第10章 常用输入输出设备及接口

1、第10章 键盘是PC机基本的系统部件之一，是主要的输入设备。通过键盘可以向PC机发布操作命令或输入数据。图展示出目前比较流行的几款键盘。 10.1 键盘及接口键盘及接口(c) 微软自然键盘图 各种形式的键盘(b) 104键盘(a)AT键盘键盘的结构 PC机键盘可以分为外壳、按键和电路板三个部分。1.外壳：键盘的外壳是用来支撑键盘和保护电路板的。2.按键：键盘的按键按其功能可分为打字键、功能键和控制键三类。3.电路板：键盘的电路板是将每个按键发出不同的信号转换成相应的二进制代码，然后通过键盘接口送入计算机。按键按键： （1）打字键：包括数字键（09）、字母键（AZ）、符号键、运算功能键。 （2）

2、功能键：F1F12是功能键。 （3）控制键：除打字键和功能键以外的各键均为控制键。图 键盘按键功能分区示意图功能键打字键打字键控制键键盘的分类键盘的分类1.1.按键盘开关接触方式分类按键盘开关接触方式分类机械式键盘： 一般是由金属片和触点组成，每个键相当于一个按钮开关。导电橡胶式键盘导电橡胶式键盘 是由印刷电路板触点和导电橡胶组成。电容式键盘电容式键盘 是一种无触点开关。塑料薄膜式键盘塑料薄膜式键盘 使用的是薄膜（membrane）开关，键盘内有四层塑料薄膜。2.2.按按键的个数分类按按键的个数分类 早期IBM-PC机的键盘是83键。后来不断增加新的控制功能键，按键的数目增加为标准的101键，

3、Windows95面世后，在101键盘的基础上又增加了3个Windows专用键，按键数目达到104键.3.按键盘的外形分类 可将键盘分为： 标准键盘 人体工程学键盘。4.按键盘与电脑连接方式分类 可将键盘分为 有线键盘 无线键盘。 有线连接是最普遍，最常见的连接方式. 无线连接方式没有键盘连线，可在离电脑主机距离较远的较大范围使用。无线连接的具体方式可分为红外，蓝牙，无线电等等。 键盘接口 早期的键盘接口都是AT插头，目前已经基本淘汰。 USB通用串行接口。目前常见的USB接口按照版本可分为USB1.1及USB2.0，最大数据传输率分别是12Mbps和480Mbps。 键盘接口132451 时

4、钟信号 2 数据信号3 空/复位4 GND5 Vcc/+5V3124561数据信号2 空3 GND4 Vcc/+5V5 时钟信号6 空(b) PS/2接口(a) AT接口 4 3 2 151 Vcc2- 数据信号3 +数据信号4 GND5 屏蔽(c) USB接口 PC机上用到的键盘接口分为AT接口、PS/2接口和USB接口3种。常用PS/2及USB接插件如图所示。图 PS/2及USB接插件 鼠标的分类按照鼠标的按键数目可分为： 两键鼠标、三键鼠标和滚轮鼠标等；按照鼠标的工作原理可分为： 机械式鼠标、光电式鼠标、无线式鼠标等 按照鼠标的接口类型可分为： PS/2接口鼠标、串行接口鼠标、USB接口

5、鼠标等。 10.2鼠标器及接口鼠标器及接口图 各种形式的鼠标各种形式的鼠标如图所示 鼠标的接口鼠标的接口鼠标与主机的接口有鼠标与主机的接口有3 3种种 早期的鼠标采用RS-232串行接口（9针D型插头座）与主机连接。 传统使用的是PS/2接口，它是一种6针微型DIN接口。 目前许多新的鼠标产品都采用了USB接口，与前两种接口相比，其优点是非常高的数据传输率，完全能够满足各种鼠标在刷新率和分辨率方面的要求.图 鼠标接口1载波检测2接受数据3发送数据4数据终端就绪5信号地6数据设备就绪7请求发送8发送允许9响铃指示(a) RS-232串行接口3124561数据信号2空3GND4Vcc/+5V5时钟

6、信号6空(b) PS/2接口 4 3 2 151Vcc2-数据信号3+数据信号4GND5屏蔽(c) USB接口 鼠标的工作原理鼠标的工作原理 鼠标的工作原理是：鼠标的工作原理是： 在鼠标垫上移动鼠标时，借助于机械的或光学的方法把鼠标移动的距离和方向（X方向及Y方向的距离）分别变换成两个脉冲信号输入计算机，计算机运行鼠标驱动程序将脉冲个数再转换成鼠标在水平方向和垂直方向的位移量，从而控制屏幕上鼠标箭头的运动。 鼠标按工作原理可分为机械式鼠标、光机式鼠标、光电式鼠标和无线式鼠标等。目前最流行的一种光电鼠标 光电鼠标结构 触摸板也是笔记本电脑中鼠标的一种替代设备，触摸板也是笔记本电脑中鼠标的一种替代

