計算機原理外圍設(shè)備

1、第八章 外圍設(shè)備 中德教育一、認識微型計算機的組成微型計算機的組成目錄8.1 外圍設(shè)備概述了解8.1.2 外圍設(shè)備的分類掌握8.2 輸入設(shè)備定義及分類 掌握8.3 輸出設(shè)備定義打印機了解8.4 光盤和磁光盤存儲設(shè)備理解8.5 顯示設(shè)備理解8.6 輸入設(shè)備和打印設(shè)備理解9/24/20223外圍設(shè)備定義廣義:凡與計算機相連、受主機控制完成數(shù)據(jù)處理或控制操作的裝置都可稱外圍設(shè)備。輸入輸出設(shè)備，外存儲器，數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，終端設(shè)備， AD和DA轉(zhuǎn)換器，各種與計算機相關(guān)的儀表及裝置。狹義:僅指輸入輸出設(shè)備和外存儲器，它們是只用于輸入輸出數(shù)字信息的、構(gòu)成計算機系統(tǒng)必不可少的設(shè)備。外圍設(shè)備又稱外部設(shè)備。4外圍設(shè)

2、備所處的層次主機外圍設(shè)備CPU運算器控制器內(nèi)存輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)總線58.0輸入輸出系統(tǒng)（一）外部設(shè)備1. 輸入設(shè)備：鍵盤，鼠標(biāo)2. 輸出設(shè)備：顯示器、打印機3. 外存儲器： 硬盤存儲器、軟盤、U盤、光盤存儲器9/24/202268.1 外圍設(shè)備的分類分類輸入/出設(shè)備；外存設(shè)備；數(shù)據(jù)通信設(shè)備；過程控制設(shè)備；AD/DA是指數(shù)模相互轉(zhuǎn)換9/24/20227圖8.1 計算機硬件的組成8.2輸入設(shè)備定義及分類 輸入設(shè)備是指向主機輸入程序、原始數(shù)據(jù)和 操作命令等信息的設(shè)備。 輸入設(shè)備將各類信號變換成主機能識別的二 進制代碼，并負責(zé)送到主機。字符數(shù)字輸入 圖形輸入圖象輸入聲音輸入 9 鍵盤10鍵盤-字符

3、數(shù)字輸入設(shè)備鍵盤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是如何將鍵盤上的按鍵動作轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCll碼。7位的是128種，8位的是256種）由于按鍵開關(guān)本身只能產(chǎn)生一個開關(guān)信號，因此，需要有一套編碼電路或程序，將某個按鍵的開關(guān)信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCll編碼。11ASCII碼（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）9/24/202212 8.2.1 鍵盤鍵盤布局 現(xiàn)在所使用的鍵盤是在打字機的鍵盤基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以不論哪種型號的鍵盤，其中心部分都是一個標(biāo)準(zhǔn)的打字機鍵盤布局，共48個鍵。這48個鍵包括數(shù)字、字母和一些特殊符號鍵，我們將它們統(tǒng)稱為字符鍵。除此之外，為了增加功能，還設(shè)立了若干個功能鍵(控制鍵)，使總鍵數(shù)擴展到63個以上，目前高檔

4、微機鍵盤的鍵數(shù)多為l01或104個 。 鍵盤的內(nèi)部有一塊由單片機組成的電路。為了區(qū)分各個鍵，每個鍵都有一個單獨的代碼，例如，字母A為10000001，B為10000010等。 鍵盤通過一個5針插頭與主機相接，該插座如圖8.4所示。 2鍵盤工作原理鍵盤輸入信息分三個步驟：按下一個鍵；查出按下的是哪個鍵； 將此鍵翻譯成ASCII碼，由計算機接收。 按鍵是由人工操作的，確認按下的是哪一個鍵，可由硬件或軟件的辦法來實現(xiàn)。 采用硬件確認哪個鍵被按下的方法叫做編碼鍵盤法，它由硬件電路形成對應(yīng)被按鍵的唯一的編碼信息。圖8.4示出了帶只讀存儲器的編碼鍵盤原理。鼠標(biāo)16鼠標(biāo)分類機械式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo)光學(xué)式鼠標(biāo)17

5、鼠標(biāo)一種手持式坐標(biāo)定位部件。 1968年，鼠標(biāo)誕生于美國加州斯坦福大學(xué)，設(shè)計鼠標(biāo)的初衷就是為了使計算機的操作更加簡便，來代替鍵盤那繁瑣的指令。 由于它的外觀像老鼠一樣拖著一條長長的連線(象老鼠的尾巴)，因此，就把它戲稱為“Mouse”。18機械式鼠標(biāo)19光電鼠標(biāo)內(nèi)部只有兩對互相垂直的光電檢測器，光敏三極管通過接收發(fā)光二極管照射到光電板反射的光進行工作光電板上印有許許多多黑白相間的小格子，光照到黑色的格子上，由于光被黑色吸收，所以光敏三極管接收不到反射光；相反，若照到白色的格子上，光敏三極管可以收到反射光，如此往復(fù)，形成脈沖信號。需要注意的是光電鼠標(biāo)相對于光電板的位置一定要正，稍微有一點偏斜就會

6、造成鼠標(biāo)器不能正常工作。20光學(xué)式鼠標(biāo)新型的光學(xué)式鼠標(biāo)器不需特殊鼠標(biāo)墊板，克服了鼠標(biāo)墊板易磨損的缺陷采用了新的光學(xué)技術(shù)光眼(Optical Sensor)光電感應(yīng)裝置每秒發(fā)射和接收1500次信號，再配合18MIPS(每秒處理1800萬條指令)的CPU，實現(xiàn)精準(zhǔn)、快速的定位和指令傳輸21軌跡球 外觀上看就像是翻轉(zhuǎn)過來的機械鼠標(biāo)，用手撥動軌跡球來控制光標(biāo)的移動。22按照鼠標(biāo)的接口分類。串口、PS/2口、USB口和其它。鼠標(biāo)接口23串口鼠標(biāo)串口就是串行接口，即COM接口。這是最古老的鼠標(biāo)接口，是一種9針或25針的D型接口，將鼠標(biāo)接到電腦主機串口上就能使用。其優(yōu)點是適用范圍和機型最多，從古老的沒有PS

7、/2接口和USB接口的電腦到現(xiàn)在最新的電腦都能使用，缺點是串口通信的數(shù)據(jù)傳輸率太低，中高檔鼠標(biāo)不能發(fā)揮其高性能優(yōu)勢，而且不支持熱插拔。在最新的BTX主板規(guī)范中已經(jīng)取消了串口，隨著BTX規(guī)范的普及，串口鼠標(biāo)也必將逐漸被淘汰。9/24/202224PS/2接口PS/2接口是1987年IBM公司推出的鼠標(biāo)接口，俗稱“小口”。這是一種鼠標(biāo)和鍵盤的專用接口，是一種6針的圓型接口。但鼠標(biāo)只使用其中的4針傳輸數(shù)據(jù)和供電，其余2個為空腳。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的標(biāo)準(zhǔn)接口，PS/2接口雖曾被廣泛使用但是不支持熱插拔，不能使高檔鼠標(biāo)完全發(fā)揮其性能，如今已基本被USB接口取代。

