第5章人机交互设备ppt课件.ppt

微机原理及组装维护技术,第 5 章 人机交互设备,大连理工大学出版社,微机原理与组装维护,本章学习目标,了解常用的人机交互设备理解键盘、鼠标、显卡、显示器、打印机、扫描仪的结构和工作原理掌握键盘、鼠标、显卡、显示器、打印机、扫描仪的主要技术参数熟悉键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪的使用注意事项,目录,5.2 键盘,5.4 显卡与显示器,5.1 人机交互设备概述,5.3 鼠标,5.5 打印机,5.6 扫描仪,本 章 结 构,人机交互设备,显卡与显示器,键盘的结构和工作原理,键盘的分类,键盘的主要技术参数,键盘使用注意事项,显示器使用注意事项,显示器的主要技术参数,显示器的结构和工作原理,主流显示芯片,鼠标的结构和工作原理,鼠标的分类,鼠标的主要技术参数,鼠标使用注意事项,扫描仪的结构和工作原理,扫描仪的分类,扫描仪的主要技术参数,扫描仪使用注意事项,打印机的结构和工作原理,打印机的分类,打印机的主要技术参数,打印机使用注意事项,显卡的主要技术参数,显卡的结构和工作原理,键盘,鼠标,打印机,扫描仪,概述,5.1 人机交互设备概述,人机交互设备是指人和计算机之间建立联系、交流信息的输入/输出设备。这些输入/输出设备直接与人的运动器官（如手、口）或感觉器官（如眼、耳）打交道，通过它们，人们把要执行的命令和数据送给计算机，同时又从计算机获得易于理解的信息。 人机交互设备分为输入设备和输出设备。,5.1 人机交互设备概述,1.输入设备 输入设备是计算机与外界进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数据的应用程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机当中进行存储、处理和输出。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。,5.1 人机交互设备概述,2.输出设备 输出设备与输入设备一样，也是一种计算机与外界交互的装置。用于将各种计算结果的数据或信息以数字、字符、图形、图像、声音等形式表示出来。常见的输出设备有显示器、打印机等。,5.2 键盘,键盘的历史非常悠久，早在1714年就出现了各种形式的打字机，而最早的键盘就出现在那个时期的打字机上。直到1868年，“打字机之父”美国人克里斯托夫拉森肖尔斯设计出了适合现代打字机的规范键盘，即“QWERTY”键盘。如今，键盘早已成为了将各种指令和数据输入到计算机中的主要输入设备之一。,5.2.1 键盘的分类,1.根据按键的接触方式分类 （1）机械式键盘 机械式键盘的底部有一块PCB板，PCB板上固定着100多颗机械式按键及电路，这些按键的结构类似于金属接触式开关，通过触点导通或断开来判断按键是否被触发。机械式键盘的优点是经久耐用、工艺简单、易维护，而缺点是不防水、敲击费力、噪音大且成本高。,5.2.1 键盘的分类,（2）塑料薄膜式键盘 塑料薄膜式键盘由一层按键、三层塑料薄膜及电路板组成。最上层是中心有凸起橡胶垫的按键，三层塑料薄膜中最上层是正级电路，中间是间隔层，下层是负极电路。对应每个按键，上下两层薄膜中都有相应的触点，间隔层有相应的小孔。当按键按下时，上下两层薄膜触点通过小孔而导通。薄膜式键盘具有价格低廉、无机械磨损，低噪音的特点。目前市面上销售的键盘大多数都是塑料薄膜式键盘。,5.2.1 键盘的分类,（3）导电橡胶式键盘 导电橡胶式键盘的按键信号通过导电橡胶接通下方印刷线路板上的触点而产生。其结构非常简单，上层是中心有凸起导电橡胶垫的按键，下层是正负极平行交叉的触点，当按键按下时，导电橡胶使其下面触点的正负极接通。这类键盘是由机械键盘向薄膜键盘过渡的产品，目前市面上比较少。,5.2.1 键盘的分类,（4）无接点静电电容式键盘 这类键盘是这四类键盘中技术含量最高的，其按键使用了类似电容式开关的原理，通过按键时改变电极间的距离，引起电容容量改变从而获得按键通断信号。特点是无磨损且密封性较好，但造价较高。,5.2.1 键盘的分类,2.根据键盘的控制形态分类 （1）编码式键盘 编码式键盘由内部复杂的硬件电路来提供按键编码。当某个按键被按下时，硬件电路直接按该键所在的位置产生相应的按键编码（ASCII字符码）。这种键盘响应速度快，但硬件电路复杂且按键编码固定，导致按键编码不易修改和扩充，目前很少使用。,5.2.1 键盘的分类,（2）非编码式键盘 非编码式键盘内部只使用较为简单的硬件和软件来对按键进行识别，根据按下按键的位置生成位置状态代码（扫描码）传送给计算机，然后由计算机内的软件把这些位置状态代码转换为相应的按键编码（ASCII字符码）。