输入设备和输出设备

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并行接口送来 1 0 … 1 的 n 位数值到二极管的负极，并行接口接收 键 盘线路 m 列送出的 m 位数据。当A键按下去后，5V电源送出经电阻、A键、 二极管到 0 信号处的电流，从而在 第 2列产生 0 电平（红线所示），其他各 列都给出高电平（黑线所示），故并行接口接收到的是 1 1 0 … 1 这样的 m 位数据
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扫描仪
• 被扫描对象放置在平板上，由底部光源照 射。
• 通过电荷耦合装置，当检测到光照射时， 电荷耦合装置被充电。
• 收集这些信息，并将其转换为数字表示， 可得到点阵信息，传送给主机。
• 彩色扫描，可通过不同光源进行扫描。
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• 语音 • 图形
实时输入设备
百度文库
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智能输入设备
• 语音识别 • 手写体识别 • 印刷体识别
• 光电式鼠标
– 不用专门的鼠标垫 – 在鼠标球上开裂缝 – 计数器统计光脉冲数
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与主机通信
• 接口
– 串口
– USB
• 总线
– 慢速总线
– USB
• 协议
– 定时，向主机发送3个字节，X、Y和当前按键状态。 – 主机根据这3个字节的内容，将屏幕上的箭头移动到规
定位置，并响应按键命令。
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第四单元 第四讲
输入设备和输出设备
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外部设备
• 输入/输出设备 • 外存储器 • 脱机输入/输出设备 • 主要完成人机交互 • 是电子、机械、光学、化学等多学科的交叉 • Anyway, Anywhere, Anytime, Anyone
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外部设备功能
• 完成数据的输入（和/或）输出
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字符显示的一般原理
视频 信号
移位 寄存器
SL
ＣＰＵ控制
字符 发生器
( ROM)
ＡＳＣＩＩ
代码 VRAM
RA3 - RA0
定时控制 电路
加载控制
水平消隐
行间消隐
垂直消隐
OSC
点振荡器
字符时钟
1
1
9
80+18
点计数器
水平地址计数器
1
1
9+5
25+1
光栅地址计数器 垂直地址计数器
水平同步信号 水平同步电路
+5V
10K
键
。.
。 。.
。 。.
。.
。 。.
键
.。
。 。
。 。
。
。 。
盘
。。。
…... 。
。。。
。
0列 1列
m列
并行接口
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0行 1行 并
行 接 n行 口
6
键盘的运行原理
把每个键在键盘上的位置对应为一个编码。 具体实现：是用行列扫描的方法，即把每个键分 配在一个 m 列 * n 行矩阵的一个交叉点上，通过并行 接口向 n 行依次送出仅有一行为零、其余各行均为一 的值，再用并行接口读入 m 列上的取值。 当该值不为 FFH （全 1 码）时，表明有键按下， 若该值仅含一位零，表明取值为 0 的行、列的交叉点 的键被按下，用一个对照表即可得到相应键的编码。 尚需解决如下的一些问题：键的抖动、多键同时 按下、由哪个部件完成这些操作过程。
– 针式打印机 – 激光打印机 – 喷墨打印机
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阴极射线管(CRT)显示器
• 成像原理
– 通过电子束撞击荧光板上的荧光粉，发光产生 亮点
• 组成
– 电子枪、显示屏和偏转控制装置
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阴极射线管（CRT）的构成和工作原理
阳极 阴极
栅极
偏转线圈
阳极帽 电子束
灯丝
聚焦极
电子枪
石墨层
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显示屏 荧光屏
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CRT的几个概念
• 光栅扫描和随机扫描
– 电子束从左到右，从上到下扫描整个屏幕 – 只扫描需要显示的点
• 刷新和帧存储器
– 为了得到稳定的图象，需要重复扫描整个屏幕 – 为了重复扫描，需要存储图象信息。
• 分辨率和灰度级
– 像素个数 – 亮暗差别
• 图形和图像
– 线条的有无表示 – 自然景物、照片等
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输出设备概述
• 点阵式输出设备（视觉）
– 以点阵的组合来表示不同的形状 – 提供每个点的存储输出属性 – 点阵输出设备将点按属性规定的颜色和灰度输出
• 听觉
– 音乐、语音合成
• 触觉
– 可穿戴计算机
• 嗅觉
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点阵输出设备
• 显示器
– CRT – LCD – PDP
• 打印机
垂直同步信号 垂直同步电路
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字形的产生过程
ASCII代码(41H) 指向这个字形
RA3 -RA0 D7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1111
D0
10H 28H 44H 82H 82H FEH 82H 82H 00H
(a) “ A ”的点阵表示
ASCII 8 字符代码
字符
D0
(来自VRAM)
发生器
RA3 - RA0 4
(ROM)
(来自光栅地址
+5V
10K 。.
键 .。 盘
1 。
。键。 。.
。.
。 。 A键
1
。 。 ...0
10
。。
…...
。 。 1 。
二极管
。.
0行
1行
1
。
0
n-1行
...
并 行 接 口
。 0列 1列
。1
。 m-1列
1
...
1 1 0 并行接口 1
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8
POS机键盘
• 功能要求
– 抗污染和腐蚀
• 设计实现
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9
键盘接口
• 采用串行口或者并行口 • 中断方式 • 总线
– USB – 慢速总线
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10
鼠标
• 鼠标的产生
– 图形界面的出现，需要鼠标来进行拖动等操作
• 鼠标功能
– 根据鼠标的移动，在屏幕上移动位置 – 选中某个对象
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11
机械鼠标
• 如何获得X和Y方向的位移量？
– 通过鼠标球的滚动
• 机械鼠标原理
– 信号转换 – 数据采样
• 与接口进行连接
– 接口信号，电平标准等
• 与主机进行通信
– 通过总线进行 – 速度和方式
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3
• 键盘 • 鼠标 • 扫描仪
输入设备
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4
键盘
• 功能要求
– 能完成字符的输入
• 设计要求
– 完成功能 – 稳定可靠
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键盘的运行原理
计算机的键盘，用于向主机内敲入字符、功能键、汉字等符号， 通过逐次敲击键盘上不同的键来完成。被敲击的键将以一个特定的编 码被表示并被存入计算机主机。故键盘的运行原理，是把敲击的键在 键盘上的位置对应为一个编码。
– 底部有1个圆球，连接有两个滑动变阻器 – 圆球在移动时，带动变阻器，使X和Y方向电流
产生变化 – 计算机主机由此计算出X和Y方向的位移，并将
它在屏幕上进行相应的移动 – 鼠标命令由鼠标表面的按键决定
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光电鼠标
• 光学式鼠标
– 发光二极管取代小球， – 特制鼠标垫配合，垫上有小格 – 根据感应的格数来计算位移量