8、9/24/202225鼠標(biāo)USB接口通用串行總線（縮寫：USB）是連接計算機系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛地應(yīng)用于個人電腦和移動設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴展至攝影器材、數(shù)字電視（機頂盒）、游戲機等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB 3.09/24/202226輸出設(shè)備輸出設(shè)備定義打印機顯示設(shè)備27輸出設(shè)備 輸出設(shè)備將計算機處理過的二進制代碼信息，轉(zhuǎn)換成人們能識別的形式，如數(shù)字、符號、文字、圖形、圖像或聲音等輸出，供人們分析和使用。常用輸出設(shè)備有打印機及CRT顯示器。28打印設(shè)備29 打印設(shè)備分類（印字原理）擊打式 利用機械作用使印字機構(gòu)與色帶和紙相撞擊而打印

9、字符。串行、并行點陣針式、字模式非擊打式 利用電、磁、光、噴墨等物理、化學(xué)方法印刷字符。噴墨激光熱轉(zhuǎn)印30 打印設(shè)備分類（工作方式）串行打印機-逐字打印針式點陣式打印機，噴墨打印機并行打印機-逐行/頁打印激光打印機31點陣式打印機32點陣式印字原理點陣式印字是采用打印鋼針撞擊色帶與紙，印出點陣字符。它的印字機構(gòu)，又稱打印頭，裝有排列整齊的一列或兩列打印鋼針，每根鋼針帶有電磁鐵，受驅(qū)動電流控制。打印頭安裝在字車上，字車由驅(qū)動機構(gòu)牽引，可沿水平方向移動。33點陣式串行打印機的組成印字機構(gòu)（又稱打印頭）、字車機構(gòu)、輸紙機構(gòu)、色帶系統(tǒng)控制電路字符發(fā)生器34激光印字機又稱激光印刷機，一種非擊打式高速印字

10、機。激光掃描技術(shù)和電子照像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物激光掃描系統(tǒng)、電子照像部分、字符發(fā)生器 控制電路35激光印字機36激光印字機工作過程充電曝光顯影轉(zhuǎn)印定影消電清潔核心部件硒鼓（具有光敏特性的滾筒裝置）37激光印字機工作過程充電：硒鼓首先在黑暗中充電，使得硒鼓表面沉積一層均勻的電荷曝光：根據(jù)控制電路輸出的字符信息，對激光器進行調(diào)制，控制激光的掃描，掃描時激光在硒鼓表面有選擇的曝光，曝光部分產(chǎn)生放電現(xiàn)象，未曝光部分仍然保留電荷。形成靜電潛像。顯影：靜電潛像通過裝有碳粉的顯影器，碳粉事先充有相同電荷，這樣硒鼓上沒有電荷的地方就會吸附碳粉，形成影像，達到顯影的目的38激光印字機工作過程轉(zhuǎn)?。寒?dāng)打印紙通過硒鼓時，

11、在打印紙的背面加上反向的靜電電荷，將硒鼓上的碳粉吸附到紙張上，這就是轉(zhuǎn)印的過程。定影：帶有碳粉的紙張通過加熱的定影輥，碳粉融化，永久粘附在紙張上。消電：消電燈照射硒鼓，消除殘余電荷。清潔：清除硒鼓上的殘余碳粉。398.2 磁盤存儲設(shè)備8.2.1 磁記錄原理8.2.2 硬磁盤機的基本組成和分類 8.2.3 硬磁盤驅(qū)動器和控制器8.2.4 磁盤上信息的分布8.4.5 磁盤存儲器的技術(shù)指標(biāo) 重點掌握9/24/2022408.2.1 磁記錄原理磁表面存儲器用磁性材料薄薄地涂在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲信息。磁表面存儲器的優(yōu)點： 存儲容量大，位價格低； 記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用； 記錄信息可以長期保存而

12、不丟失； 非破壞性讀出，讀出時不需要再生信息。 磁表面存儲器的缺點：存取速度較慢，機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜；非接觸式讀寫，對工作環(huán)境要求較高。如：磁帶、磁盤要求防塵、防震9/24/202241磁表面存儲器的讀寫原理在磁表面存儲器中，信息的讀寫是利用磁頭來進行的；磁頭：由軟磁材料做鐵芯，繞有讀寫線圈的電磁鐵。寫操作原理：電-磁變換；利用磁頭寫線圈中的脈沖電流，在磁表面每個存儲元上形成不同的磁化狀態(tài)；讀操作原理：磁-電變換；利用磁頭讀線圈，將磁表面每個存儲元上的不同剩磁狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電信號讀出；9/24/2022428.2.2 磁盤的組成和分類硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)組成磁記錄介質(zhì)磁盤控制器磁盤驅(qū)動器動畫演示： 7-5.s

13、wf硬質(zhì)圓形盤片磁頭、小車、傳送帶讀寫控制電路9/24/202243硬磁盤的分類按盤片結(jié)構(gòu)分可換盤片式、固定盤片式 按磁頭分可移動磁頭、固定磁頭溫徹斯特磁盤機可移動磁頭固定盤片的磁盤機；密封組合式的硬磁盤；磁頭、盤片、電機等部件組裝成一個不可隨意拆卸的整體。工作時，高速旋轉(zhuǎn)在盤面上形成的氣墊將磁頭平穩(wěn)浮起。優(yōu)點：防塵性能好，可靠性高，對使用環(huán)境要求不高。 組合 可移動磁頭固定盤片固定磁頭固定盤片可移動磁頭可換盤片固定磁頭可換盤片簡稱溫盤9/24/202244硬磁盤外觀9/24/202245硬磁盤內(nèi)部構(gòu)成9/24/2022468.2.3 硬磁盤驅(qū)動器和控制器磁盤驅(qū)動器定位驅(qū)動系統(tǒng)主軸系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

14、系統(tǒng)磁盤控制器 主機與磁盤驅(qū)動器之間的接口。9/24/202247硬磁盤的驅(qū)動器9/24/202248現(xiàn)代硬盤結(jié)構(gòu)示意圖9/24/2022498.2.4 磁盤上信息的分布記錄面磁盤片表面；一個盤片有上下兩個記錄面。磁道 記錄面上一系列同心圓；最外圈為0磁道 ，依次為1、2、N磁道；每個磁道的存儲容量均相同；不同盤片的相同磁道構(gòu)成一個柱面；扇區(qū)同心圓上的一段磁道區(qū)域；每個扇區(qū)的存儲容量也相同。9/24/202250磁盤上的信息記錄方式一個硬盤由多個盤片構(gòu)成的磁盤組來記錄信息；每個盤片包括兩個記錄面（除最上面和最下面）；每個記錄面表面通常有幾十到幾百個磁道來記錄信息；每個磁道又分為若干個扇區(qū)。磁盤