这种键盘的响应速度不如编码式键盘快，但它结构简单，且可以通过软件为按键重新定义编码，键盘功能扩充方便，目前计算机大多使用这种键盘。,5.2.1 键盘的分类,3.根据键盘的接口分类 早期AT主板的键盘接口是一个较大的圆形接口，俗称“大口”，已淘汰。后来的ATX主板改用PS/2接口作为键盘和鼠标的专用接口，俗称“小口”，但键盘和鼠标的PS/2口不能互换；目前亦有PS/2键鼠通用接口。随着USB接口的广泛应用，现在很多厂商推出了USB接口的键盘。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,1.键盘的结构 键盘分为外壳、按键和电路板3部分。平时只能看到键盘的外壳和所有按键，电路板被安置在键盘内部，用户是看不到的，如图所示。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,（1）键盘的外壳 外壳主要用来支撑电路板和为操作者提供一个方便的工作环境。多数键盘外壳上有可以调节键盘与操作者角度的支撑架，通过调节这个支撑架，用户可以改变键盘的角度。键盘的外壳与工作台的接触面上装有防滑减震的橡胶垫。许多键盘外壳上还有一些指示灯，用来指示某些键的工作状态。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,（2）按键 对键盘而言，虽然按键数目有所差异，但按键布局基本相同，共分为5个区域，即主键盘区、编辑键区、功能键区、小键盘区和特殊键区。 （3）电路板 电路板是整个键盘的核心，主要由逻辑电路和控制电路组成。逻辑电路排列成矩阵形状，每一个按键都安排在矩阵的交叉点上。而控制电路由按键识别电路、编码电路、接口电路等组成（现大多由单片机电路来实现）。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,2.键盘的工作原理 常用的非编码键盘有线性键盘和矩阵键盘。 线性键盘是指每一个按键均有一条输出线，若有N个键，则需N条线进行识别，适应于键少场合。 矩阵键盘的按键按行（M行）和列（N列）排列，可排MN个按键，按键识别只需M+N条线，适应于键多场合，计算机键盘就采用这种方式。,线性键盘,矩阵键盘,5.2.2 键盘的结构和工作原理,在计算机键盘中，常采用扫描法和反转法来识别按键 。（1）扫描法 扫描法识别按键的过程是：首先判断是否有键被按下，即先进行全扫描，将所有行线置成低电平，然后读取全部列线；如果读取的列值全是高电平，则说明没有任何一个键被按下；如果读取的列值不是全1，则说明有键按下，再用逐行扫描的方法确定哪一个键被按下。先扫描第一行，即置该行为低电平，其他行为高电平，然后读取列线，如果某条列线为低电平，则说明第一行与该列相交的位置上的按键被按下；如果所有列线全是高电平，则说明第一行没有键被按下，接着扫描第二行，依此类推，直到找到被按下的键，这样来确定一对唯一的行值和列值。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,扫描法原理图,5.2.2 键盘的结构和工作原理,（2）反转法 反转法利用一个可编程的并行接口（如8255A）来实现。其识别按键的过程是：将行线接到一个并行端口，先让它工作在输出方式，将列线接到另一个并行端口，先让它工作在输入方式；编程使输出端口往各行线全部送低电平，然后读取列线的值，如果有某一个键被按下，则必有一条列线为低电平。然后进行线反转，通过编程对两个并行端口进行方式设置，使连接行线的端口工作在输入方式（原来是输出方式），使连接列线的端口工作在输出方式（原来是输入方式），并将刚才读到的列线值通过所连接的并行端口再输出到列线，然后读取行线的值，那么闭合键所对应的行线必为低电平，这样当一个键被按下时，就可以确定一对唯一的行值和列值。,5.2.2 键盘的结构和工作原理,反转法原理图,5.2.2 键盘的结构和工作原理,PC系列键盘是由键盘内的单片机程序根据以上的两种方法之一（通常采用扫描法）来识别按键的当前位置的。如果有闭合键就根据其位置（行值和列值）获得对应的扫描码，当闭合键松开时也对应一个扫描码，前者为闭合扫描码，后者为断开扫描码，键盘内部电路里有一个16字节的FIFO队列缓冲器，用于存放按键的扫描码，然后对扫描码进行并串转换，向键盘接口输出按键的扫描码（加奇偶校验位）；,5.2.2 键盘的结构和工作原理,主板上的键盘控制器通过键盘接口收到串行扫描码后，完成奇偶校验和串并转换，并向CPU发出键盘中断请求，由CPU响应键盘中断INT 09H而调入扫描码，并将其转换为按键编码（ASCII字符码），保存到键盘缓冲区中，以便程序使用。,5.2.3 键盘的主要技术参数,1.外观设计 良好的键盘外观，不仅代表做工的精细，同时给人以视觉上的享受。 2.