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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作液晶显示器工作原理液晶显示器(LCD)是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器（LCD）的原理与阴极射线管显示器（CRT）大不相同。LCD是基于液晶电光效应的显示器件。包括段显示方式的字符段显示器件；矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件；矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。下面介绍三种液晶显示器的工作原理。 1.“扭曲向列型液晶显示器”（Twisted N

2、ematic Liquid crystal display）,简称“TN型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图11所示。向列型液晶夹在两片玻璃中间。这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。这种薄膜通常是一种铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物（Oxide），简称ITO缓笤僭谟?font face=Times New Roman, Times, serifITO的玻璃上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。（图11 a）中左边玻璃使液晶排成上下的方向，右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲, 这也是为什

3、么被称为扭曲型液晶显示器的原因。利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。 因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变，其结果是光经过TN型液晶盒以后其偏振性会发生变化。我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变。那么，我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过（如图12所示）。若外加足够大的电压使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。因此光可顺利通过第二个偏光器。于是，我们可利用电的开关达到控制光的明暗。这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。2.TFT型液晶显示器的原理 TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充

4、液晶分子的设计。只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。在光源设计上，TFT的显示采用背透式照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。 光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。由于左右夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。

5、相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。3. “高分子散布型液晶显示器”（Polymer dispersed liquid crystal liquid crystal display），简称“PDLC型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图13所示。高分子的单体(monomer)与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。在高分子形成的同时，液晶与高分子分开

6、而形成许多液晶小颗粒。这些小颗粒被高分子聚合物固定住。 当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。经过多次反射与折射，就产生了散射(scattering)。此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。足够大电压加在液晶盒两侧的玻璃上液晶顺着电场方向排列，而使每颗液晶的排列均相同。对正面入射光而言，这些液晶有着相同的折射率n。如果我们可以选用的高分子材料的折射率与n相同，对光而言这些液晶颗粒与高分子材料是相同的；因而在液晶盒内部没有任何折射或反射的现象产生。此时的液晶盒就像透明的清水一样。此主题相关图片如下：此主题相关图片如下：显示系统第8章 显示系统 本章介绍了显示系统的

7、技术指标和显示原理，还介绍了显示卡、图形加速、显示器和平板显示器等。第8章 显示系统 本章介绍了显示系统的技术指标和显示原理，还介绍了显示卡、图形加速、显示器和平板显示器等。 8.1 显示系统简介 8.2 显示系统的技术术语和技术指标 8.3 显示卡 8.4 3D图形加速 8.5 CRT显示器 8.6 平板显示器 8.1 显示系统简介 8.1.1 显示系统 说到微机的显示系统，我们首先想到的是显示器，但是实际上，显示系统是由显示器、显示适配器（显示卡）和显示驱动程序组成的。显示器和显示卡的连接如图8-1。屏幕画面的形成过程大致是：.图8-1 显示器的连接示意 显示卡的性能指标，即输出的视频和同

8、步信号的质量高低，决定着系统信息显示的最高分辨率和彩色深度，即画面的清晰程度和色彩的丰富程度。显示驱动程序是与显示卡一一对应的配套软件，它控制着显示卡的工作和显示方式的设置。显示器则负责将显示卡输出的高质量视频信号转换为高质量的屏幕画面 VGA、TVGA、SVGA等显示模式，主要是指显示屏幕上图像分辨率的高低，目前的显示卡和显示器可以兼容各种标准显示模式，因此显示卡和显示器都具有充分的互换性。 8.1.2 显示视频接口 显示卡通过系统I/O总线与主机连接，早期采用ISA、VESA，后来改用PCI，目前多采用AGP。 显示卡提供一个标准的VGA视频接口插座，用于连接显示器的信号电缆插头，将其输出

9、信号送到显示器。显示视频插座是一个9针或15针的D型插座，外形如图 8-2所示。目前的显示卡都是采用一个15针的VGA显示器插座。图8-2 显示卡上的显示器插座 VGA显示卡采用15针D型插座同显示器连接，其输出的是VGA、SVGA模拟视频信号，插座各针的输出信号定义是：针1为红色模拟视频信号R，针2为绿色模拟视频信号G，针3为蓝色模拟数字视频信号B，针4、5、9、12和15未用，针6为红色视频信号的地线R-GND，针7为绿信号地线G-GND，针 8为蓝信号地线B-GND，针10为同步信号的地线Sync-GND，针11为系统地线GND，针13为行同步信号Hsync，针14为场同步信号 Vsyn