15、組的信息記錄順序是按照柱面來組織的： 第0面第0道第1面第0道第N面第0道第0面第1道第1面第1道第N面第1道硬盤上信息地址由記錄面號、磁道號、扇區(qū)號三個部分組成。索引 ：磁道的起始位置。為便于進行讀/寫操作；9/24/2022518.4.5 磁盤存儲器的技術(shù)指標(biāo)存儲密度有道密度、位密度、面密度三個不同的指標(biāo)；相關(guān)概念道距：相鄰兩磁道中心線之間的距離；道寬：磁化軌跡的寬度。存儲容量一個磁盤存儲器所能存儲的字節(jié)總數(shù)；平均存取時間從發(fā)出讀寫命令后，磁頭從某一起始位置移動至新的記錄位置，到開始從盤片表面讀出或?qū)懭胄畔⑺枰臅r間。數(shù)據(jù)傳輸率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)；9/24/20

16、2252存儲密度道密度沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù)；單位：道/英寸。位密度磁道單位長度上能記錄的二進制代碼位數(shù)；單位：位/英寸。注意：每個磁道的位密度均不相同，有最高、最低位密度。0磁道的位密度為最低位密度；面密度位密度和道密度的乘積；單位：位/平方英寸。9/24/202253存儲容量存儲容量=記錄面數(shù)每面磁道數(shù)磁道容量非格式化容量磁記錄表面可以利用的磁化單元總數(shù)。格式化容量按照某種特定的記錄格式所能存儲信息的總量，也就是用戶可以真正使用的容量。格式化容量一般是非格式化容量的60%70%。9/24/202254平均存取時間平均存取時間等于平均找道時間與平均等待時間之和；定位時間（找道時間）

17、將磁頭定位至所要求的磁道上所需的時間；等待時間找道完成后，盤片將所要訪問信息轉(zhuǎn)到磁頭下方的時間；平均找道時間最大與最小找道時間的平均值，約為1020ms；平均等待時間與磁盤轉(zhuǎn)速有關(guān)，是磁盤旋轉(zhuǎn)一周時間的一半。硬盤轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分，故平均等待時間約為4ms。 9/24/202255數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率與存儲設(shè)備和主機接口邏輯有關(guān)。設(shè)磁盤旋轉(zhuǎn)速度為每秒n轉(zhuǎn)，磁道容量為N個字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸率Dr= n N（字節(jié)/秒）設(shè)某磁道位密度為D字節(jié)/英寸，磁盤轉(zhuǎn)速為v英寸/秒，則數(shù)據(jù)傳輸率Dr= D v （字節(jié)/秒） 9/24/202256【例1】磁盤組有6片磁盤，每片有兩個記錄面，最上最下兩個面不用。存儲區(qū)

18、域內(nèi)徑22cm ，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分。問：共有多少柱面?柱面數(shù) = 每面的磁道數(shù)盤面上的有效存儲區(qū)域 = 33/2 22/2 = 16.5-11 = 5.5(cm) 道密度=40道/cm 磁道數(shù)= 405.5 = 220道，即220個柱面9/24/202257【例1】磁盤組有6片磁盤，每片有兩個記錄面，最上最下兩個面不用。存儲區(qū)域內(nèi)徑22cm ，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分。問：盤組總存儲容量是多少?存儲容量=記錄面數(shù)每面磁道數(shù)磁道容量內(nèi)層磁道周長為2R = 23.1411 = 6

19、9.08(cm)道容量 = 400位/cm69.08cm = 27632位 = 3454B盤組總?cè)萘? 10220 3454B = 7598800B622220位密度磁道周長9/24/202258【例1】磁盤組有6片磁盤，每片有兩個記錄面，最上最下兩個面不用。存儲區(qū)域內(nèi)徑22cm ，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分。問：數(shù)據(jù)傳輸率多少?每磁道容量N=3454B磁盤轉(zhuǎn)速r = 6000轉(zhuǎn)/60秒 = 100轉(zhuǎn)/秒 磁盤數(shù)據(jù)傳輸率Dr = rN = 1003454B = 345400B/s9/24/202259【例1】磁盤組有6片磁盤，每片有兩個記錄

20、面，最上最下兩個面不用。存儲區(qū)域內(nèi)徑22cm ，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分。問：如果某文件長度超過一個磁道的容量，應(yīng)將它記錄在同一個存儲面上，還是記錄在同一個柱面上?磁盤組的記錄順序是按照柱面來組織的；因為不需要重新找道，數(shù)據(jù)讀/寫速度快；如果某文件長度超過一個磁道的容量，應(yīng)將它記錄在同一個柱面上。9/24/202260例1：某磁盤存儲器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個記錄面，每毫米5道，每道記錄信息12288字節(jié)，最內(nèi)層磁道直徑為230mm，共275道，求： 磁盤的存儲容量為多大？存儲容量 = 記錄面數(shù)每面磁道數(shù)磁道容量 = 4面 275道

21、 12288字節(jié) = 13516800字節(jié) 最高位密度和最低位密度分別是多少？位密度 = 道容量 磁道周長（2R）最內(nèi)層磁道半徑Rmin = 230mm 2 = 115mm最外層磁道半徑Rmax = Rmin + 275/5 = 115 + 55 = 170mm最高位密度 = 12288字節(jié) 2 Rmin = 17字節(jié)/mm最低位密度=12288字節(jié) 2 Rmax =11.5字節(jié)/mm9/24/202261例1：某磁盤存儲器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個記錄盤面，每毫米5道，每道記錄信息12288字節(jié)，最內(nèi)層磁道直徑為230mm，共275道，求：磁盤數(shù)據(jù)傳輸率為多少？磁盤數(shù)據(jù)傳輸率 = 每道容

22、量轉(zhuǎn)速 = 1228850轉(zhuǎn)/秒 = 614400字節(jié)/秒平均等待時間是多少？ 平均等待時間 = 1/21/轉(zhuǎn)速 = 1/21/50轉(zhuǎn)/秒 = 1/100秒 =10ms9/24/202262作業(yè)：設(shè)某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)徑為5cm，外徑為10cm，道密度為 500道/cm，內(nèi)徑處的位密度為6000位/cm，轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分，問：1、磁盤容量是多少？2、數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？9/24/202263例2：設(shè)某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)徑為2.36英寸，外徑為5英寸，道密度為 1250TPI(道/英寸)，內(nèi)徑處的位密度為52400BPI (字節(jié)/英寸) ，轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分，問： 數(shù)據(jù)傳輸

23、速率為多少？數(shù)據(jù)傳輸率 = 每道字節(jié)數(shù)轉(zhuǎn)速 = 48562 （7200 60） = 5.82 106 字節(jié)/秒 設(shè)找道時間在10ms到40ms之間，在一個磁道上寫上8000字節(jié)數(shù)據(jù)，平均需要多少時間？所需時間 = 平均找道時間+平均等待時間+數(shù)據(jù)讀取時間 = (10+40) /2 + (60/7200)/2 + 8000 (5.82106) 25ms + 4.2ms + 1.4ms = 30.6ms9/24/2022648.5 光盤和磁光盤存儲設(shè)備光盤存儲器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)材料光學(xué)性質(zhì)的變化來表示所存儲信息的“1”或“0”。光盤存儲器是以光道來記錄信息的

