第八章 计算机常用外部设备

字符显示原理（A/N）
显示存储器 第 1 行
第 2 行
显示缓存存储地址 与屏幕显示位置的 对应关系
字符点阵代码的显示过程：
字符 编码
字符发生器 字符点 阵代码
打点 频率
显示存储器
输出 移位寄存器
2、图形及汉字的显示原理(APA)

像素：把原始画面离散成MN个像点，每个点为一个像素。 图形方式下，显示内容以像素为单位，显示缓冲存储器的 每一个存储位都与CRT屏幕的某一个像素点相对应。根据 灰度数的不同决定使用几个bits来表示。
声卡的功能





1、采集来自麦克风、收录机等音源的信号，压缩后存放于计算 机系统的内存或硬盘中，以及对数字化的声音文件进行编辑加工， 使之达到某一特殊效果； 2、将存放于存储设备上的压缩的数字化声音文件经解压缩还原， 重建高质量的声音信号，放大后通过耳机或音箱输出； 3、控制音源的音量，对各种音源进行混合，实现混响器的功能； 4、利用语音识别技术，通过声卡识别操作者的声音，实现人机 对话； 5、利用语音合成技术，通过声卡朗读文本信息，把文字变为语 音信息； 6、使计算机可以控制MIDI电子乐器，录入或重新合成并播放出 MIDI电子乐器的声音。
2
输入设备
外设 输出设备
字符输入设备：键盘 图形输入设备：鼠标、光笔 图象：扫描仪、传真机、摄象机 模拟设备：语音输入、AD转换 活字式 击打式 点阵式 打印机 非击打式 激光 喷墨
绘图仪 语音输出 显示器
磁盘 磁带 光盘
CRT 液晶、等离子体显示器
多媒体 终端设备 外存储器 通信设备
8.2 常用的输入设备
8.2.5 手写板与触摸屏


手写板是一种通过手写即能向计算机输 入信息的新颖输入设备，它兼有鼠标和 键盘的功能，操作使用十分方便，尤其 适合输入汉字。 触摸屏也是一种能够替代键盘、鼠标的 新型输入设备，适用于公共场合的计算 机使用。
8.2.6 语音录入系统


语音录入系统能够使用户甩开键盘，通过口述向计 算机中输入文字或命令。只要你的计算机配有相应 硬件并装上语音录入识别软件，对着麦克风讲话， 你的声音就会立刻转换成文字和相应的命令。 语音录入系统的支持硬件是麦克风和声卡。前者能 够将人的语音转换为连续的电信号，后者则能够将 经麦克风转换得到的连续电信号变换为计算机可以 处理的数字信号并输入计算机。

例：某PC机的显示器有1024 768的分辨率， 要求可同时显示64K种颜色，则其图形显示卡 上VRAM的容量至少要配置为多少？ 解：每个像素点对应的VRAM的二进制位数为N， 颜色数:64K=64 1024= 2N，则 N=16 VRAM的位容量=N 图形分辨率 =16 1024 768（bit) VRAM的字节容量= VRAM的位容量/8 =16 1024 768/8=1.5MB 因此该图形显示卡VRAM的容量至少要配置 1.5 MB。



CCD像素与数码相机分辨率 ，CCD像素越多，相机记录 的点越多，所得影像分辨率越高，目前主流的数码相机 的分辨率已经达到400-500万像素。 存储容量：数码相机的存储容量表征了该相机能够存储 照片的多少 色彩位数 ：色彩位数反映了数码相机能正确记录色彩的 多少，位数越高越能反映物体的真实本色。目前几乎所 有的数码相机都是24位色的，因此通常可不考虑色彩位 数问题。
XGA ： 1024 768， SXGA：1280 1024
3、显示卡的主要指标
分辨率：显示卡能支持的在屏幕上显示的最多 像素数。用每行像素数乘以每列的像素数表示。 颜色数：由属性缓冲区所用的二进制位数决定。 N位二进制可表示2N种颜色。 图形显示缓冲器VRAM的容量：设屏幕上每个 像素点对应的VRAM的二进制位数为N，则 VRAM的位容量=N 图形分辨率 =N 垂直点数水平点数

非编码键盘：用较为简单的硬件和专用的程序来识别被 按键的位置，提供一个与位置相对应的中间代码——扫描 码，然后由专用软件将其转换成规定的编码。

微机键盘组成原理

计算机键盘常采用非编码键盘，由单片机和按键 矩阵组成。101/102/104个按键。
键盘通过标准插头、 PS/2插头或USB插头与主 机系统板连接。 PC机键盘用8048负责键盘控制。
8.2.1 键盘 按结构原理划分


触点式： 利用机械触点的分离与闭合判断电路的通断， 由于磨损、氧化等易产生接触不良等故障。 无触点式：通过按键上下运动使电容的电量发生变化， 达到检测开关的通断，不存在磨损和接触不良等问题， 且密封组装有防尘特性。
按与主机通信信息划分
编码键盘：当某个键被按下后，能够提供一个与之相对 应的的编码信息。
8.3.4 绘图机


随着计算机应用的广泛与深入，绘图机已经日 益成为计算机系统的十分重要的输出设备。它 不仅可以绘制出点阵图形，而且也可以绘制出 复杂、精确的线划图形。广泛应用在产品设计、 建筑工程等领域中。 绘图机的种类很多，根据绘图原理的不同，可 把绘图机分为两大类：一种是向量绘图机，又 称笔式绘图机；另一种是点阵绘图机，又称无 笔绘图机。
音箱

音箱是将声音信息还原成声音的一种输 出设备，按照音箱有无外供电源，分为 有源音箱和无源音箱两类。由于声卡输 出的音频信号功率较小，因而配合计算 机使用的主要是有源音箱。
8.3.3

