第10章 常用輸入輸出設(shè)備及接口

1、第10章 鍵盤是PC機(jī)基本的系統(tǒng)部件之一，是主要的輸入設(shè)備。通過鍵盤可以向PC機(jī)發(fā)布操作命令或輸入數(shù)據(jù)。圖展示出目前比較流行的幾款鍵盤。 10.1 鍵盤及接口鍵盤及接口(c) 微軟自然鍵盤圖 各種形式的鍵盤(b) 104鍵盤(a)AT鍵盤鍵盤的結(jié)構(gòu) PC機(jī)鍵盤可以分為外殼、按鍵和電路板三個部分。1.外殼：鍵盤的外殼是用來支撐鍵盤和保護(hù)電路板的。2.按鍵：鍵盤的按鍵按其功能可分為打字鍵、功能鍵和控制鍵三類。3.電路板：鍵盤的電路板是將每個按鍵發(fā)出不同的信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制代碼，然后通過鍵盤接口送入計(jì)算機(jī)。按鍵按鍵： （1）打字鍵：包括數(shù)字鍵（09）、字母鍵（AZ）、符號鍵、運(yùn)算功能鍵。 （2）

2、功能鍵：F1F12是功能鍵。 （3）控制鍵：除打字鍵和功能鍵以外的各鍵均為控制鍵。圖 鍵盤按鍵功能分區(qū)示意圖功能鍵打字鍵打字鍵控制鍵鍵盤的分類鍵盤的分類1.1.按鍵盤開關(guān)接觸方式分類按鍵盤開關(guān)接觸方式分類機(jī)械式鍵盤： 一般是由金屬片和觸點(diǎn)組成，每個鍵相當(dāng)于一個按鈕開關(guān)。導(dǎo)電橡膠式鍵盤導(dǎo)電橡膠式鍵盤 是由印刷電路板觸點(diǎn)和導(dǎo)電橡膠組成。電容式鍵盤電容式鍵盤 是一種無觸點(diǎn)開關(guān)。塑料薄膜式鍵盤塑料薄膜式鍵盤 使用的是薄膜（membrane）開關(guān)，鍵盤內(nèi)有四層塑料薄膜。2.2.按按鍵的個數(shù)分類按按鍵的個數(shù)分類 早期IBM-PC機(jī)的鍵盤是83鍵。后來不斷增加新的控制功能鍵，按鍵的數(shù)目增加為標(biāo)準(zhǔn)的101鍵，

3、Windows95面世后，在101鍵盤的基礎(chǔ)上又增加了3個Windows專用鍵，按鍵數(shù)目達(dá)到104鍵.3.按鍵盤的外形分類 可將鍵盤分為： 標(biāo)準(zhǔn)鍵盤 人體工程學(xué)鍵盤。4.按鍵盤與電腦連接方式分類 可將鍵盤分為 有線鍵盤 無線鍵盤。 有線連接是最普遍，最常見的連接方式. 無線連接方式?jīng)]有鍵盤連線，可在離電腦主機(jī)距離較遠(yuǎn)的較大范圍使用。無線連接的具體方式可分為紅外，藍(lán)牙，無線電等等。 鍵盤接口 早期的鍵盤接口都是AT插頭，目前已經(jīng)基本淘汰。 USB通用串行接口。目前常見的USB接口按照版本可分為USB1.1及USB2.0，最大數(shù)據(jù)傳輸率分別是12Mbps和480Mbps。 鍵盤接口132451 時

4、鐘信號 2 數(shù)據(jù)信號3 空/復(fù)位4 GND5 Vcc/+5V3124561數(shù)據(jù)信號2 空3 GND4 Vcc/+5V5 時鐘信號6 空(b) PS/2接口(a) AT接口 4 3 2 151 Vcc2- 數(shù)據(jù)信號3 +數(shù)據(jù)信號4 GND5 屏蔽(c) USB接口 PC機(jī)上用到的鍵盤接口分為AT接口、PS/2接口和USB接口3種。常用PS/2及USB接插件如圖所示。圖 PS/2及USB接插件 鼠標(biāo)的分類按照鼠標(biāo)的按鍵數(shù)目可分為： 兩鍵鼠標(biāo)、三鍵鼠標(biāo)和滾輪鼠標(biāo)等；按照鼠標(biāo)的工作原理可分為： 機(jī)械式鼠標(biāo)、光電式鼠標(biāo)、無線式鼠標(biāo)等 按照鼠標(biāo)的接口類型可分為： PS/2接口鼠標(biāo)、串行接口鼠標(biāo)、USB接口