10、c。 目前的显示卡可以设置输出多种显示模式的视频信号和同步信号，而显示器则可以与多种显示模式的视频信号和同步信号相匹配。但是，显示卡可以设置的较高分辨率的显示模式有可能超出显示器的行场同步能力，显示器因不能同步而造成屏幕画面滚动。 以Windows 98的显示设置为例，避免分辨率设置超出显示器的做法是：. 8.1.3 显示原理 在计算机显示系统中，有字符和图形两种显示方式，过去的DOS界面就是字符显示方式，而现在的Windows界面就改为图形显示方式，因此显示卡也具有这两种工作方式，它们的原理是大不相同的。 8.1.3.1 字符显示方式的原理 图8-4为EGA/VGA显示卡的字符显示原理。在这

11、个方式下，屏幕上的每一个字符窗口都对应显示卡内存（VRAM）中的两个字节。其中偶字节称作字符代码，用于到字符发生器（RAM）中去查找与该字符代码相对应的字形（也叫字模）。奇字节称作字符属性代码，用于确定该字符窗口中字形的前景颜色、背景颜色和属性修饰。当前选用的某个字形集可以由主板的系统BIOS程序从ROM芯片的字库中调入到位平面2。VGA有8种以上的字形集可供选择，可以根据需要更换位平面2中的字形集，实现多种字形的变换。图8-4 EGA/VGA显示卡的字符显示原理 8.1.3.2 图形显示方式的原理 图形显示方式的原理与字符显示不同，屏幕上的每一个点直接同显存（VRAM）中的二进制数据相对应，

12、按照每一个点所对应的二进制数的位数，来确定一个点可显示的彩色数。比如，每一个点以8位二进制数表示，则彩色数为256色，即屏幕上的每一个点的颜色都可以在256色中选1色。 图8-5为标准EGA/VGA显示卡的图形显示原理。图中设置的调色板寄存器，对EGA来说是6位寄存器共16个，为EGA图形显示方式提供最多64种彩色和每次（同屏）可选择16种彩色的功能。而对VGA来说改为8位寄存器（其中位7和位6取自彩色选择寄存器的位3和位2）共16个，为VGA图形显示方式提供最多256种彩色和每次（同屏）可选择16种彩色的功能。进一步，VGA卡增加的DAC寄存器（彩色图表）为18位寄存器共256个，为VGA图

13、形显示方式提供最多256K种彩色和每次（同屏）可选择256种彩色的功能。图8-5 EGA/VGA显示卡的图形显示原理 显示卡显示点数或彩色数的增加，都需要显存（VRAM）容量的增加，也会增加显卡的成本。而在VRAM容量一定的情况下，提高画面的清晰度（即显示分辨率），就是增加屏幕显示点数，就要减少同屏显示彩色数，反之亦然。8.2 显示系统的技术术语和技术指标 8.2.1 技术术语 下面介绍显示系统的常用数语： 1显像管 PC机显示器使用的是与电视接收机一样的显像管，叫做CRT（Cathode Ray Tube）即阴极射线管。图8-6是CRT的工作原理示意，图8-7是显示器内部的CRT显像管、偏转

14、线圈和电路板等部件。显示器的CRT与电视接收机的 CRT相比，分辨率要高许多，目前也普遍采用了平面直角、纯平、大屏幕和高分辨等技术。图8-6 CRT工作原理图8-7 CRT显像管和相关电路部件 2屏幕尺寸和可视区域 14、15、17和20英寸等都是指显像管屏幕对角线的尺寸。在显示器上，实际可以看到的显像管的区域却达不到这个尺寸，14显示器的可视区域只有12 英寸，15显示器的可视区域只有13英寸多，17显示器的可视区域只有15英寸多。 3屏幕的宽高比 显示器的许多标准来源于电视机，其标准的屏幕宽高比也与电视机一样为4比3，即显示器的屏幕宽度为四个单位，高度为三个单位。为此，显示视频信号规定的标

