 用于向主機內(nèi)敲入字符 功能鍵 漢字等符號 通過逐次敲擊鍵盤上不同的鍵來完成 被敲擊的鍵將以一個特定的編碼被表示并被存入計算機主機 故鍵盤的運行原理 是把敲擊的鍵在鍵盤上的位置對應(yīng)為一個編碼 鍵盤的運行原理 把每個鍵在鍵盤上的位置對應(yīng)為一個編碼 具體實現(xiàn) 是用行列掃描的方法 即把每個鍵分配在一個m列 n行矩陣的一個交叉點上 通過并行接口向n行依次送出僅有一行為零 其余各行均為一的值 再用并行接口讀入m列上的取值 當(dāng)該值不為FFH 全1碼 時 表明有鍵按下 若該值僅含一位零 表明取值為0的行 列的交叉點的鍵被按下 用一個對照表即可得到相應(yīng)鍵的編碼 尚需解決如下的一些問題 鍵的抖動 多鍵同時按下 由哪個部件完成這些操作過程 并行接口 并行接口 5V 10K 0列 1列 m 1列 0行 1行 n 1行 鍵盤 鍵 A鍵 并行接口送來10 1的n位數(shù)值到二極管的負極 并行接口接收鍵盤線路m列送出的m位數(shù)據(jù) 當(dāng)A鍵按下去后 5V電源送出經(jīng)電阻 A鍵 二極管到0信號處的電流 從而在第2列產(chǎn)生0電平 紅線所示 其他各列都給出高電平 黑線所示 故并行接口接收到的是110 1這樣的m位數(shù)據(jù) 二極管 POS機鍵盤 功能要求抗污染和腐蝕設(shè)計實現(xiàn) 鍵盤接口 采用串行口或者并行口中斷方式總線USB慢速總線 鼠標(biāo) 鼠標(biāo)的產(chǎn)生圖形界面的出現(xiàn) 需要鼠標(biāo)來進行拖動等操作鼠標(biāo)功能根據(jù)鼠標(biāo)的移動 在屏幕上移動位置選中某個對象 機械鼠標(biāo) 如何獲得X和Y方向的位移量 通過鼠標(biāo)球的滾動機械鼠標(biāo)原理底部有1個圓球 連接有兩個滑動變阻器圓球在移動時 帶動變阻器 使X和Y方向電流產(chǎn)生變化計算機主機由此計算出X和Y方向的位移 并將它在屏幕上進行相應(yīng)的移動鼠標(biāo)命令由鼠標(biāo)表面的按鍵決定 光電鼠標(biāo) 光學(xué)式鼠標(biāo)發(fā)光二極管取代小球 特制鼠標(biāo)墊配合 墊上有小格根據(jù)感應(yīng)的格數(shù)來計算位移量光電式鼠標(biāo)不用專門的鼠標(biāo)墊在鼠標(biāo)球上開裂縫計數(shù)器統(tǒng)計光脈沖數(shù) 與主機通信 接口串口USB總線慢速總線USB協(xié)議定時 向主機發(fā)送3個字節(jié) X Y和當(dāng)前按鍵狀態(tài) 主機根據(jù)這3個字節(jié)的內(nèi)容 將屏幕上的箭頭移動到規(guī)定位置 并響應(yīng)按鍵命令 掃描儀 被掃描對象放置在平板上 由底部光源照射 通過電荷耦合裝置 當(dāng)檢測到光照射時 電荷耦合裝置被充電 收集這些信息 并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示 可得到點陣信息 傳送給主機 彩色掃描 可通過不同光源進行掃描 實時輸入設(shè)備 語音圖形 智能輸入設(shè)備 語音識別手寫體識別印刷體識別 輸出設(shè)備概述 點陣式輸出設(shè)備 視覺 以點陣的組合來表示不同的形狀提供每個點的存儲輸出屬性點陣輸出設(shè)備將點按屬性規(guī)定的顏色和灰度輸出聽覺音樂 語音合成觸覺可穿戴計算機嗅覺 點陣輸出設(shè)備 顯示器CRTLCDPDP打印機針式打印機激光打印機噴墨打印機 陰極射線管 CRT 顯示器 成像原理通過電子束撞擊熒光板上的熒光粉 發(fā)光產(chǎn)生亮點組成電子槍 顯示屏和偏轉(zhuǎn)控制裝置 燈絲 陰極 聚焦極 石墨層 熒光屏 顯示屏 陽極帽 偏轉(zhuǎn)線圈 柵極 陽極 電子槍 電子束 陰極射線管 CRT 的構(gòu)成和工作原理 CRT的幾個概念 光柵掃描和隨機掃描電子束從左到右 從上到下掃描整個屏幕只掃描需要顯示的點刷新和幀存儲器為了得到穩(wěn)定的圖象 需要重復(fù)掃描整個屏幕為了重復(fù)掃描 需要存儲圖象信息 