5、鼠標(biāo)等。 10.2鼠標(biāo)器及接口鼠標(biāo)器及接口圖 各種形式的鼠標(biāo)各種形式的鼠標(biāo)如圖所示 鼠標(biāo)的接口鼠標(biāo)的接口鼠標(biāo)與主機(jī)的接口有鼠標(biāo)與主機(jī)的接口有3 3種種 早期的鼠標(biāo)采用RS-232串行接口（9針D型插頭座）與主機(jī)連接。 傳統(tǒng)使用的是PS/2接口，它是一種6針微型DIN接口。 目前許多新的鼠標(biāo)產(chǎn)品都采用了USB接口，與前兩種接口相比，其優(yōu)點(diǎn)是非常高的數(shù)據(jù)傳輸率，完全能夠滿足各種鼠標(biāo)在刷新率和分辨率方面的要求.圖 鼠標(biāo)接口1載波檢測2接受數(shù)據(jù)3發(fā)送數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)終端就緒5信號地6數(shù)據(jù)設(shè)備就緒7請求發(fā)送8發(fā)送允許9響鈴指示(a) RS-232串行接口3124561數(shù)據(jù)信號2空3GND4Vcc/+5V5時鐘

6、信號6空(b) PS/2接口 4 3 2 151Vcc2-數(shù)據(jù)信號3+數(shù)據(jù)信號4GND5屏蔽(c) USB接口 鼠標(biāo)的工作原理鼠標(biāo)的工作原理 鼠標(biāo)的工作原理是：鼠標(biāo)的工作原理是： 在鼠標(biāo)墊上移動鼠標(biāo)時，借助于機(jī)械的或光學(xué)的方法把鼠標(biāo)移動的距離和方向（X方向及Y方向的距離）分別變換成兩個脈沖信號輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行鼠標(biāo)驅(qū)動程序?qū)⒚}沖個數(shù)再轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)在水平方向和垂直方向的位移量，從而控制屏幕上鼠標(biāo)箭頭的運(yùn)動。 鼠標(biāo)按工作原理可分為機(jī)械式鼠標(biāo)、光機(jī)式鼠標(biāo)、光電式鼠標(biāo)和無線式鼠標(biāo)等。目前最流行的一種光電鼠標(biāo) 光電鼠標(biāo)結(jié)構(gòu) 觸摸板也是筆記本電腦中鼠標(biāo)的一種替代設(shè)備，觸摸板也是筆記本電腦中鼠標(biāo)的一種替代

7、設(shè)備，它是安裝在鍵盤下方的一塊矩形板，是一種壓力和它是安裝在鍵盤下方的一塊矩形板，是一種壓力和運(yùn)動的敏感裝置運(yùn)動的敏感裝置 筆記本觸摸板10.3 10.3 筆輸入設(shè)備及接口筆輸入設(shè)備及接口 筆輸入設(shè)備的組成筆輸入設(shè)備的組成 筆輸入設(shè)備俗稱筆輸入設(shè)備俗稱“手寫筆手寫筆”，一般都由兩部分組，一般都由兩部分組成，一部分是與主機(jī)相連接的基板，基板上有連接線，成，一部分是與主機(jī)相連接的基板，基板上有連接線，可接到主機(jī)的串行口（或可接到主機(jī)的串行口（或PS/2PS/2口、口、USBUSB口）上；另一部口）上；另一部分是在基板上寫字的分是在基板上寫字的“筆筆”?？赏ㄟ^筆與基板的相互作。可通過筆與基板的相互作

8、用來完成寫字、畫圖和控制鼠標(biāo)箭頭的操作。用來完成寫字、畫圖和控制鼠標(biāo)箭頭的操作。 筆輸入設(shè)備的分類筆輸入設(shè)備的分類 筆輸入設(shè)備按工作原理可分為電阻式筆輸入設(shè)備按工作原理可分為電阻式、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)式式和電容觸控式三大和電容觸控式三大類。類。1. 1. 電阻式筆輸入設(shè)備電阻式筆輸入設(shè)備 這種“手寫筆”利用筆觸及到基板時，基板上的電阻值發(fā)生變化，基板可依據(jù)電阻值的變化計(jì)算出筆所在的位置，并把位置參數(shù)輸入主機(jī)。 主機(jī)根據(jù)筆的位置，將鼠標(biāo)箭頭做相應(yīng)的移動，或完成其他動作。由于筆必須接觸基板才能起作用，所以提起筆來后，不論筆在空中如何移動顯示屏上的光標(biāo)都不會移動。 2. 2.電磁感應(yīng)式筆輸入設(shè)備電磁感