打印机

分类： 接口：串行（USB）、并行（Centronics） 打印方式：击打、非击打 字形：点阵、非点阵 打印机工作原理 点阵打印机：计算机接口打印行缓冲器 字符发生器驱动电路 激光打印机：潜像、显影、定影 喷墨打印机：热式喷墨、压电喷墨。
第八章 计算机常用外部设备
本 章 要 点
了解常用外设如键盘、鼠标、显示器和打 印机的原理、用途、性能指标以及特点； 掌握显示缓冲存储器容量与分辨率、显示 颜色数间的关系及计算方法。
8.1 外部设备概述




主机以外的硬件设备，称输入输出设备或外部 设备，简称外设。 外设向多样化、智能化、功能复合化、高可靠 性的方向发展。 输入设备：主要完成输入程序、数据、操作命 令、各种图形、图像、声音等信息。 输出设备：输出计算机的处理结果或操作提示。 可以是数据、文字、表格、图形、图像或语言。
0 0 0 0 1 1 1 1
显示缓冲存储器
显示器屏幕
各参数之间的关系 若每个像素用b位表示，显示器缓存容量为M， 一幅图像的像素数为Nc *Nr，显示颜色（或 灰度）数C，则有： C=2b



M=Nc*Nr*LOG2C
汉字的显示： 通过汉字的机内码找到汉字点阵码送到显示 缓存的指定位置。 汉字的点阵码存放在ROM或磁盘上。
8.3
一、概述 分类：

常用的输出设备
显示器
8.3.1
CRT(Cathode Ray Tube) 液晶(Liquid Crystal Display) 等离子体 屏幕尺寸、点间距、对比度、幀频、行频、扫描方式、 灰度等级或彩色数量。

性能：


显示方式：

字符/数字、全点可寻址方式。
主机信号 视频放大电路 CRT
8.2.4 摄像头和摄像机


摄像头和摄像机都属于视频输入设备，可以捕捉连续的动态 影像。 数字摄像头的原理与数码相机类似，也是通过光学镜头成像， 只是电路结构更为复杂，能够实现自动连续快速拍摄，并通 过内部的电路直接将视频图像信号转换成数字信号输入到计 算机。数字摄像头除捕捉连续视频图像外，也能像数码相机 拍摄照片一样捕捉单幅图像。但由于本身不具备存储能力， 需要连接计算机才能使用。 原理上，数字摄像机与数字摄像头完全相同，成像芯片主要 也是CCD，但数字摄像机本身具有存储能力，因而可以脱离 计算机独立使用，需要时才与计算机连接，向计算机输入数 字信号。

键盘自检、键盘扫描、键盘 与主机通信。

键Biblioteka Baidu缓冲区配合工作。
8.2.2 鼠标器和 轨迹球与操作杆

鼠标器是控制计算机显 示器上光标移动的输入 设备。一般有2到3个键。

特点：快速、精确地光标定位，优良的人机交互。
分类： 按工作原理分：光电式和机电式; 按与计算机通信方式分：有线鼠标和无线 鼠标(红外线型和无线电型)； 按接口分：串口、PS/2和USB。 指标：分辨率，轨迹速度。 轨迹球与操作杆都是光标指示设备的一种，作用与鼠标一样， 可方便、灵活、快捷地移动显示器上的光标。它们的特点是体积可 以做得很小，便于与笔记本计算机制作为一体。 光笔也是一种光 标定位设备，现在较少使用。
四、显示控制适配器（显示卡）
是监视器的控制电路和接口部件，可将显示缓冲区 送出的信息转换成视频控制信号，控制CRT的显示。 1、组成： 显示缓冲存储器、字符发送器ROM、CRT控制电 路、屏幕扫描控制逻辑电路等。 2、常用PC机显示卡
CGA：640 200 ， VGA： 640 480， EGA：640 350 ， SVGA： 800 600 ，
8.3.2 声卡和音箱


声卡是现代计算机中重要的多媒体设备， 既能用于声音输入也能用于声音输出， 它使计算机具有了“听”和“说”的能 力。 而声卡作为一个声音的输出设备，其输 出的声音信号必须经过电声转换器--耳机 或音箱（喇叭）才能最终还原成为人耳 所能听到的声音，也才能最终实现计算 机“说”的功能。
三、显示器的性能指标



屏幕尺寸：显示器屏幕的对角线长度。 点间距：显示器屏幕上像素间的距离。 颜色数：每个像素点可显示的颜色数。 对比度：图像（字符）与背景的浓度差。 帧频：字符或图像每秒在屏幕上出现的次数。 行频：单位时间内电子束从屏幕左到右的扫描次数。 扫描方式：电子束扫过荧光屏上所有像素的方式， 分隔行和逐行扫描方式。
帧扫描电路
同步信号
行扫描电路
高压
二、显示方式
1、字符方式——显示字母、数字和特殊符号。 （1）显示缓冲存储器：字符方式下，计算机要 显示的字符以ASCII码形式存入特定的存储区， 每个字符占一个字节单元，这段存储区称显示 缓冲存储器。 （2）字符点阵代码：用一组排成方阵的二进制 数字来表示字符或汉字。 从显示缓冲存储器取出的ASCII码经字符发生 器变换为字型点阵码才能显示输出。
8.2.3
扫描仪和数码相机
一、扫描仪 扫描仪是把图形图像和字符变为二进制图像数据 的计算机输入设备。 分类 台式、手持、滚筒 黑白和彩色 指标 分辨率、扫描幅面、扫描速度
二、数码相机


数码相机（digitalcamera）又叫数字相机，可以将 三维景物数字化，使拍摄出来的照片在计算机上进 行修改或编辑。 数码相机的性能与技术指标