分辨率和灰度級像素個數(shù)亮暗差別圖形和圖像線條的有無表示自然景物 照片等 字符顯示的一般原理 移位寄存器SL 字符發(fā)生器 ROM 加載控制 水平消隱 行間消隱 垂直消隱 水平同步電路 垂直同步電路 點振蕩器 點計數(shù)器 水平地址計數(shù)器 光柵地址計數(shù)器 垂直地址計數(shù)器 定時控制電路 垂直同步信號 水平同步信號 字符時鐘 代碼 控制 OSC VRAM 1 9 1 80 18 1 9 5 1 25 1 視頻信號 RA3 RA0 字形的產(chǎn)生過程 0000 0001 0010 0100 0101 0110 1111 0111 0011 10H 28H 44H 82H 82H FEH 82H 82H 00H 字符發(fā)生器 ROM ASCII字符代碼 8 4 RA3 RA0 a A 的點陣表示 b 字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 來自VRAM 來自光柵地址計數(shù)器輸出 RA3 RA0 D7 D0 D7 D0 ASCII代碼 41H 指向這個字形 CRT圖形顯示器 大的VRAM存儲點陣屬性分辨率 1024 768 真彩色 1024 768 3Byte 2 3MB高速總線50場 秒 帶寬為2 3 50MB s 112 5MB s需要連接PCI總線專用接口分辨率更高的圖形設(shè)備將采用專用接口 液晶顯示器 顯示原理利用液晶的光學(xué)特性平板后面設(shè)置光源通過液晶改變透射光的偏振性 從水平到垂直 電場控制特點平板顯示 不需要高壓電 移動方便無輻射價格較高 液晶顯示器 等離子顯示器 成像原理利用惰性氣體在一定電壓作用下產(chǎn)生氣體放電的特性產(chǎn)生紫外線 紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光在玻璃板之間隔開成象素 每個象素點內(nèi)有惰性氣體和三色熒光粉 用電極控制特點易于實現(xiàn)大畫面顯示全色顯示 色純度與CRT相當(dāng)視角達160度壽命長功耗大 成本高 對比度差 針式打印機 打印原理用鋼針或鎢錸合金針撞擊色帶 將色帶的顏色印到打印紙上 完成一個點的輸出完成全部點陣后輸出完畢組成打印頭與字車 輸紙機構(gòu) 色帶機構(gòu)及控制器打印控制器包括字符緩沖存儲器 字符發(fā)生器 時序控制電路和接口電路四部分打印過程字車將打印頭橫向移動到打印起始位置 取出輸出對象點陣的第一列 驅(qū)動打印針撞擊色帶字車移動一小格 輸出下一列 直到本行輸出完畢回車輸紙機構(gòu)進紙輸出下一行 針式打印機構(gòu)造 打印紙 導(dǎo)軌 打印針 永磁鐵 鐵芯 銜鐵 線圈 色帶 色帶保護片 滾筒 螺管式電磁鐵 打印針 電磁鐵線圈 銜鐵 殼帽 外殼 導(dǎo)軌 彈簧 激光打印機 輸出原理利用激光束照射硒鼓 使之放電 不再吸附墨粉來產(chǎn)生打印的形狀結(jié)構(gòu)見下圖輸出過程硒鼓帶電后吸附墨粉激光束使硒鼓表面被照射的部分放電 釋放墨粉將墨粉壓到紙上 并用高溫烘烤 使之固化在打印紙上將硒鼓放電 清掃剩余墨粉 激光打印機的組成 激光部分 印字機控制部分 微處理機漢字字形庫 記錄鼓 硒鼓 顯象部分 定形部分 加熱輥 預(yù)熱板 輸紙用輥 轉(zhuǎn)寫 清掃輥 帶電器 印寫部分 清掃部分 轉(zhuǎn)寫部分 接紙部分 紙 激光 噴墨打印機 打印原理利用噴嘴噴出墨滴到紙上給墨滴充電 利用電場控制墨滴的方向構(gòu)造見下圖輸出過程壓電陶瓷受振蕩電脈沖激勵產(chǎn)生電致伸縮 噴射出墨滴給墨滴充電利用電場控制墨滴的偏轉(zhuǎn)方向 噴墨式打印機 墨水槽 噴墨頭 過濾器 收集槽 高壓電源 振蕩發(fā)生器 字符發(fā)生器 打印紙 充電電極 壓電陶瓷 偏轉(zhuǎn)電極 墨水泵 回收器 墨滴偏轉(zhuǎn)方向 噴墨頭移動方向 組成與打印原理 字符打印過程 充了電的墨滴偏轉(zhuǎn)射向打印紙 不帶電的墨滴射入回收器被回收 以7 5點陣為例 打印機 接口并行接口總線慢速總線協(xié)議