常用外設及其應用

1、12第九章、常用外設及其應用 外部設備概述外部設備概述顯示設備顯示設備 輸入設備與打印設備輸入設備與打印設備 磁盤子系統(tǒng)磁盤子系統(tǒng) 磁帶存儲設備磁帶存儲設備 光盤存儲設備光盤存儲設備 3學習目標1.1.了解常用的了解常用的I/OI/O設備的基本知識（分類、作用、基本結(jié)構(gòu)、設備的基本知識（分類、作用、基本結(jié)構(gòu)、主要技術指標）。主要技術指標）。2.2.理解常用理解常用I/OI/O設備的工作原理。設備的工作原理。3.3.掌握鍵盤軟件掃描方法，點陣成像原理、屏幕顯示與顯示掌握鍵盤軟件掃描方法，點陣成像原理、屏幕顯示與顯示緩存之間的對應關系，磁盤中的信息組織方法與相應的尋緩存之間的對應關系，磁盤中的信息

2、組織方法與相應的尋址信息。址信息。4一、概述一、外部設備的作用一、外部設備的作用l外設是人機對話的傳遞工具外設是人機對話的傳遞工具l外設是信息轉(zhuǎn)換工具外設是信息轉(zhuǎn)換工具l外設是程序和數(shù)據(jù)的駐存地外設是程序和數(shù)據(jù)的駐存地二、外部設備與主機的連接二、外部設備與主機的連接主機外設適配器外設系統(tǒng)總線設備總線5三、數(shù)字圖像的基本概念三、數(shù)字圖像的基本概念 l1.圖形與圖像圖形與圖像l2.像素像素l3.數(shù)字圖像數(shù)字圖像l4.圖像的存儲與輸出圖像的存儲與輸出四、外部設備的分類四、外部設備的分類l1.輸入設備輸入設備l2.輸出設備輸出設備l3.外存儲器外存儲器l4.其它廣義外部設備其它廣義外部設備67一、顯示

3、設備 1分類分類 陰極射線管（陰極射線管（CRT）顯示器）顯示器 液晶（液晶（LCD）顯示器）顯示器 等離子體顯示器等離子體顯示器82相關概念相關概念 l1. 分辨率分辨率 分辨率指顯示器所能表示的像素個數(shù)，像素分辨率指顯示器所能表示的像素個數(shù)，像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。越密，分辨率越高，圖像越清晰。l2灰度級灰度級 灰度級指黑白顯示器中所顯示的像素點的亮灰度級指黑白顯示器中所顯示的像素點的亮暗差別，在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不暗差別，在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃壴蕉?，圖像層次越清楚逼真。同?；叶燃壴蕉?，圖像層次越清楚逼真。92相關概念相關概念 l3刷新存儲器刷新存儲器

4、刷新存儲器又稱視頻存儲器，用來儲存一幀圖像信息，刷新存儲器又稱視頻存儲器，用來儲存一幀圖像信息，提供電子束不斷重復掃描屏幕，以保證穩(wěn)定的圖像顯示。提供電子束不斷重復掃描屏幕，以保證穩(wěn)定的圖像顯示。其存儲容量由圖像分辨率和灰度級決定，分辨率越高，其存儲容量由圖像分辨率和灰度級決定，分辨率越高，灰度級越多，刷新存儲器的容量越大。刷新存儲器的存灰度級越多，刷新存儲器的容量越大。刷新存儲器的存取周期必須滿足刷新頻率的要求。取周期必須滿足刷新頻率的要求。l4顯示標準顯示標準 不同的顯示標準所支持的最大分辨率和顏色數(shù)目是不同不同的顯示標準所支持的最大分辨率和顏色數(shù)目是不同的。的。VESA標準是一個可擴展的

5、標準，除兼容了傳統(tǒng)的標準是一個可擴展的標準，除兼容了傳統(tǒng)的VGA等顯示標準，還支持等顯示標準，還支持12801024分辨率，分辨率，24位顏位顏色，刷新頻率可達色，刷新頻率可達75MHz。103字符圖形顯示器字符圖形顯示器 l待顯示的字符以待顯示的字符以ASCII編碼形式存放在編碼形式存放在VRAM中中l(wèi)字符點陣碼存放在字符發(fā)生器字符點陣碼存放在字符發(fā)生器ROM中中從從VRAM讀出待顯示字符的讀出待顯示字符的ASCII碼碼 尋址字符發(fā)尋址字符發(fā)生器生器ROM 逐行讀出相應的字符點陣碼逐行讀出相應的字符點陣碼 送移位寄送移位寄存器存器 逐位移出點陣信號，顯示。逐位移出點陣信號，顯示。 114圖像