24、；光道是一條始于盤片中心的螺旋線。光盤的優(yōu)點存儲容量大；光盤的缺點 存取時間長，數(shù)據(jù)傳輸率低。一張CD-ROM盤片的存儲容量可達600MB以上9/24/202265光盤存儲器的分類只讀型廠商以高成本制作出母盤后大批壓制出來的光盤；這種模壓式記錄的光盤只能讀，不能修改。寫一次型用戶可以在這種光盤上記錄信息，但只能寫一次。重寫型用戶可對這類光盤進行隨機寫入、擦除或重寫信息。DVD-ROM光盤最初的全稱是數(shù)字化視頻光盤；CD-ROM是單面使用，DVD-ROM是兩面都可以寫數(shù)據(jù)。CD-RWCD-ROMWORM、CD-RDVD-ROM9/24/202266硬盤、軟盤、磁帶、光盤的性能比較速度可換性讀寫方

25、式價格容量適用場合硬盤高不可以非接觸式較高較大作為主存后援，存放軟件、數(shù)據(jù)磁帶低可以接觸式較低(磁帶機磁帶)較小海量后備（順序存?。┕獗P較高可以非接觸式高(可擦寫光驅(qū)+光盤)大存軟件、圖文資料檔案等9/24/2022678.6 顯示設(shè)備顯示設(shè)備的分類按顯示器件分類陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器等；按顯示的內(nèi)容分類字符顯示器、圖形顯示器、圖像顯示器； CRT顯示設(shè)備以掃描方式不同，分成光柵掃描和隨機掃描兩種顯示器；以分辨率不同 ，分成高分辨率顯示器和低分辨率顯示器；以顯示的顏色分類，有單色(黑白)顯示器和彩色顯示器；以熒光屏對角線長度分類，有14英寸、16英寸、1

26、9英寸等多種。9/24/202268隨機掃描和光柵掃描隨機掃描電子束只在需要做圖的地方掃描，而不必掃描全屏幕；這種掃描方式畫圖速度快，圖像清晰；高質(zhì)量的圖形顯示器(如分辨率為40964096)采用；其偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與電視標(biāo)準(zhǔn)不一致，驅(qū)動系統(tǒng)較復(fù)雜，價格較貴。光柵掃描電子束從上至下順序掃描整個屏幕；又可分為逐行掃描和隔行掃描兩種方式；電視中采用的掃描方法；缺點是冗余時間多，分辨率不如隨機掃描方式。9/24/202269分辨率分辨率是指顯示器所能表示的像素個數(shù)；像素是指組成圖像的最小單位；像素越密，分辨率越高，圖像顯示越清晰；CRT顯示器的分辨率取決于顯象管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦

27、能力；液晶顯示器采用最佳分辨率顯示；顯示小于最佳分辨率的畫面時，液顯采用兩種方式：一種是居中顯示，一種是放大顯示。1315寸液晶顯示器的最佳分辨率為1024768；17英寸、19英寸的分辨率為12801024。9/24/202270灰度級灰度級在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示為顏色的不同；灰度級越多，圖像層次越清楚逼真；灰度級取決于每個像素對應(yīng)刷新存儲器單元的位數(shù)和CRT本身的性能。只有兩級灰度的顯示器稱為單色顯示器。圖像顯示器的灰度級一般在256級以上。9/24/202271刷新和刷新存儲器刷新CRT顯示器的電子束不斷地重復(fù)掃描整個屏幕以穩(wěn)定圖像；刷新頻率顯示器每

28、秒能夠?qū)φ麄€屏幕的刷新次數(shù)。一般設(shè)置刷新頻率為70Hz以上；電視中的標(biāo)準(zhǔn)是每秒刷新50Hz；刷新存儲器存放圖像信息用于刷新的存儲器，也叫顯示存儲器；其存儲容量由圖像分辨率和灰度級決定；刷新存儲器的存取周期必須滿足刷新頻率的要求。刷新存儲器帶寬=分辨率顏色深度刷新頻率9/24/202272練習(xí)CRT的分辨率為10241024像素，像素的顏色數(shù)為256，則刷新存儲器的容量是（ ）。A、256KBB、512KBC、1MBD、8MB分析：容量10241024log22561MB在PC機所配置的顯示器中，若顯示控制卡上刷新存儲器的容量為1MB，則當(dāng)采用800600的分辨率模式時，每個像素最多可以有（ ）

29、種不同顏色。A、256B、65536C、16MD、4096分析：容量800600log2X1MB 得出X65536 CB9/24/202273顯示適配器顯示適配卡，也叫顯卡顯示器與主機之間的接口電路；負責(zé)將主機發(fā)送的待顯示的信號送給顯示器。顯卡的主要構(gòu)成部件圖形處理器GPU處理顯示信息；顯存暫存顯示芯片要處理的數(shù)據(jù)和處理完畢的數(shù)據(jù)；顯卡BIOS存放顯示芯片與驅(qū)動程序之間的控制程序； 印刷電路板（PCB）顯卡不同標(biāo)準(zhǔn)：VGA、XGA、SVGA9/24/2022748.7 輸入設(shè)備和打印設(shè)備輸入設(shè)備圖形輸入設(shè)備鍵盤 、鼠標(biāo)、圖形板和游動標(biāo) 圖像輸入設(shè)備 數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機 、掃描儀語音輸入設(shè)備

30、 語音識別器打印設(shè)備針式打印機 、噴墨打印機、激光打印機9/24/20227522、假定一臺計算機的顯示存儲器用DRAM芯片實現(xiàn)，若要求顯示分辨率為1600*1200，顏色深度為24位，幀頻為85Hz，顯示總帶寬的50% 用來刷新屏幕，則需要的顯存總帶寬至少約為（ ）A 、245 MbpsB、979 MbpsC、1958 MbpsD、7834Mbps*顯存總帶寬=1600120024b85Hz2 = 7 833 600 000 bps7834MbpsD9/24/202276顯示設(shè)備顯示設(shè)備基本概念顯示設(shè)備分類CRT顯示器基本原理字符顯示器圖形顯示器平板顯示器77基本概念圖形早期的圖形是指沒有亮

31、暗層次變化的線條圖。如電路圖、機械圖、印制板圖、建筑圖等。它是一種二值化的線條圖，要么是一條明亮的線，要么就不顯示，看到的只是屏幕底色。目前，圖形也可以有顏色、亮暗層次的變化，表現(xiàn)的內(nèi)容更加豐富。圖像圖像是一種具有亮暗層次變化的圖。如人物、景物照片等。經(jīng)計算機處理與顯示的圖像稱為數(shù)字圖像。它是將圖片上連續(xù)的亮暗變化變換成離散的數(shù)字量，以點陣的形式顯示出來。78像素在圖像處理時，將組成圖像的各點按幾何位置排列成矩陣，矩陣中的每個元素稱為像素（或稱像元）實際上就是顯示屏上不可再小的光點。分辨率顯示器所能表示的像素的個數(shù)。它取決于顯像管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸、CRT電子束的聚焦能力以及刷新存儲器