9、應(yīng)式筆輸入設(shè)備 這種“手寫筆”會發(fā)出電磁波，被基板感應(yīng)后將產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號，基板依據(jù)所感應(yīng)的信號計(jì)算出筆的位置參數(shù)并輸入主機(jī)。在主機(jī)的控制下可移動光標(biāo)或完成其他相應(yīng)的操作。3. 3.電容觸控式電容觸控式筆輸入設(shè)備筆輸入設(shè)備 電容式觸控板的工作原理，是通過人體的電容來感知手指的位置。在觸控板表面附著有一種傳感矩陣，這種傳感矩陣與一塊特殊芯片一起，持續(xù)不斷地跟蹤著使用者手指電容的“軌跡”，經(jīng)過內(nèi)部一系列的處理，從而能夠每時每刻精確定位手指的位置（X、Y坐標(biāo)），同時測量出由于手指與板間距離（壓力大?。┬纬傻碾娙葜档淖兓_定Z坐標(biāo)，最終完成X、Y、Z坐標(biāo)值的確定 10.4 掃描儀及接口掃描儀及接口

10、 掃描儀的結(jié)構(gòu)和工作原理掃描儀的結(jié)構(gòu)和工作原理 掃描儀主要由上蓋、原稿臺、光源、光學(xué)成像部分、感光組件和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路光電轉(zhuǎn)換部分、機(jī)械傳動等部件組成。掃描儀是基于光電轉(zhuǎn)換原理設(shè)計(jì)的。 掃描儀是一種能直接將圖像（照片）、文字等信息輸入計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備?？衫肙CR文字識別功能掃描原稿，將原稿文字快速錄入計(jì)算機(jī)。如圖示。圖 掃描儀實(shí)物圖 掃描儀的分類掃描儀的分類 掃描儀可有幾種不同的分類方法。1.按掃描儀的處理對象來分類 分為反射式掃描儀和透射式掃描儀兩種。2.按掃描儀的結(jié)構(gòu)來分類 可分為手持式掃描儀、平板式掃描儀、膠片專用掃描儀和滾筒式掃描儀等。3.按掃描對象緯度分 可分為平面掃描儀、和實(shí)

11、物掃描儀和3D掃描儀等。 掃描儀的接口掃描儀的接口 掃描儀與計(jì)算機(jī)的接口一般有以下四種。1.EPP 接口2.SCSI接口：3. IEEE 1394接口：4.USB接口：圖 SCSI接口掃描儀及其接插件圖 SCSI接口卡10.5 10.5 數(shù)字照相機(jī)及接口數(shù)字照相機(jī)及接口 圖 數(shù)字照相機(jī)圖像傳感器A/D轉(zhuǎn)換器圖像處理器存儲器PC機(jī)打印機(jī)電視機(jī)I/O接口微處理器數(shù)字照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)字照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)字照相機(jī)主要由鏡頭、圖像傳感器、A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器、DSP數(shù)字信號處理器、MPU微處理器、LCD液晶顯示器、PC卡（可移動存儲器）和接口等部成。通常這些部件都安裝在數(shù)字照相機(jī)的內(nèi)部。如圖所示。

12、液晶顯示器 數(shù)字照相機(jī)的主要性能指標(biāo)數(shù)字照相機(jī)的主要性能指標(biāo) 1.CCD的像素?cái)?shù)（分辨率） 2.分辨率（拍攝圖像的分辨率） 3.色彩位數(shù) 4.自平衡調(diào)整 5.鏡頭和焦距 數(shù)字照相機(jī)的分類1.按感光器件分類（1）單CCD數(shù)字照相機(jī)：（2）3CCD數(shù)字照相機(jī)：（3）線性CCD數(shù)字照相機(jī)：（4）CMOS數(shù)字照相機(jī)：2.按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類 數(shù)字照相機(jī)按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類可分為普通型數(shù)字照相機(jī)、單鏡頭反光式數(shù)字照相機(jī)、專業(yè)型數(shù)字照相機(jī)。 10.6 顯示器及接口nCRTCRT顯示器顯示器nLCDLCD液晶顯示器液晶顯示器 n顯示控制卡顯示控制卡CRTCRT顯示器顯示器 從20世紀(jì)80年代至今，在二十多年的時間里，C

13、RT顯示器得到了快速發(fā)展，其種類和檔次也越來越多。CRT顯示器是十幾年來，外形與使用功能變化最小的電腦外設(shè)產(chǎn)品之一，其外觀結(jié)構(gòu)如圖所示。 CRT顯示器外部結(jié)構(gòu) CRTCRT顯示器分類顯示器分類按照顯示屏幕大小不同按照顯示屏幕大小不同按照顯像管表面平坦度的不同按照顯像管表面平坦度的不同按照顯像管表面平坦度的不同按照顯像管表面平坦度的不同LCD LCD 液晶顯示器液晶顯示器 與傳統(tǒng)的CRT相比，LCD不但體積小，厚度薄，重量輕、耗能少、工作電壓低且無輻射，無閃爍并能直接與集成電路匹配。如圖所示。 LCD外部結(jié)構(gòu) 液晶顯示的分類 液晶顯示器按照控制方式不同可分為: 被動矩陣式LCD 主動矩陣式LCD

