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1、第九章 輸入輸出設(shè)備,鍵盤(pán) 圖形輸入設(shè)備（鼠標(biāo)器、圖形板、跟蹤球、操縱桿、光筆） 圖像輸入設(shè)備（攝像機(jī)、掃描儀、數(shù)字相機(jī)） 條形碼 光學(xué)字符識(shí)別 語(yǔ)言與文字輸入,顯示器（字符、漢字、圖形、圖像） 打印設(shè)備（針式打印機(jī)、激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)） 繪圖機(jī)（平板式、滾筒式） 語(yǔ)音輸出,終端設(shè)備（鍵盤(pán)+顯示器） 數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換 多媒體 脫機(jī)輸入輸出設(shè)備（軟磁盤(pán)數(shù)據(jù)站）,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,輸入輸出設(shè)備,9.2 輸入設(shè)備9.2.1 鍵盤(pán),鍵盤(pán)是目前應(yīng)用最普遍的一種輸入設(shè)備，與CRT顯示器組成終端設(shè)備。 鍵盤(pán)是由一組排列成陣列形式的按鍵開(kāi)關(guān)組成的，每按下一個(gè)鍵，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的字符代碼（每個(gè)按

2、鍵的位置碼），然后將它轉(zhuǎn)換成ASCII碼或其他碼，送主機(jī)。目前常用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)有101個(gè)鍵，它除了提供通常的ASCII字符以外，還有多個(gè)功能鍵（由軟件系統(tǒng)定義功能）、光標(biāo)控制鍵（上、下、左、右移動(dòng)等）與編輯鍵（插入或消去字符）等。 IBM PC機(jī)的鍵盤(pán)內(nèi)裝有Intel 8048單片機(jī)來(lái)執(zhí)行鍵盤(pán)掃描功能（確定按鍵的位置碼）、鍵盤(pán)檢測(cè)、消去重鍵、自動(dòng)重發(fā)、掃描碼的緩沖以及與主機(jī)間的通信等。,9.2.1 鍵盤(pán),外設(shè)和主機(jī)信息交換標(biāo)準(zhǔn) 用于信息交換的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)代碼（American Standard Code for Information Interchange， 簡(jiǎn)稱(chēng)ASCII）。 另有一種字符編碼，

3、是主要用在IBM計(jì)算機(jī)中的擴(kuò)充的二。十進(jìn)制信息碼（Extended Binary Coded Decimal Interchange Code，簡(jiǎn)稱(chēng)EBCDIC）。它采用8位碼，有256個(gè)編碼狀態(tài)，但只選用其中一部分。,9.2.2 光筆、圖形板和畫(huà)筆（或游動(dòng)標(biāo)）輸入,光筆（light pen） 外形與鋼筆相似，頭部裝有一個(gè)透鏡系統(tǒng)，能把進(jìn)入的光會(huì)聚為一個(gè)光點(diǎn)。在光筆頭部附有開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)行光的檢測(cè)，光筆就可拾取顯示器屏幕上的坐標(biāo)。光筆與屏幕上的光標(biāo)配合，可使光標(biāo)跟蹤光筆移動(dòng)，在屏幕上畫(huà)出圖形或修改圖形，這個(gè)過(guò)程與人用鋼筆畫(huà)圖的過(guò)程類(lèi)似。經(jīng)操作員確認(rèn)后，即可存入計(jì)算機(jī)。 畫(huà)筆（stylu

4、s） 用于圖形板（tablet），當(dāng)畫(huà)筆接觸到圖形板上的某一位置時(shí)，畫(huà)筆在圖形板上的位置坐標(biāo)就會(huì)自動(dòng)傳送到計(jì)算機(jī)中去，隨著筆在板上的運(yùn)動(dòng)可以畫(huà)出圖形。圖形板和畫(huà)筆結(jié)合構(gòu)成二維坐標(biāo)的輸入系統(tǒng)，主電要用于輸入工程圖等。將圖紙貼在圖形板上，畫(huà)筆沿著圖紙上的圖形移動(dòng)，讀取圖形坐標(biāo)，即可輸入工程圖。,9.2.2 光筆、圖形板和畫(huà)筆（或游動(dòng)標(biāo)）輸入,圖形板是一種二維的AD變換器，因此圖形板也稱(chēng)作數(shù)字化板。坐標(biāo)量測(cè)的方法有電阻式、電容式、電磁感應(yīng)式和超聲波式幾種。 以電磁式為例，圖形板是一塊電磁感應(yīng)板，手持約游動(dòng)標(biāo)中有一個(gè)感應(yīng)線圈，當(dāng)線圈的中心（十字標(biāo)的中心）置于板上某點(diǎn)時(shí)，便在該點(diǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，得到坐標(biāo)值

