第10章 常用输入设备和输出设备
2020/8/19
上海交通大学
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输入/输出设备
• 输入/输出设备是实现计算机系统与人（或其它 系统）之间进行数据交换的设备。输入设备是 把各种信息（包括字符、图形、图像、语言以 及电信号等）送入计算机处理的设备，最常用 的是键盘、鼠标和扫描仪等。输出设备是把计 算机的处理结果用人所能识别形式 （例如字符、 图形、图像、语音等） 表示出来的设备， 最 常用的是显示器和打印机等。
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三类鼠标
• 1.机械式鼠标：采用机械结构有一个机械球通过摩擦两个滚轮， 将滚轮移动距离转换为电信号——电脉冲，使显示屏幕上的光 标移动。转换部件——编码器是机械的；
• 2.光电式鼠标：采用发光二极管和光敏晶体管组合成光电感应 器来测是位移。
• 3.光机式鼠标：工作原理同机械式鼠标，但编码器采用的是光 学器件。
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键盘外型（图10- 按照按键（开关）接触方式的不同，键盘有机械式、电容式和 薄膜式，如图7-3～7-5所示，在计算机中常用前二种。
• 1)机械式键盘，这种键盘按键后，触点接触通电而产生按键信 号, 见图10-2；
• 2)电容式键盘，这种键盘利用键运动时极板问电容容量的变化 产生按键信号见图10-3。
• (3) 提供外围设备和接口的状态，为处理器更好地控制和调整各种外 围设备提供有效的帮助；
• (4) 实现主机与外围设备之间的通信联络控制。包括设备的选择，操 作时序的控制与协调，主机命令与外围设备状态的交换与传递等。
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常用输入设备和输出设备
• 10.1 键盘 • 10.2 鼠标 • 10.3 扫描仪 • 10.4 触摸屏 • 10.5 打印机 • 10.6 显示器 • 10.7 磁盘存储器 • 10.8 磁带存储器 • 10.9 RAID - 独立冗余磁盘阵列 • 10.10 光盘存储器 • 10.11 U盘存储器
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键盘的扫描原理图 （图10-5）
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10.2 鼠标
• 鼠标（mouse）它是一种手持式屏幕坐标定位设备。 • 是控制计算机的显示屏幕上光标移动的输入设备， • 常用于菜单选择、屏幕作图和屏幕编辑等，是微机系统必备的
输入设备。
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鼠标工作简介
• 鼠标移动时，鼠标内部有测量位移的部件，把移动距离与方向 的信息转换为电脉冲送入计算机，再由计算机将电脉冲转换为 鼠标指针的坐标数据送显示屏幕，用以达到指示位置的目的。 根据鼠标内部测量位移部件的类型不同 ，有三类鼠标：
• 编码键盘能自动提供对应于被按键的编码信息，如ASCII码，并 能同时产生一个选通脉冲通知微处理器。
• 非编码键盘由一组开关组成，提供行和列的键盘矩阵。其全部 工作，包括按键的识别、按键代码的产生、防止串键和消去抖 动等问题，都靠程序来实现。
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非编码键盘
• 键盘上的按键排列成矩阵形式，对干非编码键盘而言，可以用 硬件或软件的方法分别对行与列进行扫描，以获取按键的位置， 生成键扫描码，以串行形式传送给主机，主机将接收到的串行 扫描码转换为并行数据，最后由软件将扫描码转换为该键对应 的ASCII码，供存储或显示。键盘的扫描原理图如图10-5所示。
用于笔记本计算机中。 • 此外，还有无线鼠标，这种鼠标与计算机的连接改成红外线，
使鼠标移动更灵活。
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10.3 扫描仪
• 扫描仪是一种能捕获图像信息——包括文本、图形和符号，并 把它转换为计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入 设备，是一种髙精度的光电组合的设备。
• 对于要在文稿中加入图片或照片时，扫描仪是最好的输入工具。
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机械式键盘 （图10-2 ）
电容式键盘（图10-3 ）
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薄膜式按键（图10-4 ）
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键盘输入信息的过程
•（1）检测是否有键按下； •（2）查出按下的是哪一个键； •（3）将该键所代表的信息翻译成计算机 能识别的内部代码。如ASCII码或其他预 先约定的编码。
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两类键盘：编码键盘和非编码键盘
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图10-7 扫描仪
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扫描仪
• 扫描仪主要由光学成像部件、机械传动部件和光电转 换部件组成，这三个部件相互配合将反映图像特征的 光信号转换为计算机能处理的电信号。扫描仪的核心 是转换部件——完成光电转换的电荷耦合元件CCD （Charge Coupled Device），扫描仪的光源照射 在要输入的图稿（或文稿）上，对不透光的纸张文稿 产生反射光，对透明胶片文稿产生透射光。光学系统 收集这些光信号聚焦到电荷耦合元件CCD，CCD将这些 光信号转换成电信号，然后由A/D转换器（模拟/数字 转换器）转换为数字信号，产生数字图像信息，传送 到计算机，扫描仪工作原理见图10-8。
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10.1 键盘
• 键盘是人向计算机输入信息的最基本的设备，人可以 通过按键向计算机输入数字、字母和特定字符和命令。 键盘把按下不同键的机械动作转换成计算机能识别的 编码。
• 键盘是由一定数量的开关——按键（key）按一定规 律排列而成的输入设备，如图10-1所示。
• 常用键盘有83、84、101和103～107个键组成，以104 键的键为例，104个键可分为4个键区——功能键区、 主键盘区、光标控制键区和数字键区，按键区名各司 其职。
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鼠标外形 （图10-6 a)
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机械式鼠标和光电式鼠标（图10-6 b）
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鼠标接口
• 作为输入设备，鼠标同计算机的连接也必须通过接口，鼠标同 计算机接口有三类——串行口（COM口）、PS/2口和USB口，
• 串行口（COM口）是早期机器用的鼠标接口 • PS/2口是作为固定接口集成在主板上的，USB口的鼠标己普遍应
• 由于输入/输出设备在结构和工作原理上与计算 机主机有很大差异，因此，在主机与外围设备 进行数据交换时，必须有相应的逻辑部件，使 计算机主机同输入/输出设备间能正确地传送信 息，这个逻辑部件就称为接口。
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• (1)接实口现数的据基缓冲本，功使主能机与外围设备在工作速度上达到匹配；
• (2) 实现数据格式转换。接口线路在完成数据传送的同时，实现处理器 与外围设备之间数据格式的转换；