7、设备，它是安装在键盘下方的一块矩形板，是一种压力和它是安装在键盘下方的一块矩形板，是一种压力和运动的敏感装置运动的敏感装置 笔记本触摸板10.3 10.3 笔输入设备及接口笔输入设备及接口 笔输入设备的组成笔输入设备的组成 笔输入设备俗称笔输入设备俗称“手写笔手写笔”，一般都由两部分组，一般都由两部分组成，一部分是与主机相连接的基板，基板上有连接线，成，一部分是与主机相连接的基板，基板上有连接线，可接到主机的串行口（或可接到主机的串行口（或PS/2PS/2口、口、USBUSB口）上；另一部口）上；另一部分是在基板上写字的分是在基板上写字的“笔笔”。可通过笔与基板的相互作。可通过笔与基板的相互作

8、用来完成写字、画图和控制鼠标箭头的操作。用来完成写字、画图和控制鼠标箭头的操作。 笔输入设备的分类笔输入设备的分类 笔输入设备按工作原理可分为电阻式笔输入设备按工作原理可分为电阻式、电磁感应电磁感应式式和电容触控式三大和电容触控式三大类。类。1. 1. 电阻式笔输入设备电阻式笔输入设备 这种“手写笔”利用笔触及到基板时，基板上的电阻值发生变化，基板可依据电阻值的变化计算出笔所在的位置，并把位置参数输入主机。 主机根据笔的位置，将鼠标箭头做相应的移动，或完成其他动作。由于笔必须接触基板才能起作用，所以提起笔来后，不论笔在空中如何移动显示屏上的光标都不会移动。 2. 2.电磁感应式笔输入设备电磁感

9、应式笔输入设备 这种“手写笔”会发出电磁波，被基板感应后将产生相应的感应信号，基板依据所感应的信号计算出笔的位置参数并输入主机。在主机的控制下可移动光标或完成其他相应的操作。3. 3.电容触控式电容触控式笔输入设备笔输入设备 电容式触控板的工作原理，是通过人体的电容来感知手指的位置。在触控板表面附着有一种传感矩阵，这种传感矩阵与一块特殊芯片一起，持续不断地跟踪着使用者手指电容的“轨迹”，经过内部一系列的处理，从而能够每时每刻精确定位手指的位置（X、Y坐标），同时测量出由于手指与板间距离（压力大小）形成的电容值的变化，确定Z坐标，最终完成X、Y、Z坐标值的确定 10.4 扫描仪及接口扫描仪及接口

10、 扫描仪的结构和工作原理扫描仪的结构和工作原理 扫描仪主要由上盖、原稿台、光源、光学成像部分、感光组件和模拟-数字转换电路光电转换部分、机械传动等部件组成。扫描仪是基于光电转换原理设计的。 扫描仪是一种能直接将图像（照片）、文字等信息输入计算机的输入设备。可利用OCR文字识别功能扫描原稿，将原稿文字快速录入计算机。如图示。图 扫描仪实物图 扫描仪的分类扫描仪的分类 扫描仪可有几种不同的分类方法。1.按扫描仪的处理对象来分类 分为反射式扫描仪和透射式扫描仪两种。2.按扫描仪的结构来分类 可分为手持式扫描仪、平板式扫描仪、胶片专用扫描仪和滚筒式扫描仪等。3.按扫描对象纬度分 可分为平面扫描仪、和实

11、物扫描仪和3D扫描仪等。 扫描仪的接口扫描仪的接口 扫描仪与计算机的接口一般有以下四种。1.EPP 接口2.SCSI接口：3. IEEE 1394接口：4.USB接口：图 SCSI接口扫描仪及其接插件图 SCSI接口卡10.5 10.5 数字照相机及接口数字照相机及接口 图 数字照相机图像传感器A/D转换器图像处理器存储器PC机打印机电视机I/O接口微处理器数字照相机的基本结构数字照相机的基本结构 数字照相机主要由镜头、图像传感器、A/D（模/数）转换器、DSP数字信号处理器、MPU微处理器、LCD液晶显示器、PC卡（可移动存储器）和接口等部成。通常这些部件都安装在数字照相机的内部。如图所示。