6、顯示設備圖像顯示設備 簡單圖像顯示器原理框圖如下：簡單圖像顯示器原理框圖如下： 圖像輸入：圖像輸入： 攝象機送出圖像信號（模擬量信號）攝象機送出圖像信號（模擬量信號） A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)為相應的數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)為相應的數(shù)字量信號量信號 接口電路接口電路 計算機處理；計算機處理； 圖像輸出：圖像輸出：計算機處理后的信息（數(shù)字量信號）計算機處理后的信息（數(shù)字量信號） 接口電路接口電路 D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)為相轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)為相應的數(shù)字量信號監(jiān)視器顯示應的數(shù)字量信號監(jiān)視器顯示12CRT顯示器的結(jié)構(gòu)組成顯示器的結(jié)構(gòu)組成CRT顯示器的掃描方式顯示器的掃描方式l隨機掃描方式隨機掃描方式l光柵掃描方式光柵掃描方式逐行掃

7、描逐行掃描隔行掃描隔行掃描5、CRT顯示器顯示器132、顯示適配器（了解）、顯示適配器（了解）l顯卡的結(jié)構(gòu)顯卡的結(jié)構(gòu)l顯卡的工作原理顯卡的工作原理l顯卡的技術指標顯卡的技術指標3、CRT顯示器技術指標顯示器技術指標1.顯像管顯像管6.水平刷新率水平刷新率2.顯像管尺寸顯像管尺寸7.帶寬帶寬3.點距點距8.掃描方式掃描方式4.分辨率分辨率9.控制方式控制方式5.垂直刷新率垂直刷新率10.電磁輻射標準電磁輻射標準144、LCD液晶液晶 顯示器與等離子顯示技術顯示器與等離子顯示技術lLCD液晶液晶 顯示器顯示器l等離子顯示技術等離子顯示技術15二、鍵盤一、按鍵的結(jié)構(gòu)：一、按鍵的結(jié)構(gòu)：機械式、電容式、

8、薄膜式、橡膠式機械式、電容式、薄膜式、橡膠式二、鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理二、鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理標準標準104鍵：鍵： 鍵盤的按鍵按功能分鍵盤的按鍵按功能分系統(tǒng)功能鍵區(qū)系統(tǒng)功能鍵區(qū)標準字符鍵區(qū)標準字符鍵區(qū)編輯鍵區(qū)編輯鍵區(qū)數(shù)字鍵區(qū)數(shù)字鍵區(qū)字母鍵字母鍵數(shù)字鍵數(shù)字鍵各種符號鍵各種符號鍵16鍵盤的工作原理鍵盤的工作原理在這種方式中，將各鍵連接成一個矩陣，即成在這種方式中，將各鍵連接成一個矩陣，即成n行行m列，各鍵分別連接于某個行線與某個列結(jié)之列，各鍵分別連接于某個行線與某個列結(jié)之間，通過掃描程序，可判明按鍵位置（位置碼、間，通過掃描程序，可判明按鍵位置（位置碼、掃描碼），再轉(zhuǎn)換為按鍵編碼。掃描碼），再轉(zhuǎn)換

9、為按鍵編碼。l1.逐行掃描法原理逐行掃描法原理l2.掃描程序的執(zhí)行掃描程序的執(zhí)行l(wèi)3.掃描碼與鍵碼掃描碼與鍵碼掃描式鍵盤工作原理掃描式鍵盤工作原理17鍵盤實例鍵盤實例1.鍵盤組成與接口鍵盤組成與接口2.工作過程工作過程l初始化初始化l鍵盤進行行列掃描鍵盤進行行列掃描l送掃描碼送掃描碼l主機中斷處理主機中斷處理18三、非鍵盤輸入設備1.鼠標器鼠標器（1）鼠標器的分類）鼠標器的分類（2）鼠標器的工作原理）鼠標器的工作原理l機電鼠標機電鼠標l光電式鼠標光電式鼠標l光學鼠標光學鼠標（3）鼠標器的技術指標）鼠標器的技術指標l分辨率分辨率l靈敏度靈敏度l抗震性抗震性192.觸摸屏觸摸屏的分類與工作原理：觸

10、摸屏的分類與工作原理：l電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏l電容式觸摸屏電容式觸摸屏l紅外線式觸摸屏紅外線式觸摸屏l電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏l聲表面波式觸摸屏聲表面波式觸摸屏是一種利用傳感器來確定手指觸摸屏幕的位置的坐標，并能夠?qū)⑽恢眯盘杺魉徒o主機去處理的顯示設備。201種類種類l擊打式：擊打式： 點陣針式打印機點陣針式打印機l非擊打式：噴墨打印機、激光打印機非擊打式：噴墨打印機、激光打印機2. 點陣針式打印機點陣針式打印機(Dot-Matrix Printer)l由打印針選擇由打印針選擇nm個點陣組成的字符圖形，采用擊打方式打印，價個點陣組成的字符圖形，采用擊打方式打印，價格最便宜，打印質(zhì)量較差；格最