工作噪声 键盘使用时产生的噪声越来越被人们所重视，键盘噪声越小越好。,5.2.3 键盘的主要技术参数,3.人体工程学 一款优秀的键盘不仅按键要舒适、而且使用时还要适合使用者手型。符合人体工程学的键盘是从外形大小、曲线弧度和重量这几方面来设计的。其目的就是最大限度地满足人们在使用时对手感、舒适度和使用习惯方面的要求。尽量减轻疲劳程度，避免肌肉劳损的症状，从而最大限度的提高用户工作效率。 4.键盘的扩展功能 好的键盘具有自定义热键、防水、防热等扩展功能，这些扩展功能能为用户带来方便。,5.2.4 键盘使用注意事项,（1）键盘是根据系统设计要求配置的，而且受系统软件的支持和管理，更换PS/2键盘必须在关闭计算机电源的情况下进行。（2）敲击键盘时，要力度适中，不要用力拍打。（3）定期清洁键盘表面的污垢，一般清洁可以用柔软干净的湿布擦拭键盘，对于顽固的污渍可以用中性的清洁剂擦除，最后再用湿布擦拭一遍。对于缝隙内的污垢，可以用棉签清除，也可以拆开键盘进行清除。,5.2.4 键盘使用注意事项,（4）不要让液体流入键盘。大多数键盘没有防水功能，一旦有液体流进，便会使键盘受到损害，造成接触不良、腐蚀电路和短路等故障。当大量液体进入键盘时，应当立即关闭计算机，将键盘接口拔下，打开键盘，用干净、吸水的软布擦干内部的积水，最后放在通风处自然晾干。,5.3 鼠标,鼠标全名为显示系统纵横位置指示器，因为外形酷似老鼠而得名“鼠标”。1968年12月9日，世界上第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是道格恩格尔巴特博士。恩格尔巴特博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，以便快速地屏幕定位。而鼠标发展到今天，已是计算机不可缺少的输入设备之一。,5.3.1 鼠标的分类,鼠标分类方法有很多，通常可按照键数、接口形式、有无连线以及内部结构来进行分类。 1.按键数分类 按键数来分类，鼠标可以分为传统双键鼠标、三键鼠标和新型的多键鼠标。与双键鼠标相比，三键鼠标上多了一个中键，中键在某些程序中有特殊定义，能起到事半功倍的作用。后来人们为了方便上网浏览网页，又使用滚轮来代替中键，并将中键的功能融入到滚轮中。多键鼠标是鼠标发展的一个新方向，它将更多的应用程序功能键定义到鼠标键上，方便日常操作，大大提高了工作效率。,5.3.1 鼠标的分类,2.按接口分类 按接口来分类，鼠标可以分为COM、PS/2、USB三类。COM口鼠标需要占用计算机的一个串行接口，已经被淘汰。后来改用PS/2接口鼠标，目前还有一定保有量。而USB鼠标随着USB接口的广泛使用而发展起来，成为目前市场上的主流产品。,5.3.1 鼠标的分类,3.按有无鼠标连线分类 按有无鼠标连线来分类，鼠标可分为有线鼠标和无线鼠标两类。无线鼠标采用无线技术与计算机通信，从而省掉了电线带来的束缚。无线通信方式通常分为蓝牙、Wi-Fi、红外线等多种无线技术标准。但从目前所使用的主流无线鼠标来看，用得最多的还是采用2.4GHz频率和使用蓝牙的两类无线鼠标。,5.3.1 鼠标的分类,4.按内部结构分类 按内部结构来分类，鼠标可分为机械式和光电式两类。机械式鼠标的结构简单，灵敏度和精确度不高，已基本被淘汰。而光电式鼠标结构复杂，精确度高，是目前的主流产品 。,5.3.2 鼠标的结构和工作原理,光电鼠标通常由发光二极管、光学透镜、光学感应及图像分析芯片、接口控制芯片、轻触式按键、滚轮、连接线、PS/2或USB接口、外壳等部分组成 。,5.3.2 鼠标的结构和工作原理,光电鼠标下部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面，然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线经过一组光学透镜传输到一个光学感应器件内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。然后利用专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器，现一般和光学感应器集成在一块芯片上）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，给出鼠标的移动方向和移动距离，最后将这些信息传输给接口控制芯片，接口控制芯片通过接口连接线向主机传送鼠标移动的信息，主机再通过处理使屏幕上的光标与鼠标同步移动。,5.3.2 鼠标的结构和工作原理,光电鼠标的工作原理图,5.3.2 鼠标的结构和工作原理,激光鼠标其实也是一种光电鼠标，只不过是用激光代替了普通的LED光。