12、液晶显示器 数字照相机的主要性能指标数字照相机的主要性能指标 1.CCD的像素数（分辨率） 2.分辨率（拍摄图像的分辨率） 3.色彩位数 4.自平衡调整 5.镜头和焦距 数字照相机的分类1.按感光器件分类（1）单CCD数字照相机：（2）3CCD数字照相机：（3）线性CCD数字照相机：（4）CMOS数字照相机：2.按内部结构分类 数字照相机按内部结构分类可分为普通型数字照相机、单镜头反光式数字照相机、专业型数字照相机。 10.6 显示器及接口nCRTCRT显示器显示器nLCDLCD液晶显示器液晶显示器 n显示控制卡显示控制卡CRTCRT显示器显示器 从20世纪80年代至今，在二十多年的时间里，C

13、RT显示器得到了快速发展，其种类和档次也越来越多。CRT显示器是十几年来，外形与使用功能变化最小的电脑外设产品之一，其外观结构如图所示。 CRT显示器外部结构 CRTCRT显示器分类显示器分类按照显示屏幕大小不同按照显示屏幕大小不同按照显像管表面平坦度的不同按照显像管表面平坦度的不同按照显像管表面平坦度的不同按照显像管表面平坦度的不同LCD LCD 液晶显示器液晶显示器 与传统的CRT相比，LCD不但体积小，厚度薄，重量轻、耗能少、工作电压低且无辐射，无闪烁并能直接与集成电路匹配。如图所示。 LCD外部结构 液晶显示的分类 液晶显示器按照控制方式不同可分为: 被动矩阵式LCD 主动矩阵式LCD

14、显示控制卡显示控制卡 由于CRT显示器工作在模拟状态，而计算机处理的是数字信号，因此，需要将数字信号转换为模拟信号。显示卡的基本功能就是完成这种数模转换。 显存 显示芯片 VGA接口 DVI接口 显卡BIOS 金手指 显示卡组成部分n显示控制卡的组成结构显示控制卡的组成结构 VGAVGA接口接口 CRT显示器上使用VGA接口（也称D-SUB端口），如图示。此接口共15针，分为3排，每排5针，接口为D字型，用于传送模拟信号。 一般主板集成的显卡只提供该接口的输出。目前，该接口的15针并没有完全利用起来。15针中有5针是用来传送红（R）、绿（G）、蓝（B）、行（H）、场（V）这5种分量信号，如表所

15、示。图展示出VGA接口引脚。156101511引脚信号引脚信号引脚信号1红色6红色信号地11保留2绿色7绿色信号地12保留3蓝色8蓝色信号地13行同步信号4保留9保留14场同步信号5测试位10同步地15保留 VGA接口引脚表 15针VGA显示器接口管脚排列及信号含义 VGA接口 10107 7 声音输出设备及接口声音输出设备及接口 声卡声卡声卡的分类声卡的分类 按照声卡的转换器位数，可分为：8位声卡16位声卡32位声卡64位声卡. 按照声卡的功能的不同，可分为单声道声卡： 按照声卡的组成结构，可分为: 独立声卡和板载声卡。n声卡的结构和接口声卡的结构和接口 图 声卡的组成部分 声卡主要组成声卡

16、主要组成n数字信号处理芯片n数字音频编码解码芯片Codecn功率放大器n内部连接端口n外部连接端口 10.8 10.8 打印机及其接口技术打印机及其接口技术 打印机是将计算机的运行结果或中间结果打印在纸张上的常用输出设备。n按打印的颜色有单色、彩色之分；n根据打印机的工作原理可分为针式打印机、激光印字机和喷墨打印机。打印机的基本工作原理打印机的基本工作原理n针式打印机 也称点阵打印机，外观如图。它是利用打印头内的若干点阵撞针，撞击色带在打印纸上形成一种由点阵组成的字符或图形。 针式打印机外观n激光印字机激光印字机 激光打印机是一种高速度、高精度、低噪音的输出设备，外观见图。图 激光打印机外观n

17、喷墨打印机喷墨打印机 喷墨打印机是把墨滴微粒喷射到纸面上并形成字符或图像来实现输出打印的，其外观见图。图 喷墨打印机外观 打印机的接口打印机的接口 并行打印通常采用 Centronics 并行接口标准。目前使用的大多是USB 串行总线标准和 Centrorlies并行接口标准打印机。 图 DB-25并口管脚排列 图 打印机与PC机并口连接线缆 引脚号信号功能1STB#主机发送的选通信号，低电平的脉宽大于0.5微秒29DATA0 DATA7数据线10ACK#数据已接收，返回主机应答信号11BUSY打印机返回主机的“忙”高电平信号12PAPER打印机缺纸时返回主机的高电平信号13SLECT#打印机在联机时返回主机的低电平信号14AUTOFEED#自动换行15未使用16SIGNALGND逻辑地17CHASSIS打印机外壳地18+5V+5V电源1930GND逻辑地31INTI主机发送的复位信号，低电平有效32ERROR打印机故障信号34、35未使用36SELECT