第6章计算机硬件技术基础

6.2 鼠标
机械式鼠标器是常用的鼠标器之一，工作时仅需要一块光滑桌面， 且价格便宜，方便灵活。它可以再细分为光机式与机电式。 2．光电式鼠标器 ． 光电式鼠标器外观如图6.6所示。
图6.6微软的光电式鼠标
图6.6微软的光电式鼠标
6.3 显示器
6.3.1 CRT显示器
CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器是目前使用最为广泛 的显示器如图6.8所示。CRT显示器主要是由电子枪、偏转线圈、荫 罩或荫栅、荧光粉层和玻璃外壳五大部分组成。其工作原理是当显 示器加电工作以后，显像管内部的电子枪（阴极）发出的高压电子 束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线 圈的作用向正确目标偏离，穿过荫罩的小孔或荫栅并经荫罩或荫栅 调正，然后高速轰击到荧光屏上的荧光粉时，荧光粉被激活，就可 以发出光来。R、G、B三色（红、绿、蓝）荧光点被按不同比例强 度的电子流点亮，就会产生各种色彩，如图6.9所示。
6.3 显示器
4．像素和分辨率 ． 显示器屏幕上的每一个发光点称做一个像素，它是组成图像的最小单 位。分辨率是指屏幕上构成图像的像素的总和，决定显示器能显示内 容的多少，通常用水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积 来表示. 5．带宽 ． 指电子枪每秒钟扫过的发光点的个数，单位为MHz，数值上等于“水 平分辨率×垂直分辨率×场频”。 6．扫描方式 ． 显像管的电子枪扫描方式有两种：逐行扫描和隔行扫描。逐行扫描是 顺序地扫描每一行。隔行扫描是先扫描偶数行，后扫描奇数行，通过 两次扫描来完成图像的更新，较早的CRT显示器大都采用这种扫描方 式。 7．调节方式 ． 显示器的调节方式有模拟调节和数字调节两种。
名称 +5V GND N/C SDA H SYNC V SYNC SCL
描述 电源（未使用） 地线 未使用 串行数据信号 水平同步（行同步） 垂直同步（场同步） 串行时钟信号
母头（孔） 公头（针）
6.3 显示器
随着工艺的提高和高档机型的平民化，D-15接口和线材逐渐开始 取代BNC。
图6.11 BNC接口
6.2.2 鼠标的类型
鼠标器按照其按键数量可分为二键鼠标器和三键鼠标器以及多键多 功能鼠标器（例如近年来推出的可以进行五笔输入的鼠标器）；按 其使用功能可分为2D和3D式两种；按其接口的类型可分为9针的串 口鼠标、圆形并口（PS/2）鼠标以及USB口的鼠标等；按其工作原 理的不同，通常分为机械式鼠标与光电式鼠标两种。 1．机械式鼠标器 ．
6.1 键盘
6.1.1 键盘的工作原理及接口
1．工作原理 ． 键盘的基本工作原理是键盘控制电路实时监视按键，当用户按 下其中一个键时，键盘中的编码器能够迅速将此按键所对应的 编码通过接口电路输送到计算机的键盘缓冲器中，由CPU进行 识别处理。在键盘的内部设计中有定位按键位置的键位扫描电 路、产生被按下键代码的编码电路以及将产生代码送入计算机 的接口电路等等，这些电路被统称为键盘控制电路。
第6章 常用外部设备
本章要点 6.1 键盘 6.2 鼠标 6.3 显示器 6.4 打印机 6.5 网卡 6.6 调制解调器 6.7 扫描仪与光学字符识别技术 6.8 高技术输入 输出设备 高技术输入/输出设备 6.9 实例：外部设备信息及测试 实例： 习题
本章逻辑结构
6.1 键盘 6.1.1 键盘的工作原理及接口 6.1.2 PC键盘的特点 键盘的特点 6.2 鼠标 6.2.1 鼠标的工作原理 6.2.2 鼠标的类型 6.3 显示器 6.3.1 CRT显示器 显示器 6.3.2 液晶显示器 6.3.3 数字光处理技术 6.3.4 显卡 6.3.5 显示器接口
6.1 键盘
6.1.2 PC键盘的特点 键盘的特点
1.PC键盘按键个数多样化 键盘按键个数多样化 PC使用的键盘有83键、84键、101键、102键和104键等多种。83 键键盘是最早使用的一种PC键盘，其键号与扫描码是一致的。这 个扫描码被直接发送到主机箱并转换为ASCII码。随着高档PC的出 现，键盘功能和按键数目得到了扩充，键盘排列也发生了变化，产 生的扫描码与83键键盘的扫描码不同。为了保持PC系列微机的向 83 PC 上兼容性，需将84、101、102、104键键盘的扫描码转换为83键键 盘的扫描码，一般将前者称为行列位置扫描码，而将后者称为系统 扫描码。显然，对于83键键盘，这两种扫描码是相同的。 2.PC键盘的按键接触形式以电容式为主 键盘的按键接触形式以电容式为主 PC键盘从接触形式上看，有机械式和电容式两类。前者击键声音大， 使用寿命短，价格低；后者击键声音小，使用寿命长但价格略高。 现在PC键盘的按键开关均为无触点的电容开关，它通过按键上下 动作，使电容量发生变化，来检测按键的断开和接通。
6.2 鼠标
6.2.1 鼠标的工作原理
鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构组成，其基本结构 如图6.5所示。
鼠 标 Y Y传感器 用 微 处 理 器 X X传感 器 采样机构 专
传 感 器
图6.5 鼠标器组成示
图
6.2 鼠标
鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采样机构按X，Y相 垂直的方向把位置和距离信息送往传感器，再由传感器将它们转换 成脉冲信号，输入给鼠标专用的微处理器，然后由微处理器按照异 步串行口（或并行口）通讯协议，将动作位移以相应的数据格式传 送到计算机主机，并由主机将其转换为显示器光标数据，从而达到 指示光标位置的目的。
2．键盘接口 ． 键盘是计算机必备的输入设备，从一开始计算机就有专用 的键盘接口。常用的键盘的接口有AT接口、PS/2接口和 USB接口，如图6.2、6.3、6.4所示。
6.1 键盘
图6.2 AT接口
图6.3 PS/2接口
图6.4 USB接
图6.2 AT接口
图6.3 PS/2接口
图6.4 USB接口
6.3 显示器
6.3.2 液晶显示器
液晶显示器，简称LCD（Liquid Crystal Display），其外观如图 6.10所示。液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则 性分子排列的有机化合物，如果把它加热会呈现透明的液体状态， 把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，由于兼具液体与晶 体的特性，故称之为“液晶”。
6.3 显示器
6.3.5 显示器接口
CRT显示器的接口主要有两种，一种是D-15接口，即D形三排15针接 口，用于一般的显示器；另一种是BNC接口，主要用于早期的专业 型显示器。 CRT显示器因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基 本的信号包含R、G、B、H、V（红、绿、蓝、水平同步、垂直同步） 5个分量。这就要求不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含 以上这5个分量。早期的CRT显示器，尤其是专业型显示器，大多采 用了BNC接口和连线，其优点在于BNC的螺旋锁扣设计可以有很好 的牢固连接，而BNC线材一般也都制作得很粗，屏蔽也好，保证连 接的可靠性和减少电磁干扰，如图6.11所示。因为一般的图形工作站 都是很多台设备一起同时使用，使得BNC得以广泛采用。D-15接口， 即D形三排15针插口，其中有一些针是无用的，连接使用的信号线也 是空缺的，D-15接口的针脚定义如表6.2所示。
图6.12 DVI接口
6.3 显示器
液晶显示器的接口主要有两种：DVI（数字视频接口）和模拟 接口（D型15针）。由于LCD内部采用的是数字信号，因此模 拟接口的显示器主要是为了与现有的显示卡兼容而采用的。 DVI接口如图6.12所示。工作时，计算机中的数字信号经显示 卡处理后变成模拟信号，传送给LCD显示器，再由LCD内部的 电路将模拟信号转换成数字信号输出。数字接口的LCD显示器 内部无需设计模拟信号到数字信号的转换电路，但数字LCD显 示器必须安装一块特殊的带有数字接口的显示卡及其驱动程序。
6.3 显示器
6.3.3 数字光处理技术
数字光处理DLP（Digital Light Processing）技术是一种光学半导体数 字光处理技术，它由美国德州仪器公司发明，适用于对视觉要求很 高的场合。这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投 影出来。
6.3.4 显卡
显示卡(Display Card)，也叫显卡，是PC最基本的组成部分之一。显 示卡通常由视频BIOS、显示芯片、显示内存、数模转换器 （RAMDAC，现在多已集成在显示芯片内部）、接口及其它外围元 件构成。 显卡的相关术语： 1．显示芯片 2．显存 3．RAMDAC 4．VGA BIOS 5．总线接口 6．分辨率 7．色深
6.3 显示器
图 6.8 CRT显示器
图 6.9 CRT显示器的工作原理
6.3 显示器
CRT显示器的主要术语和性能指标有： 1．尺寸和可视面积 显示器的尺寸是显像管对角线的长度，其单位是英寸（1英寸 =2.539厘米），可视面积是指减去外壳遮住的部分后显像管对角 线的长度。 2．点距和栅距 点距是显像管最重要的技术参数之一，它的单位为毫米。点距指 的是荫罩式显示器的荧光屏上两个相邻的相同颜色荧光点之间的 对角线距离。点距越小，显示器显示的图像越清晰。 栅距是指荫栅式显像管平行的光栅之间的距离。早期的14英寸显 示器点距通常是0.31mm，目前主流显示器的点距一般为0.28mm、 0.27mm、0.25mm或0.24mm，个别高档产品能达到0.22mm或 0.21mm。 3．行频和场频 行频，又叫水平刷新频率，单位为kHz，是指电子枪每秒在屏幕上 由左至右扫描过一行荧光粉的水平线条数。
图6.10 LCD显示器
6.3 显示器
液晶显示器的主要术语和性能指标主要有： 1．可视角度 ． 可视角度是指站在始于屏幕法线的某个角度的位置时仍可清晰看 见萤幕图像所构成的最大角度，可视角愈大愈好。通常，LCD的可 视角度是左右对称，而上下不一定对称，常常是上下角度小于左右 角度。 2．亮度和对比度 ． TFT液晶显示器的可接受亮度为150cd/m2，对比度为100：1以上。 目前国内能见到的TFT液晶显示器亮度都在200cd/m2左右。当然， 这个数值是高一些更好。 这个数值是高一些更好。 3．响应时间 ． 响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速率，即像素 由暗转亮或亮转暗的速率。此值愈小愈好，响应时间越小，运动画 面才不会使用户有尾影拖拽的感觉。