激光鼠标获得影像的过程是通过激光照射物体表面所产生的干涉条纹而形成的光斑点反射到传感器上获得的，而传统的光电鼠标获得影像的过程是通过LED光照射物体粗糙的表面所产生的阴影反射到传感器上获得的。因此激光能使物体表面的图像产生更大的反差，从而使得CMOS图像传感器得到的图像更容易辨别，提高了鼠标的定位精准性。,5.3.3 鼠标的主要技术参数,1.分辨率：鼠标分辨率是鼠标移动距离反映到显示器上的像素多少，单位为dpi。 2.采样率：采样率表示一秒钟内鼠标传送信息给计算机的次数，单位为Hz。 3.鼠标的接口：目前鼠标接口主要分为PS/2和USB两种，其中USB接口支持热插拔，使用方便。一些高端鼠标为增强鼠标的稳定性将USB接口做成镀金，在选购时可以优先考虑。 4.鼠标的配重：配重是在鼠标内部再单独加配一个配重模块，用于增加鼠标的手感和稳定性。,5.3.3 鼠标的主要技术参数,5.人体工程学：一款优秀的鼠标不仅做工要精致，而且使用时也要舒适，要符合使用者手型。 6.传输方式：目前市面上的无线鼠标大都采用2.4GHz和蓝牙两种传输模式。 7.电池续航能力：有线鼠标通过鼠标线来给鼠标供电，而无线鼠标需要使用电池供电。所以电池的续航能力应该是用户在选购无线鼠标时考虑的一个重要因素。,5.3.4 鼠标使用注意事项,1.配备一个好的鼠标垫 鼠标垫对鼠标的使用影响很大，优质鼠标垫不但能减少灰尘进入鼠标内部的机会，还能使鼠标底部与鼠标垫之间的摩擦更为顺滑，操作起来得心应手。 2.不可用力击键 用力击键会导致弹性开关损坏而使控制键失效。光电鼠标中的部件都是怕震动的易损元件，用力拍打会使这些元件损坏。,5.3.4 鼠标使用注意事项,3.定期清洁 鼠标表面的污垢，光电鼠标的反射板及透镜由于长久使用而弄脏，这些都会严重影响鼠标的移动和灵敏度，因此，每隔一定时间就要对鼠标进行一次清洁工作 。,5.4 显卡与显示器,显卡（独显）又称为显示适配器，工作在主板与显示器之间。其作用就是控制图像的输出，负责把CPU送来的图像数据处理成显示器接收的格式，再送到显示器形成图像。在微机中，显卡和显示器相互连接协同工作。,5.4.1 显卡的结构与工作原理,1.显卡的结构,5.4.1 显卡的结构与工作原理,（1）显卡PCB板 （2）显示芯片 （3）显示内存 （4）显卡BIOS （5）随机存储数字模拟转换器（RAMDAC）（6）多显卡连接口 （7）显卡总线接口 （8）显卡输出接口,5.4.1 显卡的结构与工作原理,2.显卡的工作原理 显卡的工作原理极其复杂，大致可以简单地归纳为这样一个过程：首先，由CPU将需要处理的数据通过AGP或PCI-E X16总线传送到显卡的显存中，显示芯片（GPU）提取存储在显存中的数据进行处理。当GPU处理完毕后，相关数据又会被送到显存里暂时储存。然后这些数字图像数据会被送入随机存储数字模拟转换器（RAMDAC）转换成显示器需要的模拟数据（数字信号接口不需此转换），由显示输出接口传输给显示器，成为人们所看到的图像。,5.4.2 显卡的主要技术参数,1.核心频率 核心频率是指显示芯片的工作频率，其工作频率在一定程度上可以反映出显卡的性能。但显卡的性能是由核心频率、流处理器数量、显存频率、显存位宽等多方面的指标所决定的，因此在显示核心不同的情况下，核心频率高并不代表此显卡性能强劲。在同样级别的芯片中，核心频率高的则性能要强一些，提高核心频率就是显卡超频的方法之一。,5.4.2 显卡的主要技术参数,2.流处理器的数量 在DX10显卡出现以前，并没有“流处理器”这个说法。GPU内部由“管线”构成，分为顶点管线和像素管线，顶点管线主要负责3D建模，像素管线主要负责3D渲染。而在DX10时代首次提出了“统一渲染架构”，显卡取消了传统的“顶点管线”和“像素管线”，统一改为流处理器（SP）单元，它既可以进行顶点运算也可以进行像素运算。,5.4.2 显卡的主要技术参数,3.核心位宽 核心位宽是指显示芯片内部数据总线的位宽，即显示芯片内部所采用的数据传输位数。目前主流的显示芯片基本都采用了256位的位宽，采用更大的位宽意味着在数据传输速度不变的情况下，瞬间所能传输的数据量越大。 4.显存频率 显存频率是指显存在显卡上的工作频率。显存频率由显存的类型来决定。GDDR3显存能提供较高的显存频率，一般为2GHz，主要用于中低端显卡。高端显卡则使用GDDR5作为显存，频率可达6GHz。,5.4.2 显卡的主要技术参数,5.显存容量 显存容量是指显卡上显存的空间容量。显存存放着大量的显示数据信息，这些数据随着显示分辨率和色深的提高而剧增。因此显存容量的大小直接影响到显卡的性能。目前主流显卡的显存容量从1GB到4GB不等，高端显卡的显存容量更是达到6GB。,5.4.2 显卡的主要技术参数,6.显存的位宽和带宽 显存位宽是指显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，即显存与其他部件一次可以传输数据的位数。