15、准分辨率模式也基本上是4比3的，比如水平640点、垂直480点，水平800点、垂直600点等。 4屏幕的类型 14显示器多为老式球面显像管。目前多数15和17显示器采用平面直角型显像管，还有少量采用柱面显像管。目前大屏幕显示器均采用纯平面显像管，如图8-8所示。 5显示器的扫描方式 微机系统的CRT显示器都是采用光栅扫描方式，光栅扫描又分为逐行扫描和隔行扫描两种，如图8-9所示。目前选用较多的15、17英寸显示器均已采用逐行扫描方式，水平扫描频率即行频上限为64KHz甚至更高，垂直扫描频率即场频上限为90Hz甚至更高，这样的显示器能满足12801024或更高的分辨率。图8-9 显示器的光栅扫描

16、 6显示器的显示方式和显示模式 就屏幕显示画面的点组织方式而言，显示方式有两种，即字符数字方式（Alphabet/Number，A/N）和全点寻址图形方式（All Point Addressable，APA）。 显示模式主要是指一屏能显示的点数和颜色数（包括一屏能显示的字符数）。常用的显示模式有CGA、EGA、VGA和SVGA（即TVGA）等等。典型的 IBM指标是：CGA为320200和8色，EGA为640350和16色，VGA为640480，SVGA为800600、1024768、 12801024和16001200等。目前的显示都采用VGA以上的显示模式，它们的同屏彩色数可在16、256

17、、16K、32K、64K、16M （所谓真彩色）直到4G中选择。 7显示器的数字调节 显示器的调节功能允许用户自己调节画面几何形状和效果，比如调节画面的亮度和对比度，还有光栅的亮度、对比度、水平幅度、水平相位、行同步、垂直幅度、垂直相位、场同步和枕形失真等。一般分为模拟调节和数字调节两种。数字调节的功能多、精确可靠，又分为电子按钮调节、屏幕菜单调节和单键飞梭调节，见图8- 8。 8USB显示器接口 有些显示器提供了上行和下行两个USB接口，上行口连接机箱主板的USB接口，下行口可以连接其它USB设备。 9显示数据通道 显示数据通道（DDC）是建立在主机和显示器之间的信息通道，可以将显示器的物理

18、数据直接传送给主机。 103D图形加速 3D图形加速是图形适配器普遍采用的三维图形处理技术，目的是减少系统主处理器（CPU）的负担，加快图形图像的处理能力和速度，以满足多媒体和Internet应用的需要。 8.2.2 技术指标 下面介绍显示系统的技术指标： 1CRT点距 点距（Pitch）是指CRT荧光屏上相邻像素的间距，也就是荫罩小孔的距离，单位是毫米（mm）。CRT显像管荧光屏内侧面上排列着红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色荧光物质构成的像素，图8-10描述了RGB三原色像素的排列。目前多数显示器的点距都是0.28mm，也有0.26和 0.24mm的。显像管的物理分辨率由点距决定，点距越小

19、，分辨率越高，图像越精细。 CRT显像管像素也有由RGB三色竖直条纹组成的，这就引出了栅距的概念。目前有的显示器的0.25mm点距其实是栅距。图8-10 荧光屏上RGB像素的排列 2显示器的分辨率 分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它描述的概念是，屏幕上显示的两个点靠近到多小的距离还能分辨出是两个点，而不象是一个点。CRT显示器的分辨率由它的显像管的点距（Pitch）所决定。 3视频信号的行频和场频 显示器的光栅扫描要与显示卡同步工作，才能得到正确稳定的图像。为此，显示卡输出了行同步信号（Hsync）和场同步信号（Vsync），去控制显示器的同步。当显示卡设置输出较高分辨率和刷新率的视频信

