键盘、鼠标和电源.ppt

第8章 键盘、鼠标和电源,8.1 键盘 8.2 鼠标 8.3 电源 8.4 UPS 练习与思考题,8.1 键 盘,8.1.1 键盘的工作原理 键盘实际上是由开关构成的阵列，它可以分成编码键盘和非编码键盘两种类型。当编码键盘的某个键被按下后，能直接提供与该键对应的编码信息，比如ASCII码键盘，就能提供与之相对应的ASCII代码。编码键盘的缺点是它缺乏灵活性。非编码键盘虽然不能直接提供按键的编码信息，只是提供了按键的位置信息，但这种键盘能为系统软件(或应用软件)在定义键盘的某些操作时提供更大的灵活性。,1. 电容式键盘 在电容式键盘中，每一个按键都由一个固定电极和一个活动电极组成。当按键被按下时，带动活动电极使电极间的距离减少，相应的电容量增加；当按键松开时电容量减少，键盘中的单片机通过检测各键电容量的变化，依次鉴别出按键的状态。由于这种键盘是一种无触点开关，没有物理接触，因此不存在接触不良和磨损的问题。在第一代PC机IBM PC/XT上采用的就是这种键盘。,2. 机械式键盘 机械式键盘又分成导电橡胶型及金属簧片开关型两种。 导电橡胶型的键盘里有一块大的印刷线路板，其上有很多触点，这些触点是由两个相互临近但是并不接触的镀金铜箔电极构成的，每一个触点都与一个键的位置相对应。当某键被按下时，该键带动一小块导电橡胶与触点的两个电极接触，使电极之间短路，单片机对此进行检测从而得知该键被按下了。,金属簧片开关型的键盘与导电橡胶型键盘的工作原理基本相同，只是在印刷线路板上直接焊了很多开关，这些开关内部用金属簧片构成触点，当按键被按下后，也使电极相互短路。 机械式键盘由于其结构上的原因，会产生接触不良和磨损的问题。导电橡胶型的键盘如果发生接触不良，可用酒精清洁导电橡胶和其触点，另外它的磨损也比较小。而金属簧片开关型的键盘磨损比较大，若有接触不良问题后，清洁处理也较困难。,8.1.2 键盘的分类 1. 按照按键的个数划分 按照键盘上按键的个数可分为83键、84键、101键、102键、104键键盘等。 早期的PC机使用83键的键盘，后来发展到93键、101键及102键等键盘。现在微机键盘已经标准化，主要采用84键和101键两种类型。家用微机一般使用PCAT标准101键键盘，而84键的键盘主要在笔记本电脑上使用，以缩小体积。,2. 按照键盘的接口形式划分 通常键盘与主机是通过5芯电缆相连接，接口有较大的AT键盘接口和较小的PS/2键盘接口这两种类型，两者只是接口的大小不一样，可以用转接头把AT键盘接到主机的PS/2接口上(或相反)。 近来还出现了USB接口的键盘，如图8-1所示，它能提供即插即用的功能，使用起来更为方便。,图8-1 USB键盘,8.2 鼠 标,8.2.1 鼠标的工作原理 按照鼠标的工作原理可以把鼠标分成机械式鼠标和光电式鼠标两种类型。 1. 机械式鼠标 机械式鼠标又有机电式鼠标和半光学式鼠标两种类型。由于机电式鼠标的精度低、易磨损，现在已被淘汰。以下主要介绍半光学式鼠标(如图8-2所示)。,图8-2 半光学式鼠标结构,2. 光电式鼠标 由于机械式鼠标的定位精度比较低，在家庭中使用是可以的，但是如果进行高精度的工程制图就需要光电式鼠标了。光电式鼠标(见图8-3)的工作原理是利用一块特制的光栅板作为位移检测元件，光栅板上方格之间的距离为0.5 mm，其横线吸收蓝光，竖线吸收红光，鼠标器内部有发出红、蓝光的元件和两个聚焦透镜，发射光经过透镜聚焦后从底部的小孔向下射出，照在鼠标下面的光栅板上，再反射回鼠标器内，被红、蓝两色的光电接收管接收。当在光栅板上移动鼠标时，由于光栅板上有明暗相间的条纹使得反射光有强弱变化，从而在鼠标内部的两个光电接收管上形成电脉冲，通过对电脉冲进行计数即可测出鼠标移动的距离。,图8-3 光电式鼠标结构,3. 其它点指器 鼠标是最常用的指示屏幕位置的工具，除此之外还有一些点指器。 1) 轨迹球 轨迹球如图8-4所示。其工作原理与机械式鼠标相同，内部结构也类似。区别在于轨迹球工作时球在上面，直接用手拨动，而球座固定不动。因而轨迹球占用空间小，多用于便携机。轨迹球有两个按钮，一个用于用户单击或双击，而另一个实现选择菜单和拖动对象所需要的动作。