位数越大则瞬间所能传输的数据量越大，这是显存的重要参数之一。目前主流显卡的显存位宽为256bit，高端显卡的显存位宽为384bit。,5.4.2 显卡的主要技术参数,7.最大显示分辨率 最大显示分辨率是指显卡在显示器上所能描绘的像素点的最大数量，分为水平行点数和垂直行点数。如16001200表示水平有1600个点，垂直有1200个点。这些像素点的所有数据都是由显卡提供的。分辨率越大，所能显示图像的像素点就越多，就能显示更多的细节，当然也就越清晰。 8.色深 色深是指在某一分辨率下，每个像素点可以由多少种色彩来描述，单位是“bit”（位）。目前的显卡都支持32位真彩色。,5.4.2 显卡的主要技术参数,9.刷新频率 刷新频率是指显卡向显示器传送信息，使其每秒能对整个画面更新的次数。例如此数为100Hz，则表示显卡每秒将送出100张画面信号给显示器。 10.DX版本 DirectX，（Direct eXtension，简称DX）是由微软公司创建的多媒体编程接口。它可以让各种适用于DirectX的游戏或者多媒体文件在各种型号的硬件上运行或播放。目前显卡所支持的DirectX版本已成为评价显卡性能的标准之一，显卡支持DX版本越高，则显卡性能越强。目前主流显卡都支持DX11版本。,5.4.2 显卡的主要技术参数,11.总线接口规格 目前主流显卡总线接口类型都为PCI Express16，现在的主板均可支持PCI Express 2.0或PCI Express 3.0总线技术，2.0版X16模式的显卡插槽带宽可达16GB/s，3.0版X16模式的显卡插槽更可以达到31.5GB/s的惊人带宽值。 12.输出接口类型 目前主要有VGA接口、DVI接口、HDMI接口和DisplayPort接口。而主流显卡都配置了VGA接口、DVI接口和HDMI接口。,5.4.2 显卡的主要技术参数,13.多显卡技术 多显卡技术是指让两块以上的显卡协同工作，以便提高系统图像处理能力或者满足某些特殊需求的多显卡并行技术。要实现多显卡技术一般需要主板芯片组、显示芯片以及驱动程序三者的支持。目前多显卡技术可分为由NVIDIA公司支持的SLI、Hybrid SLI和ATI公司支持的CrossFire（交火）、Hybrid CrossFire两类。其中SLI和CrossFire都是在一块支持多个PCI Express X16接口的主板上同时插入两块以上同型号的PCI-E显卡，并通过一种特殊的接口连接起来，以达到提升显示性能的目的。而Hybrid SLI和Hybrid CrossFire则是实现板载显示核心和独立显卡之间的互连加速功能 。,5.4.3 主流显示芯片,目前，显卡的品牌众多，如七彩虹、影驰、索泰、微星、盈通、蓝宝石、华硕等，而设计和制造显示芯片的主流厂家仅有NVIDIA和AMD两家，因此众多显卡基本都是采用这两家公司的显示芯片而设计制造的。目前主流显卡的显示芯片多为NVIDIA GT600系列和AMD HD7000系列 。各种高、中、低档显卡采用的显示芯片如图所示。,5.4.3 主流显示芯片,NVIDIA主流显示芯片参数表请参见教材表5-1和5-2,5.4.4 显示器的结构和工作原理,显示器是微机最重要的输出设备。目前微机使用的显示器主要为LCD（液晶）显示器，CRT（阴极射线管）显示器已基本被淘汰 。 1. LCD显示器的外部结构 LCD显示器的外部结构如图所示，主要由外壳、液晶面板、控制面板、电源开关、信号电缆和电源插座组成。,5.4.4 显示器的结构和工作原理,2.LCD显示器的工作原理 液晶作为一种特殊的高分子材料，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列，而光线只能顺着分子排列的方向传播。无论是笔记本电脑还是桌面系统采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是可以发射光线的背光源，背光源发出的光线在穿过下偏光板后进入包含成千上万个水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。,5.4.4 显示器的结构和工作原理,当LCD中的薄膜基板电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线顺着液晶分子进行有规则的扭转（折射），这样光线就可以穿过上偏光板（其偏振方向与下偏光板的偏振方向相差90o）到达屏幕，控制每个单元格的电场电压就可以控制到达屏幕光点的强度，从而产生明暗不同的效果。在彩色LCD中，每一个像素都由三个液晶单元格构成，三个单元格前面分别有红色，绿色，蓝色的滤光片；这样，通过分别控制三个单元格的电场电压，就可以在屏幕上组合显示出不同的颜色 。