20、号时，它输出的行和场同步脉冲信号的频率也随之变高。通常，场频范围为60-120Hz，行频范围为 32-94KHz。 4屏幕刷新率 屏幕刷新率（Refresh Rate）是指每秒钟更新画面的帧数，刷新率也就是帧频，而对逐行扫描来说，也就是场频。刷新率就低，屏幕就有闪烁感，容易造成眼睛疲劳。VESA组织于 97年规定逐行扫描场频85Hz为无闪烁的标准场频，这是一条绿色标准。 5彩色深度和真彩色 显示效果的两大指标是分辨率和颜色数，彩色深度就是同一屏幕所能展现的最大颜色数。它可以直接以二进制数表示，也可以用代表点颜色数据的二进制位数表示。真彩色（True Color）是指由数字方式形成的同屏幕上的彩

21、色数达到了近似模拟真实彩色效果的显示质量。 6视频信号带宽 视频带宽（Video Bandwidth）指的是显示卡输出视频信号的频谱宽度，它大体对应着每秒钟电子束扫描过的实际像素的总数，即所谓点频。又由于要把水平扫描和垂直扫描的回扫部份也折算进去，所以要再乘以一个估算数，取为1.2到1.5，这里且取1.4。因此视频带宽应等于：水平分辨率垂直分辨率场频1.4，单位为MHz。 7显示器的带宽 显示器的带宽是指显示器能处理的视频信号的频带宽度，它取决于整个电路的通频带宽度。显示器的带宽指标越高，电路的高频性能越好，图像也就越清晰，但对元件、电路和工艺的要求也越高，价格也会相应提高。 8分辨率、刷新率

22、与行频间的关系 从前面的介绍可知，设置的显示分辨率和刷新率越高，输出视频的行频也就越高，它们之间的关系是：行频=垂直分辨率（垂直线数）刷新率（场频）0.93。 9显示分辨率、颜色数的设置对显示存储器的容量需求 显示卡上的显存的大小直接涉及它对高分辨率和高彩色深度的支持，因为显存至少应能存储一帧画面的数据。显存的计算公式为：显存=水平分辨率垂直分辨率颜色字节数。 10TCO标准 由瑞典专家联盟（TCO）提出的TCO标准，包括显示器的辐射和环保等多项指标，还对舒适、美观等多方面提出了严格的要求。8.3 显示卡 8.3.1 显示卡简介 显示卡是CPU与显示器之间的接口电路，因此也称为显示适配器，PC

23、机显示系统性能的高低主要由选用的显示卡性能决定。 显示卡的作用是在CPU的控制下将主机送来的显示数据转换为视频和同步信号送到显示器，再由显示器形成屏幕画面。 在最初的PC机上，先后采用的是单色字符显示适配器MDA（Monochrome Display Adapter）、单色图形适配器Hercules、彩色图形适配器CGA（Color Graphics Adapter）和增强图形适配器EGA（Enhanced Graphics Adapter）等。典型的CGA显示卡的分辨率为320200，同屏8种颜色。EGA显示卡的分辨率为640350，同屏16种颜色。这些显示卡的输出是数字脉冲信号，并且只能支

24、持专配的显示器，没有互换性。 在IBM PS/2机上，采用了叫做视频图形阵列VGA（Video Graphica Array）的显示卡，并得到广泛认可。VGA的显示分辨率为640480，同屏16种颜色，至今它仍是Windows 9x的基本显示标准。VGA卡的输出是模拟视频信号，其接口可以支持目前的各种显示器。 由于有了统一的标准和互换性，各个显示卡生产厂不断推出分辨率更高、颜色数更多的新型的显示卡，标准统称为Super VGA即SVGA。也有得名于著名显示卡厂商Trident的TVGA标准。它们的典型分辨率有800600、1024768、12801024、 16001200等，颜色数为256、

25、16K直到32位真彩色。 由于Windows图形界面的出现和3D图形图像软件的迅速发展，对图形显示速度的要求越来越高，这就促使显示技术必须提高。除了改进显示驱动程序和提高显示系统总线速度外，最有效的办法就是采用专用图形图像处理器DSP。目前的显示卡基本都是采用了图形图像处理器的3D图形加速卡。9.1 电源部件 9.1.1 PC电源部件简介 9.1.1.1 电源部件的特点 就工作原理而言，微机电源与电视接收机、录像机等各种电器的电源类似，都属于开关式直流稳压电源，在维修上可以举一反三。不同之处在于，其它电器的电源电路大多做在主板上，损坏时必须进行元件级维修。而PC电源却是一个独立的标准部件，它的

