常用外设及其应用

1、12第九章、常用外设及其应用 外部设备概述外部设备概述显示设备显示设备 输入设备与打印设备输入设备与打印设备 磁盘子系统磁盘子系统 磁带存储设备磁带存储设备 光盘存储设备光盘存储设备 3学习目标1.1.了解常用的了解常用的I/OI/O设备的基本知识（分类、作用、基本结构、设备的基本知识（分类、作用、基本结构、主要技术指标）。主要技术指标）。2.2.理解常用理解常用I/OI/O设备的工作原理。设备的工作原理。3.3.掌握键盘软件扫描方法，点阵成像原理、屏幕显示与显示掌握键盘软件扫描方法，点阵成像原理、屏幕显示与显示缓存之间的对应关系，磁盘中的信息组织方法与相应的寻缓存之间的对应关系，磁盘中的信息

2、组织方法与相应的寻址信息。址信息。4一、概述一、外部设备的作用一、外部设备的作用l外设是人机对话的传递工具外设是人机对话的传递工具l外设是信息转换工具外设是信息转换工具l外设是程序和数据的驻存地外设是程序和数据的驻存地二、外部设备与主机的连接二、外部设备与主机的连接主机外设适配器外设系统总线设备总线5三、数字图像的基本概念三、数字图像的基本概念 l1.图形与图像图形与图像l2.像素像素l3.数字图像数字图像l4.图像的存储与输出图像的存储与输出四、外部设备的分类四、外部设备的分类l1.输入设备输入设备l2.输出设备输出设备l3.外存储器外存储器l4.其它广义外部设备其它广义外部设备67一、显示

3、设备 1分类分类 阴极射线管（阴极射线管（CRT）显示器）显示器 液晶（液晶（LCD）显示器）显示器 等离子体显示器等离子体显示器82相关概念相关概念 l1. 分辨率分辨率 分辨率指显示器所能表示的像素个数，像素分辨率指显示器所能表示的像素个数，像素越密，分辨率越高，图像越清晰。越密，分辨率越高，图像越清晰。l2灰度级灰度级 灰度级指黑白显示器中所显示的像素点的亮灰度级指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。92相关概念相关概念 l3刷新存储器刷新存储器

4、刷新存储器又称视频存储器，用来储存一帧图像信息，刷新存储器又称视频存储器，用来储存一帧图像信息，提供电子束不断重复扫描屏幕，以保证稳定的图像显示。提供电子束不断重复扫描屏幕，以保证稳定的图像显示。其存储容量由图像分辨率和灰度级决定，分辨率越高，其存储容量由图像分辨率和灰度级决定，分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器的容量越大。刷新存储器的存灰度级越多，刷新存储器的容量越大。刷新存储器的存取周期必须满足刷新频率的要求。取周期必须满足刷新频率的要求。l4显示标准显示标准 不同的显示标准所支持的最大分辨率和颜色数目是不同不同的显示标准所支持的最大分辨率和颜色数目是不同的。的。VESA标准是一个可扩展的

5、标准，除兼容了传统的标准是一个可扩展的标准，除兼容了传统的VGA等显示标准，还支持等显示标准，还支持12801024分辨率，分辨率，24位颜位颜色，刷新频率可达色，刷新频率可达75MHz。103字符图形显示器字符图形显示器 l待显示的字符以待显示的字符以ASCII编码形式存放在编码形式存放在VRAM中中l字符点阵码存放在字符发生器字符点阵码存放在字符发生器ROM中中从从VRAM读出待显示字符的读出待显示字符的ASCII码码 寻址字符发寻址字符发生器生器ROM 逐行读出相应的字符点阵码逐行读出相应的字符点阵码 送移位寄送移位寄存器存器 逐位移出点阵信号，显示。逐位移出点阵信号，显示。 114图像

6、显示设备图像显示设备 简单图像显示器原理框图如下：简单图像显示器原理框图如下： 图像输入：图像输入： 摄象机送出图像信号（模拟量信号）摄象机送出图像信号（模拟量信号） A/D转换器，转为相应的数字转换器，转为相应的数字量信号量信号 接口电路接口电路 计算机处理；计算机处理； 图像输出：图像输出：计算机处理后的信息（数字量信号）计算机处理后的信息（数字量信号） 接口电路接口电路 D/A转换器，转为相转换器，转为相应的数字量信号监视器显示应的数字量信号监视器显示12CRT显示器的结构组成显示器的结构组成CRT显示器的扫描方式显示器的扫描方式l随机扫描方式随机扫描方式l光栅扫描方式光栅扫描方式逐行扫

7、描逐行扫描隔行扫描隔行扫描5、CRT显示器显示器132、显示适配器（了解）、显示适配器（了解）l显卡的结构显卡的结构l显卡的工作原理显卡的工作原理l显卡的技术指标显卡的技术指标3、CRT显示器技术指标显示器技术指标1.显像管显像管6.水平刷新率水平刷新率2.显像管尺寸显像管尺寸7.带宽带宽3.点距点距8.扫描方式扫描方式4.分辨率分辨率9.控制方式控制方式5.垂直刷新率垂直刷新率10.电磁辐射标准电磁辐射标准144、LCD液晶液晶 显示器与等离子显示技术显示器与等离子显示技术lLCD液晶液晶 显示器显示器l等离子显示技术等离子显示技术15二、键盘一、按键的结构：一、按键的结构：机械式、电容式、