如图所示。,5.4.4 显示器的结构和工作原理,5.4.4 显示器的结构和工作原理,5.4.5 显示器的主要技术参数,（1）尺寸： 尺寸是指LCD面板的对角线尺寸。由于封装时其边框几乎不会遮挡面板，因此面板尺寸接近实际可视尺寸。LCD显示器的尺寸经历了从15in、17in、19in、20in、21in、22in、23in、24in、26in、27in直到30in。伴随屏幕尺寸的大幅度增加，面向更高品质视频娱乐的定位，使得超大屏幕液晶显示器由传统的5:4和4:3向16:10、16:9的宽屏幕过渡。对于超大屏幕液晶显示器而言，面向视频娱乐的宽屏幕产品是一个非常重要的发展方向。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（2）点距：是指两个连续的液晶颗粒（光点）中心之间的距离。点距的计算公式是LCD面板尺寸（长或宽）除以最大分辨率（行像素数或列像素数）所得的数字。例如：22in（16:10）宽屏液晶显示器的点距为：LCD面板的长（47.3cm）或宽（29.6cm）行的像素数（1680）或列的像素数（1050）=0.282mm。点距的大小决定显示图像的精细度，相同尺寸下点距越小，显示图像就越精细。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（3）最佳分辨率（真实分辨率，最大分辨率）：是指屏幕上显示的像素的个数（真实分辨率）。由于液晶显示器的液晶像素数量和位置都固定不变，而不能像CRT显示器那样在修改分辨率的情况下也能很好地显示图像，液晶显示器只有一个最佳分辨率，而这一分辨率也是液晶显示器的最大分辨率。液晶显示器在最佳分辨率下的像素点与液晶颗粒是对应的。正是由于这种显示原理，液晶显示器只有在最佳分辨率（最大分辨率）才能达到最佳显示效果。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（4）亮度：是指背光源所能产生的最大亮度，以每平方米烛光(cd/m2)为单位。1cd/m2表示在1平方米点燃1支蜡烛的亮度。人眼接受的最佳亮度为150cd/m2。液晶显示器通常在规格中都会标明具体的亮度值。目前LCD显示器一般都有显示200cd/m2以上亮度的能力，亮度越高，适应的使用环境也就越广泛。 （5）对比度：是指最大亮度值（全白）除以最小亮度值（全黑）的比值。对比度越高，图像的锐利程度就越高，图像也就越清晰，显示器所表现出来的色彩也就越鲜明，层次感也就越丰富。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（6）最大显示色彩数：是指屏幕上能够最多显示的颜色总数。虽然液晶显示器还原的颜色看起来很纯正和艳丽，但实际上它能还原的最大颜色数远远不及CRT显示器（几乎无限多种）。目前主流的液晶显示器都能支持32位真彩色。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（7）响应时间：是指液晶颗粒由暗转亮或由亮转暗的时间，单位为ms。响应时间数值越小说明响应速度越快，对动态画面的延时影响也就越小。如果响应时间过长，在显示动态影像时，就会产生较严重的“拖尾”现象。 （8）刷新频率：在液晶显示器中，像素的亮灭状态只有在画面内容改变时才会变化，所以无论其刷新频率为多少，画面都不会有闪烁现象。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（9）可视角度：是指用户可以清楚看到液晶显示器画面的角度范围。因为背光源发出的光线经过下偏光板、液晶和上偏光板后，绝大部分光线都集中在显示器正面，所以通常液晶显示器的最佳视角不大，超过最佳视角后，画面的亮度、对比度以及色彩效果就会急剧下降，导致无法观看。 （10）坏点：是指不管显示器所显示出来的图像是什么，LCD屏幕上永远是显示同一种颜色（一般以绿色和蓝色为多)而不变化的像素点。 。,5.4.5 显示器的主要技术参数,（11）输入接口：目前市场上主流液晶显示器多数都同时具备VGA和DVI接口。部分大屏幕高端LCD显示器上还带有HDMI、DisplayPort接口 。（12）认证：LCD显示器是否通过相关认证也是主要的技术参数之一。重要的认证有CCC认证、TCO认证、MPR-认证、RoHS认证、FCC认证等。,5.4.6 显示器使用注意事项,1.清洁屏幕和外壳 日积月累的灰尘不但会影响显示器的美观，还会降低显示器的散热能力，甚至造成短路，所以一定要养成定时清理灰尘的习惯。在清洁显示器外壳时，先用拧干的湿抹布擦一擦，然后用沾有清洁剂的柔软棉布清除那些难以擦掉的污渍。