第八章计算机常用外部设备精选文档.ppt

第八章计算机常用外部设备本讲稿第一页，共二十八页8.1 外部设备概述外部设备概述n主机以外的硬件设备，称输入输出设备或外部设备，简主机以外的硬件设备，称输入输出设备或外部设备，简称外设。称外设。n外设向多样化、智能化、功能复合化、高可靠性的方向外设向多样化、智能化、功能复合化、高可靠性的方向发展。发展。n输入设备：主要完成输入程序、数据、操作命令、各输入设备：主要完成输入程序、数据、操作命令、各种图形、图像、声音等信息。种图形、图像、声音等信息。n输出设备：输出计算机的处理结果或操作提示。可以输出设备：输出计算机的处理结果或操作提示。可以是数据、文字、表格、图形、图像或语言。是数据、文字、表格、图形、图像或语言。本讲稿第二页，共二十八页输入设备输入设备字符输入设备：键盘字符输入设备：键盘图形输入设备：鼠标、光笔图形输入设备：鼠标、光笔图象：扫描仪、传真机、摄象机图象：扫描仪、传真机、摄象机模拟设备：语音输入、模拟设备：语音输入、AD转换转换外设外设输出设备输出设备打印机打印机击打式击打式非击打式非击打式活字式活字式点阵式点阵式激光激光喷墨喷墨绘图仪绘图仪语音输出语音输出显示器显示器CRT液晶、等离子体显示器液晶、等离子体显示器多媒体多媒体终端设备终端设备外存储器外存储器通信设备通信设备磁盘磁盘磁带磁带光盘光盘本讲稿第三页，共二十八页8.2 常用的输入设备常用的输入设备按结构原理划分按结构原理划分n触点式：触点式：利用机械触点的分离与闭合判断电路的通断，由于利用机械触点的分离与闭合判断电路的通断，由于磨损、氧化等易产生接触不良等故障。磨损、氧化等易产生接触不良等故障。n无触点式：通过按键上下运动使电容的电量发生变化，达到检测无触点式：通过按键上下运动使电容的电量发生变化，达到检测开关的通断，不存在磨损和接触不良等问题，且密封组装有防尘开关的通断，不存在磨损和接触不良等问题，且密封组装有防尘特性。特性。8.2.1 键盘键盘按与主机通信信息划分按与主机通信信息划分n编码键盘：当某个键被按下后，能够提供一个与之相对应的的编码键盘：当某个键被按下后，能够提供一个与之相对应的的编码信息。编码信息。n非编码键盘：用较为简单的硬件和专用的程序来识别被按键的非编码键盘：用较为简单的硬件和专用的程序来识别被按键的位置，提供一个与位置相对应的中间代码位置，提供一个与位置相对应的中间代码扫描码，然后由专扫描码，然后由专用软件将其转换成规定的编码。用软件将其转换成规定的编码。本讲稿第四页，共二十八页微机键盘组成原理微机键盘组成原理n计算机键盘常采用非编码键盘，由单片机和按键矩阵组计算机键盘常采用非编码键盘，由单片机和按键矩阵组成。成。101/102/104个按键。个按键。n键盘自检、键盘扫描、键盘键盘自检、键盘扫描、键盘与主机通信。与主机通信。n键盘缓冲区配合工作。键盘缓冲区配合工作。n键盘通过标准插头、键盘通过标准插头、PS/2PS/2插插头或头或USBUSB插头与主机系统板插头与主机系统板连接。连接。nPC机键盘用机键盘用8048负责键盘控制。负责键盘控制。本讲稿第五页，共二十八页8.2.2 8.2.2 鼠标器和轨鼠标器和轨迹球与操作杆迹球与操作杆n鼠标器是控制计算机显示器鼠标器是控制计算机显示器上光标移动的输入设备。一上光标移动的输入设备。一般有般有2到到3个键。个键。n特点：特点：快速、精确地光标定位，优良的人机交互。快速、精确地光标定位，优良的人机交互。n分类：分类：n指标：指标：分辨率，轨迹速度。分辨率，轨迹速度。n按工作原理分：光电式和机电式按工作原理分：光电式和机电式;n按接口分：串口、按接口分：串口、PS/2PS/2和和USBUSB。