26、电路都做在一个铁盒子里，当出现故障时可以做元件级维修，也可以拆卸整个部件进行更换。 由于是一个标准部件，它就有统一的外形和固定螺孔，还有统一的输入、输出电源规格和连接器。电源部件有标准的市电（交流220V或110V）输入插座，它的输出直流电压（+5V、+12V、+3.3V等）也是通过标准的插头与主板和各种驱动器相连接。 微机电源部件有AT和ATX两种规格，分别适用于老式的AT主板和新式的ATX主板，它们的电源开关和主板电源插头都有所不同。AT电源的外形如图9-1 所示，ATX电源的外形如图9-2所示。PC电源部件均安装在微机机箱的后部。由于它的外形尺寸、安装孔位、电气性能和接插件等都有统一标准

27、，所以在PC 兼容机上有充分的互换性。图9-1 AT电源部件图9-2 ATX电源部件 电源部件铁盒内部只有一个电路板和散热风扇。开机时风扇由电源自身的12V直流供电，向机箱后面排风。它既给电源散热，也通过电源盒壁上的小孔为整个机箱散热。电源部件的内部如图9-3所示。 微机电源能在市电或负载波动的情况下输出稳定的直流电压以保证微机正常工作。输出的直流电压都有过压或过流保护，即当发生电源过压或过流时，电源会自动关闭输出，从而保护主板、扩展卡和驱动器等部件。 +5V和+3.3V提供给主板和驱动器的所有电路元器件，包括集成块、晶体管和其它元件。+12V提供给主板的CPU风扇、总线扩展槽和各个驱动器的马

28、达。-5V和-12V提供给主板的总线扩展槽。 电源部件在空载加电时，测量其各路输出直流电压可能不在标称值上，通常5V可能偏高到5.2V，12V可能偏低到10.6V。 还有些电源部件有空载保护功能，在空载加电时，其各路输出直流均为0V。因此，要想准确测量电源的输出电压标称值，应当连接主板或某个驱动器（比如硬盘）。 9.1.1.3 电源部件的输出连接器 AT电源输出电压连接器分为两个六芯插头和若干个四芯插头。两个六芯插头接到主板的两个电源插座上，其它的四芯插头可接到硬盘、软盘驱动器或光盘驱动器等部件的电源插座上。 AT主板电源插头与主板的连接如图9-4所示。第一个六芯插头标号为P8。它的1脚为橙色

29、线，是PG（Power Good）信号，高电平（4.7V）以上有效。2脚为红色线，+5V输出。3脚为黄色线，+12V输出。4脚为蓝色线，-12V输出。5、6脚为黑色线，系统地线GND（Ground）。第二个插头标号为P9。它的1、2脚为黑色线，系统地线GND（Ground）。3脚为白色线，-5V输出。4、5、6 脚为红色线，+5V输出。P8、P9两个插头在与主板电源插座连接时，四条黑色地线应靠在一起，特别要注意不能左右错位，要准确地插入。大小两种规格的多个四芯插头用于连接软、硬盘和光盘驱动器，它们的1脚为黄色线，+12V输出，2、3脚为黑色接地线（GND），4脚为红色线，+5V输出。 多能奔腾

30、（Pentium MMX）以上的微机系统逐步改用ATX结构主板，相应的电源部件也都改用ATX电源。ATX电源主要是在AT电源的基础上增加了+3.3V电压输出，电流约十几安培。还增加了实现软开关机功能的电源开关信号ON/OFF。还为实现系统睡眠和省电功能，增加了等待状态永不断电电源，即SB （Stand By）+5V电压输出，电流约500mA。 ATX电源的主板插头是一个20针的白色矩形插头，它的各线定义是：4、6、19、20脚为红色线，+5V输出。10脚为黄色线，+12V输出。1、2、 11脚为橙色线，+3.3V输出。18脚为蓝色线，-5V输出。12脚为棕色线，-12V输出。3、5、7、13、