在清洁显示器屏幕时，如果仅有一些灰尘，用一块微湿的软棉布轻轻地擦去灰尘即可；如果屏幕比较脏，可以选用专用清洁剂或用脱脂棉沾点清水清洁即可；不要用粗糙的或者化纤的织物清洁，以免损伤显示器的屏幕 。,5.4.6 显示器使用注意事项,2.远离潮湿的空气 安放有显示器的房间室内湿度不要太高，这样可有效防止显示模糊故障的出现。不要在有微机的房间内养花草、烧水做饭等，显示器要尽量离空调远一些。如果发现屏幕上有雾气，必须先用软布将其轻轻地擦去，然后才能打开电源。如果显示器机身内部已经有结露，必须将其放到较温暖的地方，让其中的水分自然蒸发后才能开机。 3.注意通风散热 要保持显示器的通风散热。不少人为了防止灰尘进入显示器，喜欢用一些布之类的东西盖住显示器外壳，这样会导致显示器在工作时无法散热。长此以往，各种元件会因长期工作在高温下而过早老化或烧坏。,5.4.6 显示器使用注意事项,4.尽量避免长时间显示同一张画面 如果长时间显示固定的内容，就有可能导致某一些像素点过热，进而造成烧坏屏幕的现象，这种损坏是永久性的，不可修复。一般来说，显示器不要连续使用72小时以上；平时在使用微机时，要开启屏幕保护功能。 5.避光摆放 如果显示器长期受到阳光或强光的照射，会造成显示屏的过早老化，降低发光效率，因此用户不要把显示器摆放在日光照射较强的地方，或在强光必经的地方挂一块深色的布以减少光照强度。,5.4.6 显示器使用注意事项,6.防电磁干扰 显示器要远离磁场较强的物体，周围强大的磁场会使显示器的内部产生额外的电压，从而影响到显示器电压的稳定；长时间处于强大的磁场中，还会使色彩失真，从而影响显示屏的效果和寿命。,5.5 打印机,打印机是计算机重要的输出设备之一，用于将计算机处理的结果依照规定的格式打印在相关介质上。打印机的发展受益于计算机的发展，进而又推动了计算机的发展。尤其是近年来，随着人们生活水平不断提高，打印机市场得到了空前发展，打印技术和品质得到了很大提升 。,5.5.1 打印机的分类,打印机按其成像原理和采用的技术可分为击打式和非击打式两类。击打式包括针式打印机。非击打式包括喷墨打印机、激光打印机和热转印打印机。1.针式打印机 针式打印机不仅其机械结构与电路设计要比其它打印设备简单，而且耗材费用低、性价比好、纸张适应面广。现代针式打印机越来越趋向于被设计成适合于各种行业的专业打印机，用以打印各类专业性较强的报表、存折、发票、车票、卡片等。,5.5.1 打印机的分类,2.喷墨打印机 喷墨打印机属于非击打式打印机，是打印机家族中的后起之秀。喷墨打印机既有接近于激光打印机的输出质量，又兼顾针式打印机的结构简单；既能满足专业设计较为精美的彩色印刷要求，又能胜任简单快捷的黑白文字和表格打印任务。其缺点是打印速度较慢、墨水较贵且用量较大。因而主要适用于家庭和小型办公室打印量不大、打印速度要求不高的场合。,5.5.1 打印机的分类,3.激光打印机 激光打印机是现代高新技术的结晶。其工作原理与前两者相差甚远，因而也具有前两者完全不能相比的高速度、高品质和高打印量，以及多功能和全自动化输出性能。激光打印机一面市就以其优异的分辨率、良好的打印品质和极高的输出速度，很快赢得用户普遍赞誉。目前其高昂的价格正在走低，并有逐步普及到个人用户的趋势。,5.5.1 打印机的分类,4.热转印打印机 热转印打印机又称为染色升华打印机。它是利用热和压力将油墨从碳带介质转印到纸或薄膜上的打印机。日常生活中几乎所有商品的标签都是使用热转印打印机生成的。譬如手机壳内部的条码标签、服装上的吊牌、所有电器产品背后的标示铭牌、登机牌、行李牌、证书等。专用于打印高质量数码照片的热升华打印机也属于热转印打印机的范畴。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,1.针式打印机的结构和工作原理 （1）针式打印机的外部结构 常见针式打印机的外部结构如图所示。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,（2）针式打印机的工作原理 针式打印机利用电路和机械驱动原理，由电路系统接收来自计算机的打印数据，将其处理、放大后，去驱动打印头，使打印针撞击色带和打印介质从而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务。其主要包括机械系统和电路系统两大部分。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 打印头 打印头装在字车上用于印字，是打印机的关键部件之一。它由若干根打印针和相应数量的电磁铁组成，其中电磁铁可驱动打印针完成击打动作。 字车传动机构 字车传动机构以直流伺服电机为动力，通过齿轮减速装置，由齿型皮带带动字车沿导轨做左右往复直线运动。