8、薄膜式、橡胶式机械式、电容式、薄膜式、橡胶式二、键盘的结构与工作原理二、键盘的结构与工作原理标准标准104键：键： 键盘的按键按功能分键盘的按键按功能分系统功能键区系统功能键区标准字符键区标准字符键区编辑键区编辑键区数字键区数字键区字母键字母键数字键数字键各种符号键各种符号键16键盘的工作原理键盘的工作原理在这种方式中，将各键连接成一个矩阵，即成在这种方式中，将各键连接成一个矩阵，即成n行行m列，各键分别连接于某个行线与某个列结之列，各键分别连接于某个行线与某个列结之间，通过扫描程序，可判明按键位置（位置码、间，通过扫描程序，可判明按键位置（位置码、扫描码），再转换为按键编码。扫描码），再转换

9、为按键编码。l1.逐行扫描法原理逐行扫描法原理l2.扫描程序的执行扫描程序的执行l3.扫描码与键码扫描码与键码扫描式键盘工作原理扫描式键盘工作原理17键盘实例键盘实例1.键盘组成与接口键盘组成与接口2.工作过程工作过程l初始化初始化l键盘进行行列扫描键盘进行行列扫描l送扫描码送扫描码l主机中断处理主机中断处理18三、非键盘输入设备1.鼠标器鼠标器（1）鼠标器的分类）鼠标器的分类（2）鼠标器的工作原理）鼠标器的工作原理l机电鼠标机电鼠标l光电式鼠标光电式鼠标l光学鼠标光学鼠标（3）鼠标器的技术指标）鼠标器的技术指标l分辨率分辨率l灵敏度灵敏度l抗震性抗震性192.触摸屏触摸屏的分类与工作原理：触

10、摸屏的分类与工作原理：l电阻式触摸屏电阻式触摸屏l电容式触摸屏电容式触摸屏l红外线式触摸屏红外线式触摸屏l电阻式触摸屏电阻式触摸屏l声表面波式触摸屏声表面波式触摸屏是一种利用传感器来确定手指触摸屏幕的位置的坐标，并能够将位置信号传送给主机去处理的显示设备。201种类种类l击打式：击打式： 点阵针式打印机点阵针式打印机l非击打式：喷墨打印机、激光打印机非击打式：喷墨打印机、激光打印机2. 点阵针式打印机点阵针式打印机(Dot-Matrix Printer)l由打印针选择由打印针选择nm个点阵组成的字符图形，采用击打方式打印，价个点阵组成的字符图形，采用击打方式打印，价格最便宜，打印质量较差；格最

11、便宜，打印质量较差；3喷墨打印机喷墨打印机(Ink Jet Printer) l采用非接触打印方式，以相对较低的价格获得高质量的打印文件；采用非接触打印方式，以相对较低的价格获得高质量的打印文件；4激光打印机激光打印机(Laser Printer)l是一种利用激光光束在纸上形成图象的高速打印机，能打印出高质是一种利用激光光束在纸上形成图象的高速打印机，能打印出高质量的文件。量的文件。四、打印机211、点阵式打印技术、点阵式打印技术l就是用就是用“点点”（也就是像素）构成的阵列，（也就是像素）构成的阵列，开形成文字和图像。开形成文字和图像。2、针式打印机、针式打印机l工作原理是根据字符的点阵图或

12、图像的点工作原理是根据字符的点阵图或图像的点阵图形数据，利用电磁铁驱动钢针，击打阵图形数据，利用电磁铁驱动钢针，击打色带，在纸上打印出一个个墨点，从而形色带，在纸上打印出一个个墨点，从而形成字符或图像。成字符或图像。22l打印机结构l控制和驱动电器l打印控制原理接口电路接口电路控制电路控制电路驱动电路驱动电路字符发生器字符发生器DIP开关开关电源电源针式打印头针式打印头字车字车走纸机构走纸机构色带机构色带机构233、喷墨式打印机1.喷泡式技术喷泡式技术2.压电式技术压电式技术3.喷墨打印机结构喷墨打印机结构l墨盒及喷头墨盒及喷头l清洗系统清洗系统l字车机构字车机构244、激光打印机1.激光打印

13、机的结构激光打印机的结构l激光扫描系统激光扫描系统l电子照相系统电子照相系统l控制系统控制系统2.激光打印机的工作原理激光打印机的工作原理255、打印机的技术指标1.技术指标技术指标l打印质量打印质量l打印速度打印速度l打印纸张的种类打印纸张的种类l噪声噪声l打印机价格及打印成本打印机价格及打印成本l驱动程序驱动程序2.各种打印机的性能比较各种打印机的性能比较26五、磁盘存储器一、磁表面存储原理与磁记录编码方式一、磁表面存储原理与磁记录编码方式l1.存储原理存储原理l2.磁记录的编码方式磁记录的编码方式（1）调频制）调频制FM（2）改进型调频制（）改进型调频制（MFM，M2F）（3）游程长度受