32、的存儲容量。分辨率一般以顯示屏上水平方向像素個數(shù)/垂直方向像素個數(shù)來表示。如某顯示器的分辨率為640X480，則表示該顯示器水平方向有640個像素，垂直方向有480個像素。 79灰度級灰度級是像素點的亮度值，在彩色顯示器中表示顏色的差別?；叶燃壢Q于每個像素對應(yīng)刷新存儲器中存儲單元的位數(shù)和CRT本身的性能。如位數(shù)為4，則有16級灰度或顏色。若位數(shù)為8，則有256級灰度或顏色。80微型計算機顯示子系統(tǒng)顯示控制適配器（顯卡） 主要功能是控制光柵的產(chǎn)生及主機與顯示器之間數(shù)據(jù)的暫存和傳送等，顯卡的性能直接影響到顯示的效果。 顯示緩沖區(qū)（顯存） 字符發(fā)生器 顯示控制器顯示器81顯示緩沖區(qū)(VRAM)存放

33、屏幕上需要顯示的字符或者圖形的全部信息字符顯示模式： VRAM中存放欲顯示字符的兩個字節(jié)代碼 一個就是欲顯示字符的ASCII代碼本身 另外一個是該字符的屬性，表示顏色，亮度等圖形顯示模式 VRAM中存放每一個像素點的顏色信息 821MDA單色顯示器適配器 MDA是1981年由IBM公司隨IBM PC一起推出，是一種字符顯示卡。它采用914點陣顯示一個字符，滿屏可顯示80列 25行字符，其分辨率為720350個像素。字符顯示的質(zhì)量較高，但不能兼容圖形方式。2 CGA彩色圖形適配器 CGA兼容圖形和字符兩種方式。在字符方式下，每個字符采用8 8點陣顯示，顯示的質(zhì)量不如 MDA，但字符本身及其背景可

34、以選擇 16種顏色。在圖形方式下，分辨率為 640200，顯示 2種顏色或 320 200， 4種顏色。833MGA單色圖形適配器一 MGA可顯示單色圖形或字符，分辨率為720350個像素。它用于那些不需彩色圖形的場合，以降低硬件開銷。4EGA增強型圖形適配器 EGA兼有 MDA和CGA的優(yōu)點，并增加了一些顯示功能。字符方式下，采用 8 14點陣顯示一個字符，顯示質(zhì)量優(yōu)于CGA。圖形方式下，其分辨率為640350，顯示16種顏色。經(jīng)改進后的 EGA，其分辨率達 640 480或 800 600。845.VGA視頻圖形陣列 VGA是IBM公司1987年推出的。它的主要特點是在微型機的基本顯示系統(tǒng)

35、中采用模擬量輸入，使顯示的顏色更加豐富和逼真。 VGA在字符方式下以 9 I6點陣顯示字符，質(zhì)量好于EGA，圖形方式下，其分辨率為 640480，顯示16種顏色或320200，256種顏色。6.SVGA超級VGA SVGA改進了VGA標(biāo)準(zhǔn)，增強了VGA功能。它的分辨率為800600、顯示256種顏色。7. XGA 1024 768 SXGA 1280 1024 UXGA 1600 120085顯示設(shè)備分類按器件分陰極射線管(CRT)顯示器液晶顯示器(LCD)等離子體顯示器按顯示信息內(nèi)容分字符（字符為基本單位） 圖形（像素）按顯示顏色分單色 彩色（三槍顯管）86光柵掃描成像原理 熒光屏電子槍聚焦

36、系統(tǒng)水平偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)顯示頭87CRT顯示器組成及工作原理88光柵掃描方式(a) 逐行掃描 (b) 隔行掃描89字符顯示器以字符為基本單位的顯示設(shè)備每個字符以點陣的形式顯示，與打印機原理類似點陣是m*n個點構(gòu)成的陣列所有需要顯示的字符的點陣都固化在字符發(fā)生器顯示時根據(jù)ascii碼到字符發(fā)生器中尋找點陣逐列進行顯示90 A編碼 N編碼 D編碼VRAM A點陣 B點陣 C點陣 D點陣 N點陣ROM屏幕 移位寄存器并行串行AND91圖形顯示器以像素為基本單位的顯示設(shè)備每個像素可以有其顏色光柵掃描928.2.3 掃描儀 掃描儀是一種圖形、圖像輸入設(shè)備，它可以迅速地將圖形或圖像輸入到計算機，因而，成為圖文

37、通信、圖像處理、模式識別、出版系統(tǒng)等方面的重要輸入設(shè)備。 掃描儀主要由光學(xué)成像部分、機械傳動部分和轉(zhuǎn)換電路部分組成。其原理是：用一線狀光源投射原稿，然后用光學(xué)透鏡將被照射區(qū)域的反射光傳送到感光區(qū)(如CCD電荷耦合器件)成像并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，再通過信號拾取與處理電路將信號輸入到計算機。通過線狀光源與原稿的相對移動(掃描)便可將整幅圖形或圖像輸入到計算機。掃描儀的核心是完成光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換部件。目前大多數(shù)掃描儀采用的光電轉(zhuǎn)換部件是電荷耦合器件(CCD)。它可以將反射在其上的光信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號。 掃描儀種類很多，按不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為不同的類型。按掃描原理可將掃描儀分為，以CCD為核心的平板式

38、掃描儀、手持式掃描儀和以光電倍增管為核心的滾筒式掃描儀。按掃描圖像幅面的大小可將掃描儀分為，小幅面的手持式掃描儀、中等幅面的臺式掃描儀和大幅面的工程圖掃描儀。按掃描圖稿的介質(zhì)可分為，反射式(紙材料)掃描儀和透射式(膠片)掃描儀以及既可掃反射稿又可掃透射稿的多用途掃描儀。按用途可將掃描儀分為，用于各種圖稿輸入的通用型掃描儀和專門用于特殊圖像輸入的專用型掃描儀，如條形碼讀入器、卡片閱讀機等。掃描儀有如下主要性能指標(biāo):(1) 掃描精度和光學(xué)分辨率 所謂光學(xué)分辨率是指CCD的精度。初期的掃描儀分辨率僅為150DPI(每英寸掃描點數(shù))、300DPI，現(xiàn)在已達到600DPI，800DPI，甚至2000DP

39、I等。(2) 掃描速度 掃描速度依賴于每行的感光時間，一般在330ms范圍內(nèi)，與被掃描對象、所采用的光源和距離、以及感光的次數(shù)等有關(guān)。對于彩色掃描儀，掃描彩色圖像所花的時間是掃描單色圖像的3倍。(3) 色彩技術(shù) 為了提高掃描圖片的質(zhì)量，通常采用提高掃描儀的色彩位數(shù)即色彩范圍的方法，一般有24位和36位。 (4) 自動拼接功能 手持式掃描儀一般應(yīng)具有自動拼接功能，當(dāng)操作過快時，能進行提示或自動補線修正掃描精度。 圖8.6所示為臺式掃描儀工作原理圖：掃描儀及驅(qū)動電路通過掃描儀適配器連接在計算機上。 當(dāng)要用掃描儀輸入圖像時，首先打開掃描儀壓蓋，將紙平放在工作臺的玻璃板上，壓緊壓蓋。計算機主機執(zhí)行掃描