31、15、16和17脚为黑色线，系统地线（GND）。8脚为白色线，电源好信号PG（Power Good）。9脚为紫色线，等待状态SB+5V输出。14脚为绿色线，电源软开关，即PS-ON（Soft On/Off）。ATX主板电源插头与主板的连接如图9-5所示。图9-5 ATX电源与主板的连接 PG信号是一个表示电源输出正常的信号，它控制着CPU是否工作。在电源通电后，电源部件的各路直流输出电压都不可能立即跳变到正常值，而有一个短暂的不稳定的过渡过程。这时PG要保持一个低电平（0V），控制着CPU不工作。通常延迟几百个mS（毫秒），也就是电源部件输出的各路输出直流电压已达到正常稳定状态，PG变为高电平

32、（5V），这时才控制CPU复位（Reset），开始启动工作。可见如果PG端不正常，即使输出电压都正常，主机也不能启动工作。 9.1.2 电源部件电路原理 PC电源部件从电路原理上说属于脉冲宽度调节式开关型直流稳压电源。这个名称反映了电路的几个特点：首先它是将交流市电转换为多路直流电压输出，其次它的功率元件是工作在开关状态，最后它是依靠调节脉冲宽度来稳定输出电压。典型的脉宽调节式开关型直流稳压电源的基本原理缤9-6所示。开关是指它的电路工作在高频（约34KHz）开关状态，这种状态带来的好处是高效、省电和减小体积。脉冲宽度调节是指根据对输出电压波动的监测，以负反馈来调节高频脉冲信号的脉冲宽度，最终

33、达到稳定输出直流电压的稳压原理。图9-6 脉宽调节式开关型直流稳压电源原理 开关电源的特点是：. 开关电源同以往的串联线性调整式直流稳压电源相比，具有体积小、重量轻、效率高和可靠性高等优点，已成为微机电源的基本选型。 工作原理： 220V交流市电经整流滤波后变成300V的直流电压，直接馈送到脉冲宽度调节功率转换电路。在脉冲振荡和脉宽调节控制电路的驱动下，功率转换电路输出周期不变而脉宽可变的矩形脉冲电压。矩形脉冲经高频变压器降压整流滤波后，即得到微机所需的5V和12V直流电源。 稳压原理： 矩形脉冲的宽度受输出+5V直流电压波动的负反馈控制。即当输入市电电压或电源负载波动时，会引起输出直流电压的

34、波动，比如使之升高。负反馈控制电路则使矩形脉冲的宽度相应变窄，经过线性的功率放大、变压、整流和滤波处理，又使得输出直流电压降低，达到了稳压的目的，反之亦然。输出直流电压Vo=Vi (n2/n1)(s/T)。其中Vi为矩形脉冲的幅度，n1和n2分别为高频变压器原边和副边绕组的匝数（为常量），s为矩形脉冲的宽度，T为矩形脉冲的周期（为常量）。显然，在矩形脉冲周期T不变的前题下，只要适当控制脉宽调节电路的负反馈量，使得矩形脉冲宽度s的变化方向与矩形脉冲幅度Vi的变化方向相反，且保持二者乘积不变，就可以保证输出的直流电压Vo不变，实现稳压目的。 为了改善电源的性能，采取的措施有对市电的低通滤波，以去除

35、线路上的高频干扰。向显示器馈送交流电源的插座。还有220V或110V市电选择电路。有输出电压微调电位器。有各种自动保护电路，如过压、过流保护、空载保护、直流输出电压缺相保护和市电欠压保护等。还有开机延迟启动输出等等。9.2 微机键盘 9.2.1 键盘的特点 键盘（KeyBoard，KB）是微机系统的最基本的输入设备，用户通过它键入操作命令和文本数据。目前随着图形用户界面的出现，鼠标器在很大程度上替代了键盘的操作功能，但在文本数据输入等方面，键盘还有其独特的优势。 84键键盘为过去IBM PC/XT和PC/AT机的标准键盘，现在已很难见到。101键键盘是目前普遍使用的标准键盘。104键键盘配合W