14、限码）游程长度受限码27二、硬盘存储器二、硬盘存储器1.硬盘的基本结构硬盘的基本结构（1）基本结构）基本结构（2）硬盘的分类）硬盘的分类l采用密封的头、盘组件采用密封的头、盘组件l采用磁阻或巨磁阻磁头与溅射薄膜磁层采用磁阻或巨磁阻磁头与溅射薄膜磁层l将集成化的读写电路安置在靠近磁头的位置，将集成化的读写电路安置在靠近磁头的位置，可改善高频传输特性，减少干扰。可改善高频传输特性，减少干扰。l采用接触启停式浮动磁头和自动启停机构。采用接触启停式浮动磁头和自动启停机构。282.硬盘的信息分布硬盘的信息分布l磁道磁道l圆柱面圆柱面l数据块数据块/扇区扇区3.硬盘驱动器硬盘驱动器l驱动器的组成驱动器的组

15、成l硬盘驱动器的工作过程：硬盘驱动器的工作过程：是按记录面、圆柱面、磁道、数据块/扇区层次安排。寻址过程寻址过程数据存取过程数据存取过程主机向磁盘控制器送出有关寻址信息主机向磁盘控制器送出有关寻址信息定位（寻道）定位（寻道）寻找起始扇区寻找起始扇区数据存取过程数据存取过程294.硬盘适配器硬盘适配器磁盘适配器的构成：磁盘适配器的构成：l总线缓冲器总线缓冲器l磁盘控制器磁盘控制器l时钟时序电路时钟时序电路l数字信号控制电路数字信号控制电路l译码器译码器l写预补偿电路写预补偿电路l数据分离电路数据分离电路l信号驱动电路信号驱动电路l总线接口信号总线接口信号l驱动器电缆信号驱动器电缆信号主要作用是将

16、主机系统的操作命令转换成驱动器所需信号，并返回磁盘驱动器状态，成为主机系统所能接受的信息。305.硬盘的接口标准硬盘的接口标准（1）IDE接口接口（2）SCSI接口接口（3）Uitra DMA/33/66/100接口接口6.硬盘的技术指标硬盘的技术指标（1）高速缓存）高速缓存 （2）主轴转速）主轴转速（3）平均寻道时间）平均寻道时间 （4）外部数据传输率）外部数据传输率（5）内部数据传输率）内部数据传输率 （6）单碟容量）单碟容量（7）平均存取时间）平均存取时间 （8）记录密度）记录密度31l磁盘存储容量磁盘存储容量 存储容量：指一个磁盘存储器所能存储的字节存储容量：指一个磁盘存储器所能存储的

17、字节总数；总数； 磁盘存储容量磁盘存储容量=盘面数盘面数*每面磁道数每面磁道数*每道扇区数每道扇区数*每每扇区存储容量扇区存储容量。l存储密度存储密度：道密度：沿磁盘半径方向单位长度：道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为上的磁道数，单位为 道道/英寸；英寸；l位密度位密度：磁道单位长度上能记录的二进制代码：磁道单位长度上能记录的二进制代码位数位数 ，单位为，单位为 位位/英寸；英寸；l面密度面密度：位密度和道密度的乘积；：位密度和道密度的乘积；32l平均存取时间平均存取时间：存取时间包括找道时间、等待：存取时间包括找道时间、等待时间和读写时间。找道时间和等待时间都是随时间和读写时间

18、。找道时间和等待时间都是随机的，所以取平均时间；机的，所以取平均时间；l数据传输率数据传输率：指磁盘存储器在单位时间内向主：指磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数。机传送数据的字节数。数据传输率：数据传输率：Dr=rN=Dv（字节（字节/秒）秒）其中：其中：r为磁盘转速；为磁盘转速；N为每个磁道的容量；为每个磁道的容量；D为位密度；为位密度；V为磁盘旋转的线速度。为磁盘旋转的线速度。 33三、软磁盘存储器三、软磁盘存储器l1.软盘片软盘片l2.磁盘上的信息分布与寻址磁盘上的信息分布与寻址l3.磁道记录格式磁道记录格式l4.机械结构机械结构34六、光存储器l光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息，以介质材料的光学性地记录高密度信息，以介质材料的光学性质的变化来表示所存储信息的质的变化来表示所存储信息的“1”和和“0”。l优点：存储容量大、耐用、易保存等优点：存储容量大、耐用、易保存等l分类分类CDCDROMDVDWORM可擦光盘可擦光盘光光磁盘磁盘35（1）只读型光盘：）只读型光盘：l种类种类-LD、CD-DA、VCD、CD-ROMl凹坑凹坑-信息记录载体，压制形成，边界代表信息记录载体，压制形成，边界代表1，平面代表，平面代表0l光