n按与计算机通信方式分：有线鼠标和无线鼠标按与计算机通信方式分：有线鼠标和无线鼠标(红外线型和无线电型红外线型和无线电型)；轨迹球与操作杆都是光标指示设备的一种，作用与鼠标一样，可方便、灵轨迹球与操作杆都是光标指示设备的一种，作用与鼠标一样，可方便、灵活、快捷地移动显示器上的光标。它们的特点是体积可以做得很小，便于与笔活、快捷地移动显示器上的光标。它们的特点是体积可以做得很小，便于与笔记本计算机制作为一体。记本计算机制作为一体。光笔也是一种光标定位设备，现在较少使用。光笔也是一种光标定位设备，现在较少使用。本讲稿第六页，共二十八页一、扫描仪一、扫描仪n扫描仪是把图形图像和字符变为二进制图像数据的计算扫描仪是把图形图像和字符变为二进制图像数据的计算机输入设备。机输入设备。n分类分类n台式、手持、滚筒台式、手持、滚筒n黑白和彩色黑白和彩色n指标指标n分辨率、扫描幅面、扫描速度分辨率、扫描幅面、扫描速度8.2.3 扫描仪和数码相机扫描仪和数码相机本讲稿第七页，共二十八页二、数码相机n数码相机（digitalcamera）又叫数字相机，可以将三维景物数字化，使拍摄出来的照片在计算机上进行修改或编辑。n数码相机的性能与技术指标n CCD像素与数码相机分辨率，CCD像素越多，相机记录的点越多，所得影像分辨率越高，目前主流的数码相机的分辨率已经达到400-500万像素。n 存储容量：数码相机的存储容量表征了该相机能够存储照片的多少 n 色彩位数：色彩位数反映了数码相机能正确记录色彩的多少，位数越高越能反映物体的真实本色。目前几乎所有的数码相机都是24位色的，因此通常可不考虑色彩位数问题。本讲稿第八页，共二十八页8.2.4 摄像头和摄像机n摄像头和摄像机都属于视频输入设备，可以捕捉连续的动态影像。n数字摄像头的原理与数码相机类似，也是通过光学镜头成像，只是电路结构更为复杂，能够实现自动连续快速拍摄，并通过内部的电路直接将视频图像信号转换成数字信号输入到计算机。数字摄像头除捕捉连续视频图像外，也能像数码相机拍摄照片一样捕捉单幅图像。但由于本身不具备存储能力，需要连接计算机才能使用。n原理上，数字摄像机与数字摄像头完全相同，成像芯片主要也是CCD，但数字摄像机本身具有存储能力，因而可以脱离计算机独立使用，需要时才与计算机连接，向计算机输入数字信号。本讲稿第九页，共二十八页8.2.5 手写板与触摸屏手写板与触摸屏 n手写板是一种通过手写即能向计算机输入信息的新颖输入设备，它兼有鼠标和键盘的功能，操作使用十分方便，尤其适合输入汉字。n触摸屏也是一种能够替代键盘、鼠标的新型输入设备，适用于公共场合的计算机使用。本讲稿第十页，共二十八页8.2.6 语音录入系统语音录入系统 n语音录入系统能够使用户甩开键盘，通过口述向计算机中输入文字或命令。只要你的计算机配有相应硬件并装上语音录入识别软件，对着麦克风讲话，你的声音就会立刻转换成文字和相应的命令。n语音录入系统的支持硬件是麦克风和声卡。前者能够将人的语音转换为连续的电信号，后者则能够将经麦克风转换得到的连续电信号变换为计算机可以处理的数字信号并输入计算机。本讲稿第十一页，共二十八页8.3 常用的输出设备常用的输出设备一、概述一、概述n分类：分类：nCRT(Cathode Ray Tube)n液晶液晶(Liquid Crystal Display)n等离子体等离子体n性能：性能：n屏幕尺寸、点间距、对比度、屏幕尺寸、点间距、对比度、幀频、行频、扫描方式、灰度幀频、行频、扫描方式、灰度等级或彩色数量。等级或彩色数量。n显示方式：显示方式：n字符字符/数字、全点可寻址方式。数字、全点可寻址方式。8.3.1 8.3.1 显示器显示器显示器显示器本讲稿第十二页，共二十八页视频放大电路视频放大电路同步信号同步信号帧扫描电路帧扫描电路行扫描电路行扫描电路高压高压CRT主机信号主机信号本讲稿第十三页，共二十八页二、显示方式二、显示方式1、字符方式、字符方式显示字母、数字和特殊符号。