14、顯示控制卡顯示控制卡 由于CRT顯示器工作在模擬狀態(tài)，而計(jì)算機(jī)處理的是數(shù)字信號，因此，需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。顯示卡的基本功能就是完成這種數(shù)模轉(zhuǎn)換。 顯存 顯示芯片 VGA接口 DVI接口 顯卡BIOS 金手指 顯示卡組成部分n顯示控制卡的組成結(jié)構(gòu)顯示控制卡的組成結(jié)構(gòu) VGAVGA接口接口 CRT顯示器上使用VGA接口（也稱D-SUB端口），如圖示。此接口共15針，分為3排，每排5針，接口為D字型，用于傳送模擬信號。 一般主板集成的顯卡只提供該接口的輸出。目前，該接口的15針并沒有完全利用起來。15針中有5針是用來傳送紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）、行（H）、場（V）這5種分量信號，如表所

15、示。圖展示出VGA接口引腳。156101511引腳信號引腳信號引腳信號1紅色6紅色信號地11保留2綠色7綠色信號地12保留3藍(lán)色8藍(lán)色信號地13行同步信號4保留9保留14場同步信號5測試位10同步地15保留 VGA接口引腳表 15針VGA顯示器接口管腳排列及信號含義 VGA接口 10107 7 聲音輸出設(shè)備及接口聲音輸出設(shè)備及接口 聲卡聲卡聲卡的分類聲卡的分類 按照聲卡的轉(zhuǎn)換器位數(shù)，可分為：8位聲卡16位聲卡32位聲卡64位聲卡. 按照聲卡的功能的不同，可分為單聲道聲卡： 按照聲卡的組成結(jié)構(gòu)，可分為: 獨(dú)立聲卡和板載聲卡。n聲卡的結(jié)構(gòu)和接口聲卡的結(jié)構(gòu)和接口 圖 聲卡的組成部分 聲卡主要組成聲卡

16、主要組成n數(shù)字信號處理芯片n數(shù)字音頻編碼解碼芯片Codecn功率放大器n內(nèi)部連接端口n外部連接端口 10.8 10.8 打印機(jī)及其接口技術(shù)打印機(jī)及其接口技術(shù) 打印機(jī)是將計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果或中間結(jié)果打印在紙張上的常用輸出設(shè)備。n按打印的顏色有單色、彩色之分；n根據(jù)打印機(jī)的工作原理可分為針式打印機(jī)、激光印字機(jī)和噴墨打印機(jī)。打印機(jī)的基本工作原理打印機(jī)的基本工作原理n針式打印機(jī) 也稱點(diǎn)陣打印機(jī)，外觀如圖。它是利用打印頭內(nèi)的若干點(diǎn)陣撞針，撞擊色帶在打印紙上形成一種由點(diǎn)陣組成的字符或圖形。 針式打印機(jī)外觀n激光印字機(jī)激光印字機(jī) 激光打印機(jī)是一種高速度、高精度、低噪音的輸出設(shè)備，外觀見圖。圖 激光打印機(jī)外觀n

17、噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī) 噴墨打印機(jī)是把墨滴微粒噴射到紙面上并形成字符或圖像來實(shí)現(xiàn)輸出打印的，其外觀見圖。圖 噴墨打印機(jī)外觀 打印機(jī)的接口打印機(jī)的接口 并行打印通常采用 Centronics 并行接口標(biāo)準(zhǔn)。目前使用的大多是USB 串行總線標(biāo)準(zhǔn)和 Centrorlies并行接口標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)。 圖 DB-25并口管腳排列 圖 打印機(jī)與PC機(jī)并口連接線纜 引腳號信號功能1STB#主機(jī)發(fā)送的選通信號，低電平的脈寬大于0.5微秒29DATA0 DATA7數(shù)據(jù)線10ACK#數(shù)據(jù)已接收，返回主機(jī)應(yīng)答信號11BUSY打印機(jī)返回主機(jī)的“忙”高電平信號12PAPER打印機(jī)缺紙時返回主機(jī)的高電平信號13SLECT#打印機(jī)在聯(lián)機(jī)時返回主機(jī)的低電平信號14AUTOFEED#自動換行15未使用16SIGNALGND邏輯地17CHASSIS打印機(jī)外殼地18+5V+5V電源1930GND邏輯地31INTI主機(jī)發(fā)送的復(fù)位信號，低電平有效32ERROR打印機(jī)故障信號34、35未使用36SELECT