《外设及控制技术》课件

外设及控制技术外设是指与计算机主机连接的外部设备，例如键盘、鼠标、打印机等。控制技术则是指对设备进行控制的方法和技术，例如使用编程语言控制硬件设备。课程介绍课程目标掌握外设及控制技术的原理和应用，能够独立完成外设的选型、安装和调试，并能够运用控制技术解决实际问题。课程内容涵盖外设概述、输入设备、输出设备、存储设备、接口技术和控制技术等内容。教学方法理论讲解、实验操作和案例分析相结合，并结合最新的技术发展趋势。课程评估平时作业、实验报告、期末考试等方式进行综合评估。外设概述外设是计算机系统中除中央处理器、主板、内存等核心部件之外的所有设备。外设主要用于扩展计算机的功能，实现人机交互，进行数据输入和输出。常见的计算机外设包括输入设备、输出设备、存储设备和网络设备。输入设备输入设备是计算机系统中接收用户输入信息的硬件设备，主要负责将现实世界中的信息转化为计算机能够识别的数字信号。这些设备可以是键盘、鼠标、绘图板等，它们负责将用户的指令和数据传递给计算机。鼠标机械鼠标机械鼠标是最常见的类型，使用滚珠或光学传感器来跟踪鼠标运动。无线鼠标无线鼠标通过无线信号连接到电脑，方便移动使用，无需连接线。键盘机械键盘机械键盘使用独立的机械开关，提供更精确的按键反馈和更舒适的打字体验。笔记本电脑键盘笔记本电脑键盘通常采用薄膜开关设计，更加紧凑，适合移动办公。游戏键盘游戏键盘通常具有背光、宏按键等功能，可以提升游戏体验。绘图板图形输入设备绘图板通常用于绘画、设计和图像编辑等工作。压力敏感绘图板可以检测笔的压力，使线条更精确，更富有表现力。高精度与鼠标相比，绘图板提供了更高的精度和控制能力。扫描仪11.光学扫描将纸质文档转换为数字图像。22.图像处理使用软件将扫描的图像进行处理，如调整亮度、对比度、颜色等。33.数字化文档将处理后的图像保存为数字格式，如JPEG、TIFF、PDF等。数码相机捕捉图像数码相机使用图像传感器捕捉图像，并将其转换为数字格式。镜头数码相机配备镜头，以调节光线并聚焦图像。存储卡数码相机使用存储卡存储拍摄的图像。显示屏数码相机配备显示屏，用于预览图像和设置参数。视频输入设备摄像头摄像头将图像转换为数字信号，用于视频会议、监控等应用。视频采集卡视频采集卡将模拟视频信号转换为数字信号，用于视频编辑和制作。网络摄像头网络摄像头通过网络连接到计算机，方便远程监控和视频通话。输出设备输出设备将计算机处理后的信息以用户可理解的形式呈现出来。常见的输出设备包括显示器、打印机、绘图仪、投影仪等。显示器显示设备显示器将计算机的数字信号转换为人类可读的视觉图像。它们是计算机系统的关键组件，负责呈现文本、图形和视频。种类繁多显示器有多种类型，包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器和有机发光二极管(OLED)显示器，每种类型都有其优缺点。技术指标显示器的关键指标包括尺寸、分辨率、刷新率和响应时间，这些指标影响视觉体验的质量。打印机喷墨打印机喷墨打印机使用墨盒或墨囊将墨水喷射到纸张上。激光打印机激光打印机使用激光束在感光鼓上形成图像，然后将墨粉转印到纸张上。热升华打印机热升华打印机使用热敏纸，通过加热墨带将墨水转移到纸张上。绘图仪精确绘制绘图仪用于精确绘制图形，线条平滑、精确，适用于工程制图、建筑设计等领域。多种类型绘图仪可分为平床式、滚筒式、笔式等，不同类型适合不同的应用场景。数字投影仪概述数字投影仪使用数字技术将图像和视频投射到屏幕上，通常用于演示、会议、电影放映等场景。特点数字投影仪具有高分辨率、高亮度、低成本、便携性等优势，其图像质量清晰锐利，色彩还原度高。存储设备存储设备用于存储数据和程序。计算机必须有存储设备，以便在关闭电源后保留数据。软磁盘驱动器软磁盘驱动器是一种将数据写入和读取软盘的设备。软盘是一种可重复写入和擦除的磁性介质，通常用于存储数据或操作系统文件。软磁盘驱动器在个人电脑早期很常见，但随着存储技术的进步，如今已逐渐被其他存储设备取代。硬盘驱动器存储容量大硬盘驱动器提供大量的存储空间，可以保存各种数据和文件。高速数据传输硬盘驱动器使用高速旋转磁盘，提供快速的数据读写速度。数据安全保障硬盘驱动器通过磁性介质存储数据，具有较高的数据安全性和可靠性。多种类型选择硬盘驱动器有多种类型，如机械硬盘、固态硬盘等，可以根据不同需求选择合适的硬盘。光驱11.光盘驱动器光盘驱动器是一种利用激光束读取或写入光盘数据的设备。