36、indows 9x，增加了3个直接对开始菜单和窗口菜单操作的按键。 键盘的外形如图9-7所示。按照按键的不同功能可分为5个键区：标准英文打字机键，专用控制键，可定义功能键，编辑键，数字和编辑两用小键盘。 键盘通过一条四芯电缆、通用的5针大KB插头或通用的6针小KB插头与主板的大KB插座或PS/2接口相连。键盘输入信号直接送到主板的键盘处理器芯片（KB BIOS），实现系统对键盘输入数据的接收处理。图9-7 微机的104键标准键盘 9.2.2 键盘原理 键盘按键的开关结构可以分为有触点式机械开关和无触点式电容或霍尔效应开关。目前的键盘多为后者，可靠性高、手感好，通常击键次数可达亿次，很少故障。

37、键盘电路的功能是对按键矩阵进行重复快速的扫描，以便把每一个按键动作转换为相应的ASCII码送给计算机去识别和执行。 图9-8是键盘的引脚信号配置和连接。过去的键盘插头为5针DIN型连接器，脚1为键盘时钟（KB CLK），脚2为键盘数据（KB Data），脚3为未用（NC），脚4为接地线（GND），脚5为+5V电源（VCC）。有些键盘背面还有一个XTAT方式选择开关，对286以上机型均应拔到AT位置。 目前PS/2键盘插座为6接脚，脚1为键盘数据（KB Data），脚2为未用（NC），脚3为接地线（GND），脚4为+5V电源（VCC），脚5为键盘时钟（KB CLK），脚6为未用（NC）。9.3

38、鼠标器 9.3.1 鼠标的特点 鼠标（Mouse）是微机的重要输入设备，它是伴随着DOS下的图形操作界面软件出现的，在Windows图形界面操作系统出现后，它的优点进一步得到了发扬。鼠标器以直观和操作简易的特点得到广泛使用，目前几乎所有的应用软件都支持鼠标操作方式。 目前微机常用的有机械式（半光电式）鼠标和光电式（光学）鼠标。前者精度不高、原理简单、价格便宜，多为一般用户所选择。后者质量及精度较高但价格也高，多用于专业制图，如CAD、PHOTOSHOP、3DMAX等图形设计。机械式鼠标的原理如图9-9所示， 光学鼠的底部有一个发光二极管（LED），并且需要一块反射板。鼠标移动时，发光二极管发出

39、的光束被反射板上的栅格反射，被鼠标光敏元件接收，鼠标根据反射光强弱变化来判断鼠标的移动和当前X、Y位置。它的分辨率较高，移动稳定，适合于专业绘图领域。 鼠标按键有两键（2Key）和三键（3Key）两种。两键鼠标又叫MS Mouse，是符合Microsoft公司标准的鼠标，这是普遍默认的鼠标标准，所有Microsoft软件都支持两键鼠标，即使是三键鼠标，中间的键也无用。三健鼠标又叫PC Mouse，是符合IBM公司标准的鼠标。由于中间一个按钮很少使用，有些三键鼠标的底部有一个小开关，可以设置为MS 2Key方式或PC 3Key方式。 在Microsoft软件下，如果设置为PC 3Key方式则会出

40、现鼠标光标乱窜和失控现象。 有的鼠标左侧边上还有一个小微动开关按钮，它的作用是自动调节分辨率。按住它，当鼠标移动速度低于每秒10mm时，分辨率自动变为每英寸108点；当移动速度高于每秒10mm时，分辨率自动变为每英寸216点；当移动速度高于每秒75mm时，分辨率自动变为每英寸432点。放开此钮，则恢复到当前设置的分辨率。 为了配合因特网浏览器，目前的许多鼠标器都增加了上下或左右两个方向的操作飞轮，不必移动鼠标就可以快速移动屏幕上的视窗。 9.3.2 鼠标的安装 过去的鼠标插头为9针D型插头，与多功能卡或主板的串口COM1或COM2相连接。目前的鼠标多采用PS/2专用接口，在灵敏度和分辨率上有所