5、。,9.2.3 鼠標(biāo)器、跟蹤球和操作桿輸入,1鼠標(biāo)器 鼠標(biāo)器有兩種：機(jī)械式和光電式。它們與主機(jī)的通信和控制原理完全相同，只是在移動(dòng)檢測(cè)方面有些差異，兩者相互可以直接替換。 2跟蹤球 其原理與機(jī)械式鼠標(biāo)器完全一樣，只是將滾球做得大一些，并放置在固定的球座里，用時(shí)用手指轉(zhuǎn)動(dòng)球，就可實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)器一樣的功能。 3操作桿 便攜機(jī)中經(jīng)常采用操作桿（stick）。其結(jié)構(gòu)是在一種薄片狀底盤(pán)的上面設(shè)置一個(gè)操作桿（直徑約5mm的小圓桿）其露在便攜機(jī)鍵盤(pán)面板上的部分只是這個(gè)操作桿，底盤(pán)結(jié)構(gòu)也很小巧，占用很小空間。,9.2.4 觸摸屏,觸摸屏根據(jù)其所采用的技術(shù)可分成5類(lèi)：電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波技術(shù)和底坐式矢

6、量壓力測(cè)力技術(shù)。 例如，在14”顯示器上使用觸摸屏?xí)r，顯示區(qū)域的實(shí)際大小一般是25cm18.5cm，一個(gè)分辨率為3232的觸摸屏就能把屏幕分割成：1024個(gè)0.78cm0.58cm觸點(diǎn)，紅外觸摸屏在屏幕四邊放置紅外發(fā)射管和紅外接收管，微處理器控制驅(qū)動(dòng)電路依次接通紅外發(fā)射管并檢查相應(yīng)的紅外接收管，形成橫豎交叉的紅外線陣列。,9.2.5 圖像輸入設(shè)備（攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)）,1攝像機(jī) 攝像機(jī)攝取的景物，經(jīng)數(shù)字化后變成數(shù)字圖像存入磁盤(pán)或磁帶，如果被攝對(duì)象在微觀世尋，可以將攝像機(jī)裝在顯微鏡上，組成顯微圖像輸入系統(tǒng)。 當(dāng)圖像已經(jīng)記錄到某種介質(zhì)上時(shí)，要用讀出裝置讀出圖像。如記錄在錄像帶上的圖像要用錄像機(jī)讀出

7、，再將視頻信號(hào)經(jīng)圖像板量化輸入計(jì)算機(jī)。,9.3 輸出設(shè)備顯示器9.3.1 顯示設(shè)備種類(lèi),顯示器分類(lèi)： 按器件分： CRT顯示器； LED顯示器； 等離子體顯示器。 按顯示內(nèi)容分： 字符顯示器； 圖形顯示器； 圖像顯示器。 按設(shè)備功能分：普通顯示器；僅供顯示，也稱(chēng)監(jiān)視器。 顯示終端；顯示器和鍵盤(pán)組成的輸入輸出設(shè)備。,9.3.1 顯示設(shè)備種類(lèi),1陰極射線管（CRT） CRT是目前廣泛應(yīng)用的顯示器件，最早用于電視接收機(jī)，然后應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為字符、圖形和圖像顯示器。 CRT是一個(gè)電真空器件，由電子槍、偏轉(zhuǎn)裝置和熒光屏構(gòu)成。 電子槍發(fā)射電子，打倒熒光屏上形成光點(diǎn)。 亮度，控制電子的速度（能量）；

8、聚焦，將電子聚集的很細(xì)； 掃描，改變電子運(yùn)動(dòng)的方向，使用編轉(zhuǎn)線圈。 單色：1個(gè)電子槍 彩色：3個(gè)電子槍?zhuān)t、綠、藍(lán)） 像素距離：0.31mm、0.28mm,9.3.1 顯示設(shè)備種類(lèi),2. 平板顯示器 有液晶（LCD）、等離子體（PDP）、場(chǎng)發(fā)射（FED）、電執(zhí)發(fā)光顯示（ELD）。 （1）液晶顯示（LCD） 液晶是液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是一種有機(jī)化合物，在一定范圍內(nèi)，既具有液體的流動(dòng)性，又具有分子排列有序的晶體特性，液晶分子是棒狀結(jié)構(gòu)。具有明顯的光學(xué)各向異性，它本身不發(fā)光，但能夠調(diào)制外照光實(shí)現(xiàn)信息顯示，因此使用時(shí)需要背光源。 液晶顯示具有低工作電壓、微功耗、體輕薄、適于LSI驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)大畫(huà)面顯示

9、，顯示色彩優(yōu)良等特點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)用的是薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）。,9.3.1 顯示設(shè)備種類(lèi),（2）彩色等離子體（plasma display panel，簡(jiǎn)稱(chēng)PDP） 利用惰性氣體在一定電壓作用下產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)光的平板顯示技術(shù)。 氣體放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)光致熒光粉，熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光，使用三基色熒光粉，就可實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三原色。使每個(gè)基色實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度，在混色達(dá)到彩色顯示的目的。 其結(jié)構(gòu)好像是將數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)個(gè)氣體微型熒光燈按一定方式排列在兩塊平板玻璃之間。通過(guò)許多隔障把放電空間分成若干放電單元。 每個(gè)單元有一組電極和單元內(nèi)壁分別涂有紅、綠、藍(lán)熒光粉。外部電