22.光盘类型常见的类型包括CD、DVD和蓝光光盘，它们具有不同的存储容量和数据传输速率。33.存储介质光盘驱动器使用激光束在光盘表面上的介质层刻录或读取数据。44.优点光盘驱动器具有便携性、存储容量大、数据稳定性高的优点。磁带驱动器磁带驱动器磁带驱动器是一种用于读取和写入磁带的设备。磁带是一种薄而长的条带，在其表面涂有磁性材料。数据存储磁带驱动器用于存储大量数据，例如备份数据、存档数据和视频文件。数据访问速度磁带驱动器的访问速度较慢，因为磁带驱动器需要从磁带上搜索特定的数据。成本效益磁带驱动器是一种经济高效的数据存储解决方案，尤其适用于大容量数据存储。存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的硬件组件。它分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）。主存储器通常是指随机存取存储器（RAM），它用于存储当前正在运行的程序和数据，访问速度快，但容量有限，断电后数据丢失。ROM只读存储器ROM是一种非易失性存储器，其存储内容在制造过程中写入，并无法更改。特点数据保持，即使断电也不会丢失，并且读取速度快。用途通常用于存储基本系统软件，例如引导程序，BIOS和固件。RAM11.随机存取内存RAM是计算机系统中的主要工作内存，用于存储正在运行的程序和数据。22.高速读写RAM提供快速的数据访问，使应用程序能够快速运行，并允许用户快速打开和保存文件。33.易失性存储器RAM是一种易失性存储器，这意味着当计算机关闭时，存储在其上的数据将丢失。44.动态随机存取内存大多数现代计算机使用DRAM，它是一种需要定期刷新才能保持数据完整性的内存类型。EPROM可编程只读存储器EPROM是一种可擦除可编程只读存储器，它可以被用户写入一次，但不能被多次改写。紫外线擦除EPROM的数据可以通过暴露在紫外线灯下进行擦除，然后重新编程。具有“窗口”的芯片EPROM芯片通常有一个“窗口”，用来暴露在紫外线下擦除数据。EEPROM可擦除可编程只读存储器EEPROM是一种非易失性存储器，可以在电路板上进行擦除和重写，无需使用特殊的程序员。数据保存EEPROM可以保存数据，即使电源关闭后数据也不会丢失，数据存储时间长，可以满足各种嵌入式应用的存储需求。微处理器EEPROM广泛用于微处理器、存储器和外设的应用，例如控制系统，数据采集系统，网络设备和无线设备。接口技术接口技术是连接计算机系统和外设的桥梁，实现数据传输和控制功能。常见接口类型包括串行接口、并行接口和USB接口，它们在速度、传输方式和应用场景方面各有优劣。串行接口串行传输串行接口使用单根数据线逐个传输数据位。效率较低，但成本低，适合远距离传输。常见应用串行接口常用于连接鼠标、键盘、打印机等外设。也用于连接调制解调器、网络设备等。并行接口数据传输并行接口同时传输多位数据，速度快，适用于大数据量传输。应用场景打印机、扫描仪等外设广泛使用并行接口，但随着USB接口的普及，并行接口应用逐渐减少。USB通用串行总线USB是通用串行总线，是一种广泛应用的接口标准。高速数据传输USB支持高速数据传输，连接各种外设，如键盘、鼠标、打印机、扫描仪等。热插拔USB支持热插拔，用户可以在系统运行时连接或断开USB设备。简单易用USB接口易于使用，使用即插即用技术，无需额外配置。控制技术控制技术是指利用各种技术手段，实现对机器、设备或过程的自动控制。控制技术在工业自动化、智能家居、航空航天等领域都有广泛应用。PID控制比例控制比例控制根据偏差的大小，产生相应的控制作用。积分控制积分控制用于消除稳态误差，提高系统的精度。微分控制微分控制可以预测偏差的变化趋势，提前进行调节。模糊控制模糊控制概念模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。它利用语言变量和模糊集合来描述系统的状态和控制规则。模糊控制系统能够处理不确定性和非线性系统，并提供更人性化的控制策略。模糊控制特点模糊控制易于实现，无需精确的数学模型，且具有较强的鲁棒性。模糊控制系统能够根据实际情况进行调整，并能够处理各种不确定性和干扰因素。神经网络控制11.适应性强神经网络控制系统能够学习和适应环境变化，具有很强的鲁棒性。22.非线性处理神经网络可以处理非线性系统，并能有效地解决传统控制方法难以处理的复杂