40、儀驅(qū)動程序，控制信號從適配器輸出，經(jīng)驅(qū)動放大電路驅(qū)動螺桿上電機旋轉(zhuǎn)，使線狀CCD感光器及感光器光源從上而下運動，光源射到被掃描的圖像文件上，被照射區(qū)域的圖像反射到CCD感光器上，CCD上線性地布滿了光電二級管(每英寸1000多個)，每個光電二級管因感受到的光強不同，耦合出不同數(shù)量的電荷，對應(yīng)著不同強度的電流，該電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成為二進制數(shù)字，每一數(shù)字對應(yīng)一個像素點，一行像素點對應(yīng)圖像上的一橫線。隨著電機旋轉(zhuǎn)，CCD朝下移動(掃描)，整幅圖像就轉(zhuǎn)變成了一串二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)適配器進入計算機，在計算機中再進行圖像處理、彩色處理等，形成圖像文件。8.2.4 數(shù)碼相機 數(shù)碼相機又稱數(shù)字相機，是近幾年得

41、到迅速發(fā)展的一種新興圖像輸入設(shè)備。它與掃描儀一樣，其核心部件是電荷耦合器件(CCD)。掃描儀中是使用的是線狀CCD感光器件，而數(shù)碼相機中使用的是陣列式CCD感光器件。數(shù)碼相機的像素分辨率有640480、1024768、12801024點陣等。最高可達30602036點陣，即在一塊CCD感光器上含有600萬像素點。 數(shù)碼相機、膠片相機的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，電子快門系統(tǒng)，電子測光及操作基本是相同的，但感光器件(CCD)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、圖像處理器(DSP)、圖像存儲器、液晶顯示屏(LCD)以及輸出控制單元(連接端口)這些器件是數(shù)碼相機特有的，圖8.7是數(shù)碼相機的結(jié)構(gòu)原理方框圖。1. 光學(xué)鏡頭 光線

42、透過鏡頭保護玻璃，在快門打開的一瞬間透過多片透鏡組成的鏡頭組件，經(jīng)過低通濾光器、紅外截止濾光器、CCD保護玻璃射到CCD影像傳感器上。鏡頭組件的主要功能是把光線匯聚到CCD傳感器上，光學(xué)低通濾光器的作用是除去由CCD像素間隔而產(chǎn)生的偽色和波紋。紅外截止濾光器的作用是吸收光線中的紅外線提高成像質(zhì)量。 3數(shù)碼相機的基本技術(shù)指標(biāo) 數(shù)碼相機的基本技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾個： (1)CCD CCD是電荷耦合器件的英文縮寫。它是數(shù)碼相機的核心組成部分之一，它的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)相機中的底片，它將光信號轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電信號。這種電信號屬于模擬量，也就是說僅有CCD是不足以生成數(shù)碼圖像的，必須經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換部件將模擬量轉(zhuǎn)

43、換為數(shù)字量，才能生成數(shù)碼圖像。一般來說，一個CCD元件對應(yīng)數(shù)碼圖像中的個像素，即一個CCD元件代表數(shù)碼圖像中的一個點。數(shù)碼相機的CCD接受板上集成了幾十萬、幾百萬個CCD元件，其集成度還在進步提高。 (2)AD轉(zhuǎn)換部件 AD(AnalogueDigital)轉(zhuǎn)換部件也叫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件它用于將CCD生成的模擬電信號轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的數(shù)字信號。我們主要用轉(zhuǎn)換速度和量化精度來權(quán)衡一個AD轉(zhuǎn)換部件的優(yōu)劣。數(shù)碼相機中的AD轉(zhuǎn)換的量比精度可以達到16位、24位或32位。數(shù)碼相機的轉(zhuǎn)換速度已經(jīng)可以做得很高。高檔數(shù)碼相機的曝光時間可以達到11000秒。AD轉(zhuǎn)換部件在數(shù)碼相機中的作用不亞于CCD，它的性能好

44、壞將直接影響數(shù)碼相機的照片質(zhì)量和數(shù)碼相機的功能。 (3)DSP DSP數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor)單元用于把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為圖像文件。某些數(shù)碼相機支持JPEG的圖像保存格式，這種數(shù)碼相機中還會有JPEG編碼壓縮器，這個JPEG編碼壓縮器也屬于DSP的一部分，DSP是數(shù)碼相機的主要控制部件，幾乎所有數(shù)碼相機的功能都是由DSP來實現(xiàn)的。 (4)取景器 目前數(shù)碼相機的取景方式主要有三種：雙鏡頭取景，單反式取景和LCD取景。 雙鏡頭取景是最常見的取景方式。傳統(tǒng)傻瓜相機普遍使用這種取景方式。雙鏡頭取景器的缺點在于取景器并沒有與鏡頭重合，眼睛觀察物體與鏡頭取景物體總有一

45、些偏差。 LCD取景方式?jīng)]有普通光學(xué)取景的缺點，所見即所得。不過LCD取景還是有一定的缺點，那就是取景會因為拍攝環(huán)境的不同而存在視覺上的失真，這是由于LCD的背景光源的強度將直接影響LCD的色彩體現(xiàn)，這種現(xiàn)象在非常亮的環(huán)境或電源電壓不足的時候尤為明顯。 單反式(TTL：Through The Lens)鏡頭取景方式這種取景方式已廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的專業(yè)相機。取景誤差很小，但是這種取景方式在數(shù)碼相機領(lǐng)域還只是剛剛起步只有在專業(yè)級的數(shù)碼相機之中才有所應(yīng)用。 (5)分辨率和像素 像素是指數(shù)碼圖像的基本單元，分辨率和像素是密切相關(guān)的兩個概念，例如：640480的分辨率是指水平方向上有640個像素，垂直方向

46、上有480個像素。理論上講，每一個CCD單元對應(yīng)一個像素，實際上，數(shù)碼相機所能產(chǎn)生的像素要小于CCD的總數(shù)，這是由于數(shù)碼相機產(chǎn)生數(shù)碼圖像時會產(chǎn)生冗余不過我們通常仍然使用像素數(shù)來評價CCD的性能。現(xiàn)在大部分的數(shù)碼相機的CCD像數(shù)都在100萬以上，“MegaPixel”就是指CCD像素在百萬以上的數(shù)碼相機。同時“MegaPixel”也是CCD像素的計量單位。由于數(shù)碼相機可以拍攝各種分辨率的數(shù)碼照片，所以一般以像素指標(biāo)評價CCD的性能，以分辨率指標(biāo)評價圖像的拍攝質(zhì)量。數(shù)碼相機的像素指標(biāo)只有個，而分辨率指標(biāo)可以有許多個，一般數(shù)碼相機的最高分辨率與像素數(shù)對應(yīng)。(6)光學(xué)變焦與數(shù)字變焦 光學(xué)變焦是指利用鏡