10、路按一定方式對(duì)所有放電單元進(jìn)行控制，完成三原色空間混色，可實(shí)現(xiàn)彩色顯示。,9.3.2 顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語(yǔ),1. 圖形和圖像 圖形：指用平面、立體的幾何造型，形象逼真地表示現(xiàn)實(shí)世界的各個(gè)事物。如飛機(jī)、汽車(chē)、建筑物等。 圖像：處理來(lái)自客觀世界的影像，如攝像機(jī)攝取并存入計(jì)算機(jī)的數(shù)字圖像。 2. 分辨率和灰度級(jí) 分辨率：顯示器能表示像素的個(gè)數(shù)，如640480、800600、1024768 灰度級(jí)：是所顯示像素點(diǎn)的亮暗的差別，彩色顯示器則表示顏色的不同。,9.3.2 顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語(yǔ),3. 刷新和幀存儲(chǔ)器 刷新：由于熒光粉亮度的持續(xù)時(shí)間有限，為了得到穩(wěn)定的圖像，必須在圖像消失之前，使電子束不斷重復(fù)

11、地掃描整個(gè)屏幕。 刷新的頻率應(yīng)大于30幀/秒。 幀緩沖區(qū)：為圖像提供刷新信號(hào)而保存整個(gè)圖像的存儲(chǔ)器。也稱(chēng)“視頻存儲(chǔ)器”（VRAM）。 VRAM的容量由圖像分別率和灰度級(jí)來(lái)決定。例如：分辨率為：10241024，灰度級(jí)為256的圖像，其VRAM容量為： 102401248=1M,9.3.2 顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語(yǔ),4. 隨機(jī)掃描和光柵掃描 隨機(jī)掃描: 控制電子束隨機(jī)地在CRT屏幕上運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生字符和圖形。不必掃描全屏，速度快，圖像清晰。 光柵掃描: 采用掃描全屏的方法。采取從上至下的順序掃描。有兩種掃描方式： 逐行掃描：1行接1行掃描全屏； 隔行掃描：先奇數(shù)場(chǎng)（1,3,5,.行），在偶數(shù)場(chǎng)（ 1,

12、3,5,.行）,9.3.4 圖形和圖像顯示,程序段緩存： 存放計(jì)算機(jī)送來(lái)的顯示文件和交互式操作命令，優(yōu)先式處理器完成一些圖像操作（放大、平移、比例變換等）。 幀存儲(chǔ)器：存放一幀圖像或圖形信息，和屏幕上的像素一一對(duì)應(yīng)。,顯示 處理器,幀 存儲(chǔ)器,CRT,程序段 緩存,主機(jī),9.3 輸出設(shè)備打印機(jī)9.3.1 點(diǎn)陣式打印機(jī),打印機(jī)分類(lèi)： 按印字原理分： 打擊式：點(diǎn)陣式打印機(jī)； 非打擊式：激光、靜電、噴墨等。 按工作方式分： 串行打印機(jī)，逐字打?。?行式打印機(jī)，逐行打印。,9.4.1 點(diǎn)陣針式打印機(jī),利用垂直排列的2列打印針（7、9、12根）交錯(cuò)排列組成打印頭。 可以控制每根針，驅(qū)動(dòng)打印針向前擊打，色

13、帶上被擊打的油墨就滲透到打印紙上，留下一小園點(diǎn)。電流撤銷(xiāo)，電磁場(chǎng)消失，彈簧使打印針回到初始位置。 打印的字符和圖像是由nm個(gè)點(diǎn)陣組成的。西文有57，77，79點(diǎn)陣，漢字有1616，2424點(diǎn)陣。,9.4.2 激光打印機(jī),工作原理是，首先對(duì)硒鼓表面充電，充電后硒鼓表面均勻帶上-600v電荷。激光通過(guò)掃描，在硒鼓上表面形成圖像，硒鼓表面上帶有-600v電荷的部分為黑色，-100v電荷的部分為白色。 下一步是使旋轉(zhuǎn)的硒鼓吸附上極細(xì)顆粒的帶有負(fù)電荷的感光粉，黑白激光打印機(jī)通常使用炭粉。帶負(fù)電荷的炭粉只粘在帶有正電荷的硒鼓表面部分，即黑色部分，沒(méi)有正電荷的白色部分不會(huì)吸附上炭粉。也就是說(shuō)，這時(shí)的硒鼓變成了圖像的正底片。 硒鼓繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，與紙張接觸。紙張后面的高電壓的正電荷會(huì)把硒鼓上的帶負(fù)電荷炭粉吸引到紙張上。最后一步是對(duì)紙張加熱，使炭粉固定在紙張上。 硒鼓上會(huì)有殘留的炭粉，要用一個(gè)刮片或滾刷把炭粉清除掉。,