11、便宜，打印質(zhì)量較差；3噴墨打印機噴墨打印機(Ink Jet Printer) l采用非接觸打印方式，以相對較低的價格獲得高質(zhì)量的打印文件；采用非接觸打印方式，以相對較低的價格獲得高質(zhì)量的打印文件；4激光打印機激光打印機(Laser Printer)l是一種利用激光光束在紙上形成圖象的高速打印機，能打印出高質(zhì)是一種利用激光光束在紙上形成圖象的高速打印機，能打印出高質(zhì)量的文件。量的文件。四、打印機211、點陣式打印技術、點陣式打印技術l就是用就是用“點點”（也就是像素）構(gòu)成的陣列，（也就是像素）構(gòu)成的陣列，開形成文字和圖像。開形成文字和圖像。2、針式打印機、針式打印機l工作原理是根據(jù)字符的點陣圖或

12、圖像的點工作原理是根據(jù)字符的點陣圖或圖像的點陣圖形數(shù)據(jù)，利用電磁鐵驅(qū)動鋼針，擊打陣圖形數(shù)據(jù)，利用電磁鐵驅(qū)動鋼針，擊打色帶，在紙上打印出一個個墨點，從而形色帶，在紙上打印出一個個墨點，從而形成字符或圖像。成字符或圖像。22l打印機結(jié)構(gòu)l控制和驅(qū)動電器l打印控制原理接口電路接口電路控制電路控制電路驅(qū)動電路驅(qū)動電路字符發(fā)生器字符發(fā)生器DIP開關開關電源電源針式打印頭針式打印頭字車字車走紙機構(gòu)走紙機構(gòu)色帶機構(gòu)色帶機構(gòu)233、噴墨式打印機1.噴泡式技術噴泡式技術2.壓電式技術壓電式技術3.噴墨打印機結(jié)構(gòu)噴墨打印機結(jié)構(gòu)l墨盒及噴頭墨盒及噴頭l清洗系統(tǒng)清洗系統(tǒng)l字車機構(gòu)字車機構(gòu)244、激光打印機1.激光打印

13、機的結(jié)構(gòu)激光打印機的結(jié)構(gòu)l激光掃描系統(tǒng)激光掃描系統(tǒng)l電子照相系統(tǒng)電子照相系統(tǒng)l控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)2.激光打印機的工作原理激光打印機的工作原理255、打印機的技術指標1.技術指標技術指標l打印質(zhì)量打印質(zhì)量l打印速度打印速度l打印紙張的種類打印紙張的種類l噪聲噪聲l打印機價格及打印成本打印機價格及打印成本l驅(qū)動程序驅(qū)動程序2.各種打印機的性能比較各種打印機的性能比較26五、磁盤存儲器一、磁表面存儲原理與磁記錄編碼方式一、磁表面存儲原理與磁記錄編碼方式l1.存儲原理存儲原理l2.磁記錄的編碼方式磁記錄的編碼方式（1）調(diào)頻制）調(diào)頻制FM（2）改進型調(diào)頻制（）改進型調(diào)頻制（MFM，M2F）（3）游程長度受

14、限碼）游程長度受限碼27二、硬盤存儲器二、硬盤存儲器1.硬盤的基本結(jié)構(gòu)硬盤的基本結(jié)構(gòu)（1）基本結(jié)構(gòu)）基本結(jié)構(gòu)（2）硬盤的分類）硬盤的分類l采用密封的頭、盤組件采用密封的頭、盤組件l采用磁阻或巨磁阻磁頭與濺射薄膜磁層采用磁阻或巨磁阻磁頭與濺射薄膜磁層l將集成化的讀寫電路安置在靠近磁頭的位置，將集成化的讀寫電路安置在靠近磁頭的位置，可改善高頻傳輸特性，減少干擾?？筛纳聘哳l傳輸特性，減少干擾。l采用接觸啟停式浮動磁頭和自動啟停機構(gòu)。采用接觸啟停式浮動磁頭和自動啟停機構(gòu)。282.硬盤的信息分布硬盤的信息分布l磁道磁道l圓柱面圓柱面l數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊/扇區(qū)扇區(qū)3.硬盤驅(qū)動器硬盤驅(qū)動器l驅(qū)動器的組成驅(qū)動器的組