47、頭的光學(xué)特性調(diào)整拍攝主題的距離，從而縮小或增大照片的取景范圍；大部分數(shù)碼相機支持光學(xué)變焦，變焦能力一般在2倍和3倍之間。一些專業(yè)級數(shù)碼相機支持傳統(tǒng)的鏡頭，并且這些鏡頭可拆卸，所以專業(yè)級數(shù)碼相機的光學(xué)變焦能力可以更好。 數(shù)字變焦可以超越光學(xué)變焦所能提供的范圍拉近拍攝主題。數(shù)碼變焦就是通過分割數(shù)碼照片的中心，在改變新分割照片的大小來放大照片。這種技術(shù)在一般的圖像處理軟件上就可以輕松實現(xiàn)。不是數(shù)碼相機必需的功能，所以比較數(shù)碼相機的性能不能參考數(shù)碼變焦能力的指標(biāo)。(7)感光度 相機的感光度通常用ISOASA來評價。ISOASA用于描述圖像的感光程度和干凈程度。對于傳統(tǒng)相機，ISO的數(shù)值表示膠卷對光感應(yīng)

48、的靈敏程度。在較暗的環(huán)境下，使用較大ISO值的膠卷可以更清楚地成像。由于數(shù)碼相機是使用CCD元件感光，所以其ISO值一般可以調(diào)節(jié)，這是數(shù)碼相機的一個優(yōu)點。由于CCD元件性能不同，ISO值的可調(diào)范圍也不同。另外，一些數(shù)碼相機為了加強易用性，ISO值的設(shè)置由DSP元件去完成。標(biāo)準(zhǔn)的感光度為：ISO 100。(8)白平衡功能 白平衡功能與感光度是密切相關(guān)的兩個概念。白平衡就是指通過調(diào)整白色中的三色光的比例，使拍攝的照片色彩更加完美。白平衡功能是用于調(diào)整數(shù)碼照片的色彩，許多數(shù)碼圖像處理軟件都可以對數(shù)碼照片進行色彩調(diào)整，白干衡功能實際就是數(shù)碼相機將這種處理方法應(yīng)用到拍攝環(huán)境的一種特殊功能。它與感光度密切

49、相關(guān)，它們的區(qū)別在與感光度的設(shè)置影響CCD元件對光線的感應(yīng)，而白平衡功能的設(shè)置影響到DSP元件對光線的處理和修飾，一般數(shù)碼相機的白平衡功能設(shè)置支持“自動”、”固定”、“自定義”三種模式。（9）圖像存儲數(shù)字相機的存儲介質(zhì)類型主要是由半導(dǎo)體芯片做成的存儲卡，其它用磁性材料的如硬盤卡、軟盤卡、微驅(qū)動器等則用的較少。 現(xiàn)在數(shù)碼相機的存儲卡中使用的都是閃存(Flash Memory)芯片，所以也稱之為閃存卡。它最大的特點就是體積小。另一項明顯優(yōu)勢就是可靠性很高。它有容量大、存儲速度快的特點，目前為多數(shù)數(shù)碼相機所采用。一般存儲卡常見的有：SM卡（Smart Media）、CF卡(Compact Flash

50、)、SD卡、XD卡以及記憶棒等。容量為512MB、1GB、2GB等多種。8.2.5 其它輸入設(shè)備 1觸摸屏 觸摸屏是一種對物體的接觸或靠近能產(chǎn)生反映的定位設(shè)備。按觸摸原理的不同，大致可分為五類：電阻式、電容式、表面超聲波式、掃描紅外線式和壓感式。 電阻式觸摸屏是內(nèi)顯示屏上加一個兩層高透明度的、并涂有導(dǎo)電物質(zhì)的薄膜組成。在兩層薄膜之間絕緣隔開，其間隙為0.0001英寸，如圖8.7所示。當(dāng)用戶觸摸塑料薄膜片時，涂有金屬導(dǎo)電物質(zhì)的第一層塑料片與挨著玻璃罩上的第二層塑料片(也涂有金屬導(dǎo)電物)接觸，這樣根據(jù)其接觸電阻的大小求得觸摸點所在的x和y坐標(biāo)位置。 電容式觸摸屏是在顯示屏幕上加一個內(nèi)部涂有金屬層的

51、玻璃罩。當(dāng)用戶觸摸此罩表面時，與電場建立了電容耦合，在觸摸點產(chǎn)生電流到屏幕四個角，由四個電流大小計算出觸摸點的位置。 表面超聲波式觸摸屏是由一個透明的玻璃罩組成。在罩的x和y軸方向都有一個發(fā)射和接收壓電轉(zhuǎn)換器和一組反射器條，觸摸屏還有一個控制器發(fā)送5MHz的觸發(fā)信號，給發(fā)射、接收轉(zhuǎn)換器，讓它轉(zhuǎn)換成表面超聲波，此超聲波在屏幕表面?zhèn)鞑ァ．?dāng)用手指觸摸屏幕時，在確定的位置上超聲波被吸收，使接收信號發(fā)生變化，經(jīng)控制分析和數(shù)字轉(zhuǎn)換為x和y的坐標(biāo)值。2條碼掃描器 條碼掃描器的種類較多，可供各種不同場合選用。按其掃描原理的不同可將條碼掃描器分為筆式掃描器、CCD(電荷耦合器件)和激光掃描器等。 條碼掃描器是利

52、用光學(xué)和光電轉(zhuǎn)換原理識別條碼數(shù)據(jù)的裝置。不論筆式掃描器、CCD掃描器還是激光掃描器，都由光源、聚焦、光電轉(zhuǎn)換器、譯碼器等部分構(gòu)成。盡管結(jié)構(gòu)不同但其工作原理大同小異。光源將發(fā)出的光照射到條形碼上，由于黑條吸收光，反射光就極弱，而白條反射光較強，這時強弱不同的反射光經(jīng)透鏡聚焦照射到圖像傳感器上，使明暗不同的反射光變成強弱不等的模擬電信號。經(jīng)過放大、整形后，就變成數(shù)字信號。該信號經(jīng)過有單片機構(gòu)成的譯碼器處理后，就能求得條碼所代表的數(shù)字串，經(jīng)檢驗正確后，傳送給計算機，否則輸出出錯信息。 8.3 打印輸出設(shè)備 打印輸出是計算機最基本的一種輸出形式。打印輸出設(shè)備將計算機內(nèi)部的二進制代碼，即ASC碼，轉(zhuǎn)換成

53、人們能識別的形式，如字符、圖形，印刷在紙質(zhì)載體上作為硬拷貝，供人們分析和保存。 按印字原理，打印設(shè)備分為擊打式和非擊打式兩大類。擊打式是利用機械作用使印字機構(gòu)與色帶和紙撞擊而打印字符。 非擊打式是采用電、磁、光、噴墨等物理、化學(xué)方法印刷字符，如激光打印機、噴墨打印機等。由于擊打式打印機噪聲大、速度慢，而非擊打式打印機速度快、噪聲低、印字質(zhì)量好，因此，目前的發(fā)展趨勢是機械化的擊打式打印設(shè)備逐步轉(zhuǎn)向電子化的非擊打式打印設(shè)備。8.3.1 點陣針式打印機 點陣針式打印機的印字方法是，由打印針選擇適當(dāng)?shù)狞c撞擊色帶與紙，印出點陣字符或圖形。點越多，印字質(zhì)量越高。西文字符點陣通常有57、77、79點陣等幾種