,图8-4 轨迹球,图8-5 无线鼠标,2) 无线鼠标 为了不需连接线，可选用无线鼠标，如图8-5所示。使用无线鼠标时，需在鼠标内装入电池，并在串行通信口上接通信盒，鼠标通过使用红外线或超声波的方式与主机串行口通信。这种鼠标的价格比较高。 3) 鼠标笔 鼠标笔也是实现鼠标输入功能的设备，其工作原理与鼠标相同，只是其形状像一支笔，便于绘画，故而得名。,8.2.2 鼠标的分类 1. 两键鼠标、三键鼠标和带滚轮的鼠标 按鼠标的按键数目可将鼠标分为两键鼠标、三键鼠标以及带滚轮的鼠标。 1) 两键鼠标 两键鼠标又叫MS Mouse，如图8-6所示，它是由Microsoft公司设计和提倡的鼠标。 微软认为鼠标上的按键只要左右两个即可。该鼠标可以说是缺省的鼠标标准，因为即使是三键鼠标，其中的一个键也是很少用到的。,图8-6 两键鼠标,2) 三键鼠标 三键鼠标又叫PC Mouse，如图8-7所示，它是由IBM公司设计和提倡的鼠标。因为PC Mouse的中间键很少使用，再加上MS Mouse的广泛使用，PC Mouse的背面一般都有一个开关，可以在MS Mouse和PC Mouse之间切换。一般情况下是将其拨在MS Mouse一边。 目前市场上三键鼠标很多，而且价格与两键鼠标相当，已得到了广泛的使用。,图8-7 三键鼠标及串行接口,3) 带滚轮的鼠标 现在人们常用微机阅读各种文档，特别是在浏览因特网上的各种网页文档时，为了方便地进行换行、翻页，Microsoft公司又推出了带滚轮的鼠标(见图8-8)，即在左右按键的中间有一个滚轮。转动鼠标的滚轮就可以实现换行、翻页，为用户提供了很大的便利。,图8-8 带滚轮的鼠标,图8-9 无线四键鼠标,4) 无线四键鼠标 对于喜欢用“Tab”键的人来说，频繁地在F1F4与Tab键之间转换，真是麻烦。现在出现了四键鼠标(见图8-9)，加上现在通用的鼠标键定义功能，使用更方便。,2. 串行鼠标、PS/2鼠标和其它接口的鼠标 根据鼠标所用接口的不同，可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线型鼠标和USB型鼠标。串行鼠标通过串行口与计算机相连，常有两种接口：DB-9和DB-25。PS/2鼠标通过一个六针的微型DIN接口与计算机相连，使用这种鼠标时，计算机必须有一个PS/2型鼠标接口。总线型鼠标比较少见，安装时需要打开主机，先将其板卡部分插在总线插槽内，再将板卡与鼠标相连。由于安装比较麻烦，又要占用一个总线插槽，所以现在很少使用。USB鼠标是最新的品种，通过USB接口与主机相连，并支持带电插拔。,8.3 电 源,8.3.1 电源的结构 一般PC机中的系统电源都是安装在机箱上的，外观像一个方盒子。目前，PC机电源有AT电源(如图8-10所示)和ATX电源(如图8-11所示)两种类型。,图8-10 AT电源,图8-11 ATX电源,8.3.2 电源的规格 1. 输入电压的规格 输入电压的规格与AT或ATX电源无关，只与电力系统有关。比如美国、日本和我国台湾等一些国家和地区为110 V交流电源，而我国大陆则为220 V电源。早期国外进口的微机电源输入电压为110 V(如IBM PC/XT机)，在我国大陆使用时需加一个220 V到110 V的转换变压器，使用非常不方便，甚至有时忘了使用变压器而直接将主机电源接入220 V电压，从而造成电源被烧毁。考虑到家用微机的适用性，目前大部分电源的制造厂商采用输入电压可调整的方式，用一个转换开关负责切换。,2. 输出电压的规格 1) AT电源 AT电源输出的电压规格中共有四路直流输出，其中： 5 V是向系统主板、外部选件及键盘供电； 12 V主要是为软盘和硬盘驱动器供电； 5 V用于软盘驱动器中锁相式数据分离电路； 12 V和12 V用于向串行通信口提供EIA接口电源。 Power Good信号：5 V(橙色)。,据此可看出，除各档电压输出外，微机的主机电源还有一个很重要的输出信号，称为Power Good(电源好)信号，简称PG信号。PG信号是由各直流输出电压检测信号和交流输入电压故障信号相“与”产生的。它与TTL电平兼容，高电平表示电源正常，低电平表示电源故障。