15、成l硬盤驅(qū)動器的工作過程：硬盤驅(qū)動器的工作過程：是按記錄面、圓柱面、磁道、數(shù)據(jù)塊/扇區(qū)層次安排。尋址過程尋址過程數(shù)據(jù)存取過程數(shù)據(jù)存取過程主機向磁盤控制器送出有關尋址信息主機向磁盤控制器送出有關尋址信息定位（尋道）定位（尋道）尋找起始扇區(qū)尋找起始扇區(qū)數(shù)據(jù)存取過程數(shù)據(jù)存取過程294.硬盤適配器硬盤適配器磁盤適配器的構(gòu)成：磁盤適配器的構(gòu)成：l總線緩沖器總線緩沖器l磁盤控制器磁盤控制器l時鐘時序電路時鐘時序電路l數(shù)字信號控制電路數(shù)字信號控制電路l譯碼器譯碼器l寫預補償電路寫預補償電路l數(shù)據(jù)分離電路數(shù)據(jù)分離電路l信號驅(qū)動電路信號驅(qū)動電路l總線接口信號總線接口信號l驅(qū)動器電纜信號驅(qū)動器電纜信號主要作用是將

16、主機系統(tǒng)的操作命令轉(zhuǎn)換成驅(qū)動器所需信號，并返回磁盤驅(qū)動器狀態(tài)，成為主機系統(tǒng)所能接受的信息。305.硬盤的接口標準硬盤的接口標準（1）IDE接口接口（2）SCSI接口接口（3）Uitra DMA/33/66/100接口接口6.硬盤的技術指標硬盤的技術指標（1）高速緩存）高速緩存 （2）主軸轉(zhuǎn)速）主軸轉(zhuǎn)速（3）平均尋道時間）平均尋道時間 （4）外部數(shù)據(jù)傳輸率）外部數(shù)據(jù)傳輸率（5）內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率）內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 （6）單碟容量）單碟容量（7）平均存取時間）平均存取時間 （8）記錄密度）記錄密度31l磁盤存儲容量磁盤存儲容量 存儲容量：指一個磁盤存儲器所能存儲的字節(jié)存儲容量：指一個磁盤存儲器所能存儲的

17、字節(jié)總數(shù)；總數(shù)； 磁盤存儲容量磁盤存儲容量=盤面數(shù)盤面數(shù)*每面磁道數(shù)每面磁道數(shù)*每道扇區(qū)數(shù)每道扇區(qū)數(shù)*每每扇區(qū)存儲容量扇區(qū)存儲容量。l存儲密度存儲密度：道密度：沿磁盤半徑方向單位長度：道密度：沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù)，單位為上的磁道數(shù)，單位為 道道/英寸；英寸；l位密度位密度：磁道單位長度上能記錄的二進制代碼：磁道單位長度上能記錄的二進制代碼位數(shù)位數(shù) ，單位為，單位為 位位/英寸；英寸；l面密度面密度：位密度和道密度的乘積；：位密度和道密度的乘積；32l平均存取時間平均存取時間：存取時間包括找道時間、等待：存取時間包括找道時間、等待時間和讀寫時間。找道時間和等待時間都是隨時間和讀寫時間

18、。找道時間和等待時間都是隨機的，所以取平均時間；機的，所以取平均時間；l數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率：指磁盤存儲器在單位時間內(nèi)向主：指磁盤存儲器在單位時間內(nèi)向主機傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。機傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸率：數(shù)據(jù)傳輸率：Dr=rN=Dv（字節(jié)（字節(jié)/秒）秒）其中：其中：r為磁盤轉(zhuǎn)速；為磁盤轉(zhuǎn)速；N為每個磁道的容量；為每個磁道的容量；D為位密度；為位密度；V為磁盤旋轉(zhuǎn)的線速度。為磁盤旋轉(zhuǎn)的線速度。 33三、軟磁盤存儲器三、軟磁盤存儲器l1.軟盤片軟盤片l2.磁盤上的信息分布與尋址磁盤上的信息分布與尋址l3.磁道記錄格式磁道記錄格式l4.機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu)34六、光存儲器l光盤采用聚焦激光束在盤式介質(zhì)上非接觸光盤采用聚焦激光束在盤式介質(zhì)上非接觸地記錄高密度信息，以介質(zhì)材料的光學性地記錄高密度信息，以介質(zhì)材料的光學性質(zhì)的變化來表示所存儲信息的質(zhì)的變化來表示所存儲信息的“1”和和“0”。l優(yōu)點：存儲容量大、耐用、易保存等優(yōu)點：存儲容量大、耐用、易保存等l分類分類CDCDROMDVDWORM可擦光盤可擦光盤光光磁盤磁盤35（1）只讀型光盤：）只讀型光盤：l種類種類-LD、CD-DA、VCD、CD-ROMl凹坑凹坑-信息記錄載體，壓制形成，邊界代表信息記錄載體，壓制形成，邊界代表1，平面代表，平面代表0l光