显示字母、数字和特殊符号。（1）显示缓冲存储器显示缓冲存储器：字符方式下，计算机要显示：字符方式下，计算机要显示的字符以的字符以ASCII码形式存入特定的存储区，每个字码形式存入特定的存储区，每个字符占一个字节单元，这段存储区称显示缓冲存储器。符占一个字节单元，这段存储区称显示缓冲存储器。（2）字符点阵代码字符点阵代码：用一组排成方阵的二进制数：用一组排成方阵的二进制数字来表示字符或汉字。字来表示字符或汉字。从显示缓冲存储器取出的从显示缓冲存储器取出的ASCIIASCII码经字符发生器变码经字符发生器变换为字型点阵码才能显示输出。换为字型点阵码才能显示输出。本讲稿第十四页，共二十八页本讲稿第十五页，共二十八页字符显示原理（字符显示原理（A/N）显示存储器显示存储器第第1行行第第2行行显示缓存存储地址显示缓存存储地址与屏幕显示位置的与屏幕显示位置的对应关系对应关系本讲稿第十六页，共二十八页字符点阵代码的显示过程：字符点阵代码的显示过程：显示存储器显示存储器字符字符编码编码移位寄存器移位寄存器输出输出字符点字符点阵代码阵代码打点打点频率频率字符发生器字符发生器本讲稿第十七页，共二十八页2、图形及汉字的显示原理、图形及汉字的显示原理(APA)n像素：把原始画面离散成像素：把原始画面离散成M M N N个像点，每个点为一个像素。个像点，每个点为一个像素。n图形方式下，显示内容以像素为单位，显示缓冲存储器的每图形方式下，显示内容以像素为单位，显示缓冲存储器的每一个存储位都与一个存储位都与CRTCRT屏幕的某一个像素点相对应。根据灰度屏幕的某一个像素点相对应。根据灰度数的不同决定使用几个数的不同决定使用几个bitsbits来表示。来表示。0 0 0 0 1 1 1 1显示缓冲存储器显示缓冲存储器显示器屏幕显示器屏幕本讲稿第十八页，共二十八页n M=Nc*Nr*LOG2Cn汉字的显示：汉字的显示：n通过汉字的机内码找到汉字点阵码送到显示通过汉字的机内码找到汉字点阵码送到显示缓存的指定位置。缓存的指定位置。n汉字的点阵码存放在汉字的点阵码存放在ROM或磁盘上。或磁盘上。n若每个像素用若每个像素用b位表示，显示器缓存容量为位表示，显示器缓存容量为M，一幅图像的像素数为一幅图像的像素数为Nc*Nr，显示颜色（或灰度）显示颜色（或灰度）数数C，则有：则有：各参数之间的关系各参数之间的关系C=2b本讲稿第十九页，共二十八页三、显示器的性能指标三、显示器的性能指标n屏幕尺寸：显示器屏幕的对角线长度。屏幕尺寸：显示器屏幕的对角线长度。n点间距：显示器屏幕上像素间的距离。点间距：显示器屏幕上像素间的距离。n颜色数：每个像素点可显示的颜色数。颜色数：每个像素点可显示的颜色数。n对比度：图像（字符）与背景的浓度差。对比度：图像（字符）与背景的浓度差。n帧频：字符或图像每秒在屏幕上出现的次数。帧频：字符或图像每秒在屏幕上出现的次数。n行频：单位时间内电子束从屏幕左到右的扫描次数。行频：单位时间内电子束从屏幕左到右的扫描次数。n扫描方式：电子束扫过荧光屏上所有像素的方式，分隔行扫描方式：电子束扫过荧光屏上所有像素的方式，分隔行和逐行扫描方式。和逐行扫描方式。本讲稿第二十页，共二十八页四、显示控制适配器（显示卡）四、显示控制适配器（显示卡）是监视器的控制电路和接口部件，可将显示缓冲区送是监视器的控制电路和接口部件，可将显示缓冲区送出的信息转换成视频控制信号，控制出的信息转换成视频控制信号，控制CRT的显示。的显示。1、组成：、组成：n显示缓冲存储器、字符发送器显示缓冲存储器、字符发送器ROM、CRT控制电控制电路、屏幕扫描控制逻辑电路等。路、屏幕扫描控制逻辑电路等。2、常用、常用PC机显示卡机显示卡CGA：640 200，EGA：640 350，VGA：640 480，SVGA：800 600，XGA：1024 768，SXGA：1280 1024本讲稿第二十一页，共二十八页 分辨率分辨率：显示卡能支持的在屏幕上显示的最多像素数。