PG信号从打开电源到输出有效，大约有100500 ms的延时，其作用是在电源输出达到稳定后通知主机启动系统；当市电突然断电时，PG信号将在直流稳压输出消失之前提前做出反应，使硬盘驱动器有足够的时间使磁头复位，从而防止硬盘受到意外损伤。若PG信号不正常，往往会导致系统不能启动。AT电源的开关是装在机箱面板上的，通过一条4芯电缆与AT电源相连。(注意这4根线不能接错，要按照AT电源上的说明来接，否则可能烧毁计算机。),2) ATX电源 现在主板上多数芯片都使用3.3 V电压，为了满足ATX主板及PCI总线技术的要求，ATX电源除了保持传统的5 V、12 V输出以外，还提供3.3 V的输出电压，这样既方便了主板电路的设计，也有利于节约能源。ATX主板将上述三种电源及停机维持电源合并成一个20针的连接器(见图8-12)，进一步降低了制造成本和安装差错率，既简化了主板安装步骤，也提高了系统的可靠性。,图8-12 ATX电源的20芯插头,8.4 UPS,UPS是英文Uninterruptible Power System(不间断电源系统)的简称。如图8-13所示，它是一种含有储能装置，以逆变器(Inverter)为主要组成部分的不间断电源。一般来说，在市电稳定、供电质量较好、很少停电的地方，PC机一般不再需要配UPS。但是在企、事业单位，尤其是一些重要部门一般都配置有这种不间断电源，以免因突然断电而影响系统的正常工作或损坏系统。,图8-13 不间断电源 UPS,8.4.1 微型机对供电的要求,1. 电网不能发生瞬时停电 不少家庭的用电线路由于种种原因，经常有瞬时停电的现象，表现在电灯会突然“闪”一下。这对于PC机是致命的，电源一旦发生波动就可能导致微机停止运行或重新启动，这会丢失尚未写入软、硬盘的全部资料。有时，瞬时停电还会干扰微机，产生莫明其妙的错误，这时虽然没有重新启动，但当前机器的工作会发生异常，往往也只好重新启动。其实，凡使用微机做控制的家电，有时也有这个毛病。有的录像机突然所有功能都失灵了，但关机再重新开机又好了，就可能是因为其中的微机受到干扰所引起的。,2. 要求电网干扰小 电网上由于有大型电路的开停(如搅拌机、电梯、电焊机、吊车等)，会造成很大的干扰附加在电网电压上，这时电视屏幕常会发生闪烁，画面出现干扰、滚动等现象。对于微机而言，干扰严重就会出现机器工作异常，只好重新启动。虽然微机中已有一些抗干扰器件，但若有条件接上地线，则微机的抗干扰能力会更强。 鉴于以上原因，能抗干扰、防停电的UPS电源(不间断电源)应运而生。它能在电网有电时向微机供应滤除干扰的电源，电网停电时自动切换成由后备电池向微机供电，并可持续使用10分钟或更长的时间。由于价格因素，PC机用户可根据工作性质、电网质量等实际情况来决定是否使用UPS。,8.4.2 UPS的功能 供电质量的好坏，是影响微机是否能安全、可靠工作的最重要的因素。例如，如果PC机在运行期间发生断电，将导致PC机存储器中的重要数据丢失，磁盘文件被破坏，甚至造成磁头损坏，磁盘的盘面被划伤等严重损失。随着微机的日益普及，对高质量的供电提出了越来越严格的要求。UPS技术正是为了满足这种情况而发展起来的。 在目前使用的PC机中，机内电源盒及主板都有高速欠压保护电路。当外电网断电或欠压时微机就靠存储在滤波电容中的电能来维持系统工作，但这种维持工作只有10 ms左右的时间。UPS就是针对这个问题而设计的。一旦市电发生瞬时断电，UPS就能在10 ms之内重新向微机供电。,8.4.3 UPS的分类 1. 后备式UPS 后备式UPS的正常供电是由市电输入，经UPS内部的转换继电器触点直接输出。在市电中断的情况下，通过转换继电器变市电供电为内部蓄电池和逆变电路供电，其输出电压通常是准方波式正弦波。 后备式UPS正常工作时主要输出市电，电池的逆变电路只有在市电中断的短时间内供电。因此，市电质量的好坏直接影响微机的使用。这类UPS在设计时只需要考虑在市电中断的短时间内供电的问题，电路相对比较简单。,2. 在线式UPS 在线式UPS在正常供电时，由市电输入经交直流变换和蓄电池并接后供给逆变电路，经逆变后的电源是由蓄电池和交流输入整流后得到的直流电相并接提供的，所以在市电中断时没有转换时间，只有在逆变电路发生故障的情况下