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 色带驱动机构 针式打印机普遍采用单向循环色带驱动机构。打印头左右运动时，带动色带驱动机构驱动色带向左运动，既可改变色带受击部位，保证色带均匀磨损，延长色带使用寿命，又能保证打印字符和图形颜色深浅一致。色带常用涂有黑色或蓝色油墨的带状尼龙或薄膜制成。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 走纸机构 走纸机构是驱动打印纸沿纵向移动以实现换行的机构。针式打印机的走纸机构一般分为摩擦走纸和齿轮走纸方式，前者适用于无走纸孔的打印纸；后者适用于有走纸孔的打印纸。当打印头完成一行打印后，走纸机构将马上完成一行或多行走纸。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 电路系统 电路系统包括：对打印机各部件进行协调控制的主控电路，打印机与主机进行通信的接口电路，检测打印机状态的检测电路，打印头、字车电机、走纸电机的驱动控制电路，以及打印机电源电路等。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,针式打印机的工作过程：主机送来的数据，经过打印机输入接口电路的处理后送至打印机的主控电路，在内部程序的控制下，产生字符或图形的点阵列编码，驱动打印头打印1列（9针打印机）或2列（24针打印机）的点阵图形，然后字车横向运动，产生列间距或字间距，再打印下1（或2）列，逐列进行打印；一行打印完毕后，启动走纸机构进纸，产生行距，同时打印头回车换行，打印下一行；上述过程反复进行，直到打印完毕。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,2.喷墨打印机的结构和工作原理 （1）喷墨打印机的外部结构 常见喷墨打印机的外部结构如图所示。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,（2）喷墨打印机的工作原理 喷墨打印机的工作原理与针式打印机基本相同。其主要包括机械系统和电路系统两大部分。电路系统接收来自计算机的打印数据，将其处理、放大后，送到喷墨头的电极，控制墨水的喷出，并通过字车机构横向移动打印头、走纸机构纵向移动纸张，实现整张纸的打印。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 打印头 打印头安装在字车机构的字车架上，由墨水盒和喷头组成。喷头的作用是将墨水盒内的墨水喷在打印纸上，从而实现打印。 喷墨打印机的喷墨头技术可分为热气泡技术和微压电技术。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 字车机构 字车机构的作用是装载打印头并带动打印头沿打印机横向移动，从而实现横向打印功能。字车机构由字车架、字车支撑导轨、传动履带、步进电机及减速齿轮组成。金属导轨、传动履带沿打印机横向装配，字车架固定在圆形金属支撑导轨上，并能在传动履带的带动下沿金属支撑导轨横向运动。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 走纸机构 走纸机构的作用是沿打印方向纵向走纸。按照纸张进出的顺序，走纸机构由纸张检测传感器、导纸板、导纸滚轮、走纸电机、减速齿轮组、塑料压纸片和导向轴等装置组成。纸张检测传感器检测到金属导纸板上放有纸张时，导纸板下的动力装置即将金属导纸板向上略微托起，使金属导纸板上的纸张向上紧贴导纸滚轮转动，将纸张送入打印机进行打印。塑料压纸片和导向轴的作用是使纸张竖直地从喷头下通过。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 喷头维护机构 喷墨打印机设计有喷头维护机构，该机构包括喷头清洗装置和喷头盖帽装置。喷头清洗装置由抽墨泵、废墨收集器组成。实施喷头清洗操作时，抽墨泵负责将墨水从喷头中吸出，储存到废墨收集器中。而喷头盖帽装置是一个塑胶保护罩，打印机正常停止打印时，塑胶保护罩将盖严喷头上的所有喷嘴，以防止墨水干涸堵塞喷头。,5.5.2 打印机的结构和工作原理, 电路系统 喷墨打印机的电路系统主要由主控电路、喷墨头驱动电路、字车机构驱动电路、走纸机构驱动电路、喷头维护装置驱动电路、接口电路、传感器电路以及电源电路等组成。,5.5.2 打印机的结构和工作原理,喷墨打印机的工作过程与针式打印机基本相同，这两者的本质区别就在于打印头的结构。喷墨打印机的打印头是由成百上千个直径极其微小（约几微米）的墨水通道组成的，每个通道内部都附着有能产生振动或高温的执行单元。当打印头的控制电路接收到驱动信号时，就驱动这些执行单元，产生振动将通道内的墨水挤压喷出；