41、提高。 鼠标不属于DOS系统的基本设备，因此在DOS下，在连接好鼠标后，必需首先执行鼠标驱动程序MOUSE.COM，才能使用鼠标。为了在开机后自动启用鼠标，可以把MOUSE命令写入AUTOEXEC.BAT。 如果在安装Windows时鼠标没有可靠连接或者安装的鼠标驱动程序不对，则会没有鼠标或无法使用，这时应当重新安装鼠标的驱动程序。 例如在Windows 3.x下，在程序管理器下，打开窗口菜单，打开主群组，打开 Windows设置程序，可见No mouse or other pointing device提示，说明没有安装鼠标驱动程序。打开选择项，打开更改系统设定。选择鼠标为Microsoft

42、 Serial Mouse on COM1，屏幕显示Microsoft Windows 3.x Chinese Edition Disk #n。将指定的Win 3.x的n号盘上的鼠标驱动程序安装好后，鼠标可以正常工作。 在Windows 9x下系统可以自动识别鼠标类型并加以驱动，如果不行，也可以通过执行控制面板中的添加新硬件来安装。 鼠标的常见故障是连接电缆断线、左右按键的微动开关不灵或滚动球杆等脏了打滑。为此使用时应当避免扭压鼠标电缆、轻轻按键和保持鼠标垫的干净。如果左键微动开关坏了，可以将中间的微动开关换到左边代替左键。滚动球杆等脏了可以用专用清洁剂清洗。9.4 光盘驱动器 9.4.1 C

43、D-ROM光盘驱动器的特点和原理 CD-ROM光盘（Compact Disc-Read Only Memory）可以存储程序和数据文件，可以存储声音和音乐的模拟信号，还可以存储电影视频音频的数字压缩信号等。CD-ROM光盘和驱动器如图9-10 所示。图9-10 CD-ROM光盘和驱动器 85年由SONY和PHILIPS联合推出了第一代PC机的光驱，它的数据传输率为每秒150KB。光驱的数据传输率不断提高，先后有二倍速、四倍速直到四十八倍速的产品推出，它们的数据传输率分别达到每秒300KB、600KB直到7.2MB。 CD-ROM的后续产品有DVD（Digital Versatile Disk）

44、、CD-R/RW和DVD-ROM/RAM等。 CD-ROM的盘体是由特殊的有机玻璃或透明塑料制成的，上面附着一层金属薄膜（如铝等）用来记录信息。把激光聚焦，形成高能量的光点，照射在光盘表面，使该处的金属膜融化蒸发形成细小的凹坑。CD-ROM表面金属膜的平坦和凹坑两种状态的交替变化便记录了二进制的0和1。光盘表面凸凹不平的小坑是一种不易改变的物理状态，它记录的信息也就是永存的，这就是只读光盘。 由于CD-ROM盘片上的信息密度相当高（轨道间隔约1.6m，每位长度约0.28m），因此每张盘的存储容量可高达650MB，相当于450张软盘的容量。这使得CD-ROM很快成为保存大型软件如游戏、图形图像和

45、电影等的主要存储介质。许多软件的安装都离不开光盘。 目前的微机也都可以直接用CD-ROM启动操作系统。 除了读数据是用激光的原理之外，CD-ROM驱动器的原理与软盘驱动器相似。CD-ROM驱动器由光盘读取头（光头）读电路系统、驱使光盘转动的主轴马达伺服系统、光头寻道定位系统和控制电路等几部分组成。激光发生器、接收器、反射镜和聚焦物镜等是光驱的关键部件，其结构见图9-11。图9-11 CD-ROM光驱的读盘机构 9.4.2 CD-ROM光驱的接口 光驱的接口均在其背面板上，如图9-12所示。光驱背面板上的接口如下： 1音频信号输出连接器（Audio Line Output，LO） 这是双声道模拟音频信号输出插座。通过一根四芯电缆把CD-ROM的立体声音频输出信号连接到任何一种立体声功放设备的音频输入端进行放音，通常是连接到声卡电路板上的音频输入插座上。连接时一定要注意接地（GND）、左声道（L）和右声道（R）线不要接反。 2驱动方式选择跳线 这是光驱的IDE接口的主、从设备设置跳线。出厂一般为SL位置加短路线，即设置光驱为从驱动器（Slave），这是指光驱与系统原有的硬