：显示卡能支持的在屏幕上显示的最多像素数。用每行像素数乘以每列的像素数表示。用每行像素数乘以每列的像素数表示。颜色数颜色数：由属性缓冲区所用的二进制位数决定。：由属性缓冲区所用的二进制位数决定。N位二进制可表示位二进制可表示2N种颜色。种颜色。图形显示缓冲器图形显示缓冲器VRAM的容量的容量：设屏幕上每个像素点：设屏幕上每个像素点对应的对应的VRAM的二进制位数为的二进制位数为N，则则 VRAM的位容量的位容量=N 图形分辨率图形分辨率 =N 垂直点数垂直点数 水平点数水平点数3、显示卡的主要指标、显示卡的主要指标本讲稿第二十二页，共二十八页n例：例：某某PC机的显示器有机的显示器有1024 768的分辨率，要的分辨率，要求可同时显示求可同时显示64K种颜色，则其图形显示卡上种颜色，则其图形显示卡上VRAM的容量至少要配置为多少？的容量至少要配置为多少？解：解：每个像素点对应的每个像素点对应的VRAM的二进制位数为的二进制位数为N，颜颜色数色数:64K=64 1024=2N，则则 N=16 VRAM的位容量的位容量=N 图形分辨率图形分辨率 =16 1024 768（bit)VRAM的字节容量的字节容量=VRAM的位容量的位容量/8 =16 1024 768/8=1.5MB 因此该图形显示卡因此该图形显示卡VRAM的容量至少要配置的容量至少要配置1.5 MB。本讲稿第二十三页，共二十八页8.3.2 声卡和音箱n声卡是现代计算机中重要的多媒体设备，既能用于声音输入也能用于声音输出，它使计算机具有了“听”和“说”的能力。n而声卡作为一个声音的输出设备，其输出的声音信号必须经过电声转换器-耳机或音箱（喇叭）才能最终还原成为人耳所能听到的声音，也才能最终实现计算机“说”的功能。本讲稿第二十四页，共二十八页声卡的功能 v1、采集来自麦克风、收录机等音源的信号，压缩后存放于计算机系统的内存或硬盘中，以及对数字化的声音文件进行编辑加工，使之达到某一特殊效果；v2、将存放于存储设备上的压缩的数字化声音文件经解压缩还原，重建高质量的声音信号，放大后通过耳机或音箱输出；v3、控制音源的音量，对各种音源进行混合，实现混响器的功能；v4、利用语音识别技术，通过声卡识别操作者的声音，实现人机对话；v5、利用语音合成技术，通过声卡朗读文本信息，把文字变为语音信息；v6、使计算机可以控制MIDI电子乐器，录入或重新合成并播放出MIDI电子乐器的声音。本讲稿第二十五页，共二十八页音箱n音箱是将声音信息还原成声音的一种输出设备，按照音箱有无外供电源，分为有源音箱和无源音箱两类。由于声卡输出的音频信号功率较小，因而配合计算机使用的主要是有源音箱。本讲稿第二十六页，共二十八页n分类：分类：n接口：串行（接口：串行（USB）、）、并行（并行（Centronics）n打印方式：击打、非击打打印方式：击打、非击打n字形：点阵、非点阵字形：点阵、非点阵n打印机工作原理打印机工作原理n点阵打印机：计算机点阵打印机：计算机接口接口打印行缓冲器打印行缓冲器字符发生器字符发生器驱动电路驱动电路n激光打印机：潜像、显影、定影激光打印机：潜像、显影、定影n喷墨打印机：热式喷墨、压电喷墨。喷墨打印机：热式喷墨、压电喷墨。8.3.3 打印机打印机本讲稿第二十七页，共二十八页8.3.4 绘图机n随着计算机应用的广泛与深入，绘图机已经日益成为计算机系统的十分重要的输出设备。它不仅可以绘制出点阵图形，而且也可以绘制出复杂、精确的线划图形。广泛应用在产品设计、建筑工程等领域中。n绘图机的种类很多，根据绘图原理的不同，可把绘图机分为两大类：一种是向量绘图机，又称笔式绘图机；另一种是点阵绘图机，又称无笔绘图机。本讲稿第二十八页，共二十八页