54、。中文漢字至少要用1616或2424點陣表示，更高的還有4848、6464點陣。1. 點陣式串行打印機 點陣式串行打印機的印字機構(gòu)稱為打印頭。為了減少打印頭制造的難度，點陣式串行打印機的打印頭中只裝有一列(或二列)m根打印針，每根針可以單獨驅(qū)動也可并行驅(qū)動。印完一列后，打印頭沿水平方向移動一步微小距離，n步以后，可形成一個nm點陣的字符，以后照此逐個字符進行打印。圖8.9是針式打印機構(gòu)原理示意圖，它由打印頭與字庫、輸紙結(jié)構(gòu)、色帶機構(gòu)與控制器4部分組成。打印紙鐵芯永磁鐵打印針導(dǎo)軌銜鐵線圈色帶保護片色帶1987654321534267鋼針滾筒打印頭（311） 圖8.9 針式打印機構(gòu)原理圖 打印頭由

55、打印針、磁鐵、銜鐵等組成。打印針由鋼或合金材料制成，有7根或9根(中文打印需要16根或24根)垂直排列，有的打印頭有兩列7根或9根交錯排列，同時打印兩列點陣。 輸紙機構(gòu)由步進電機驅(qū)動，每打印完一行字符，按給定要求走紙，走紙的步距由字符行間距離決定。色帶的作用是供給色源。在打印過程中，色帶不斷移動，改變其受擊打的位置，以免破損，驅(qū)動色帶不斷移動的裝置稱為色帶機構(gòu)。針式打印機中多用環(huán)形色帶，裝在一個塑料盒內(nèi)，色帶可以隨打印頭的動作自動循環(huán)。 打印控制器主要包括字符緩沖器、字符發(fā)生器、時序控制電路和接口4部分。主機將要打印的字符通過接口送到緩存，在打印時序控制下，從緩存順序地取出字符代碼，對字符代碼

56、進行譯碼，得到字符發(fā)生器ROM的地址，逐列取出字符點陣并驅(qū)動打印頭，形成字符點陣。打印速度約為100個字符/s。 8.3.2 噴墨打印機噴墨打印機是目前常用的一種非擊打式打印機，噴墨打印機的特點是色彩功能強、體積小、重量輕、成本低。其基本原理是：采用某種特殊的材料，當(dāng)信號作用其上時，這種材料產(chǎn)生變形，迫使墨水噴射在紙上，當(dāng)信號間斷或信號改變時噴射間斷，使其在紙上產(chǎn)生打印字符式圖形的效果。這種材料一般對電壓、電流或熱特別敏感，如壓電材料或熱敏電阻等。 1噴墨打印機的工作原理 噴墨打印機通常分為液態(tài)噴墨式打印機和固態(tài)噴墨式打印機，下面對其工作原理分別作一介紹。 （1）液態(tài)噴墨式打印機 液態(tài)噴墨打印

57、機就是平時所說的噴墨打印機。液態(tài)噴墨方式又可分為氣泡式(Bubble Jet)、液體壓電式(Mach)和熱感式(Therml)。氣泡技術(shù)是通過加熱噴嘴，使墨水產(chǎn)生氣泡，噴到打印介質(zhì)上，形成圖像。微壓電打印頭技術(shù)是利用晶體加壓時放電的特性，在常溫下穩(wěn)定地將墨水噴出。液體壓電式液態(tài)噴墨打印機的原理是讓墨水通過細噴嘴，在強電場作用下以高速墨水束噴出，在紙上形成文字和圖像。熱感式(Therml)技術(shù)則是將墨水與打印頭設(shè)計為一體受熱后將墨水噴出。使墨粒微小而均勻。 （2）固態(tài)噴墨式打印機 固態(tài)噴墨打印機所使用的相變墨在室溫下是固態(tài)，打印時墨被加熱液化，之后噴射到紙上，并滲透其中，因此附著性相當(dāng)好，色彩也

58、極為鮮亮，打印效果有時甚至超過熱蠟式打印機。它除了透明膠片外可以使用包括普通紙在內(nèi)的所有紙張，只不過它價格昂貴。 2噴墨打印機的機械結(jié)構(gòu) 噴墨打印機的機械部分主要由墨盒、噴頭、清洗系統(tǒng)、字車機械、輸紙機構(gòu)和傳感器幾部分構(gòu)成。（1）墨盒及噴頭：這兩部分是噴墨打印機的重要組成部分，有兩種類型，一種是將墨盒與噴頭二者一體 化，也就是將它們兩個做在一起，因為這樣可以使整個體積變小、結(jié)構(gòu)簡單，因此可以降低打印機 本身的成本，但是在使用的時候費用就高了；如果墨盒中的墨水用完了，那么只好連噴頭一起換掉。 另一種是將墨盒與噴頭分離這樣在墨盒中的墨水用完后，可只換墨水，不必再換噴頭，從而降低了使用成本。（2）清

59、洗系統(tǒng)：它的作用是維護噴墨打印機的噴頭，也就是清洗噴頭。（3）字車機構(gòu)：它的作用主要是裝載打印頭并沿字車導(dǎo)軌做橫向間歇往返移動。（4）輸紙機構(gòu)：起到為打印機輸送紙張的作用。 3噴墨打印機的工作原理 圖8.9(a)是一種采用微壓電打印頭技術(shù)的噴墨打印機的工作原理。噴嘴內(nèi)裝有墨水，在噴嘴的上、下兩側(cè)各有一塊壓電晶體，壓電晶體受打印信號的控制，產(chǎn)生變形，擠壓噴嘴中的墨水，從而控制墨水的噴射。所有噴嘴的墨水管道連到一個墨盒，為了避免墨水干涸及灰塵堵塞噴嘴，在噴嘴頭部裝有一塊擋板，不打印時蓋住噴嘴。在噴嘴的頭部還有一噴嘴導(dǎo)孔板，用以保持噴嘴頭部的溫度不變，從而使打印出來的點陣大小不受環(huán)境溫度的影響。 3

60、噴墨打印機的工作原理 圖8.9(a)是一種采用微壓電打印頭技術(shù)的噴墨打印機的工作原理。噴嘴內(nèi)裝有墨水，在噴嘴的上、下兩側(cè)各有一塊壓電晶體，壓電晶體受打印信號的控制，產(chǎn)生變形，擠壓噴嘴中的墨水，從而控制墨水的噴射。所有噴嘴的墨水管道連到一個墨盒，為了避免墨水干涸及灰塵堵塞噴嘴，在噴嘴頭部裝有一塊擋板，不打印時蓋住噴嘴。在噴嘴的頭部還有一噴嘴導(dǎo)孔板，用以保持噴嘴頭部的溫度不變，從而使打印出來的點陣大小不受環(huán)境溫度的影響。 4噴墨打印機的性能指標(biāo)分辨率：分辨率當(dāng)然是越高越好。打印速度：噴墨打印機的打印速度也是以每分鐘或每秒可以打印多少頁紙或多少字符來計數(shù)的，即用ppmcps(每分鐘多少頁每秒多少字符