《人機交互接口》PPT課件.ppt

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第9章人機交互接口,人機交互接口技術(shù)涉及認(rèn)識心理學(xué)、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W科、計算機科學(xué)、圖形學(xué)、語言學(xué)、美學(xué)、行為科學(xué)等諸多學(xué)科人機交互接口是一門綜合技術(shù)。人機接口研究的主要方向集中在接口的智能化和接口的圖形化微機系統(tǒng)的基本人機交互接口主要有鍵盤、鼠標(biāo)接口，打印機與掃描儀等；顯示器與顯示卡接口.,1PC機鍵盤接口,微機鍵盤類型：▲PC/XT機采用83個鍵的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、AT機使用84個鍵的鍵盤▲增強型的101/103/104/105/108/109個鍵的擴展鍵盤鍵盤的編碼:▲按鍵掃描碼（與位置有關(guān)）▲放鍵掃描碼PC/XT機和AT機的掃描碼的發(fā)送格式（P296）▲PC/XT機KBDATA有9位,第一位是起始位，為高電平▲AT機的KBDATA有11位,是按照串行異步通信格式發(fā)送,第一位是起始位，為低電平,鍵盤插頭外形及管腳定義,,標(biāo)準(zhǔn)AT機鍵盤原理圖,,單片機作收發(fā)控制,保證上電復(fù)位時間不小于300ms,,,與主板連接,異步串行通信格式,AT鍵盤與PC機接口原理,,,識別掃描碼，檢測PC數(shù)據(jù)和時鐘線,發(fā)送鍵盤命令給鍵盤接收鍵盤命令響應(yīng)接收的掃描碼,鼠標(biāo)器接口,20世紀(jì)60年代中葉，斯坦福研究院開發(fā)出世界上第一個鼠標(biāo)器，是一種非常重要的輸入設(shè)備，其英文名叫“Mouse”。鼠標(biāo)器是一種定位裝置，分辨率為320～800dpi(移動1英寸所經(jīng)歷的像素數(shù)）鼠標(biāo)有機械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)和光電機械鼠標(biāo)三類，其主要區(qū)別在于它們檢測坐標(biāo)的裝置不同PC機上常使用兩鍵或三鍵鼠標(biāo)，鼠標(biāo)可分為MS串行鼠標(biāo)器、PS/2鼠標(biāo)器、總線鼠標(biāo)器及USB鼠標(biāo)器,鼠標(biāo)器工作原理,,,,PS/2鼠標(biāo)鍵盤與主機的連機器,,,,,DB-9鼠標(biāo)器通過標(biāo)準(zhǔn)RS-232C串行口與微機相連的,Microsoft的鼠標(biāo)器三字節(jié)數(shù)據(jù)格式,LB=1表示鼠標(biāo)器的左鍵按下；RB=0表示鼠標(biāo)器的右鍵按下；X7～X0和Y7～Y0均為8位帶符號整數(shù)，表示相對于上次的位移量。位移量的單位為米基，1米基=0.0005英寸。,3顯示器與顯示卡,CRT顯示器液晶顯示器場致發(fā)射顯示等離子顯示器大屏幕投影機顯示器安規(guī)認(rèn)證及TCO’03標(biāo)準(zhǔn)顯示卡的基本原理顯卡接口技術(shù)應(yīng)用程序接口(API),CRT顯示器的結(jié)構(gòu),,,,CRT顯示器的主要技術(shù)參數(shù),屏幕尺寸:指屏幕對角線大小，一般有14、15、17、19、20、21英寸等多個大小。點距:指CRT(陰極射線管)上兩個顏色相同的磷光點之間的距離，單位是毫米。像素:每一個像素包含一個紅色，綠色，蘭色的磷光體。行頻:又叫水平刷新頻率，是電子槍每秒在屏幕上掃描過的水平線條數(shù)，以KHz為單位。場頻:又叫垂直刷新頻率，是每秒鐘屏幕重復(fù)繪制顯示畫面的次數(shù)，即重繪率，以Hz為單位。分辨率:定義顯示器畫面解析度的標(biāo)準(zhǔn)，由每幀畫面的圖素數(shù)決定，以水平顯示的圖素個數(shù)水平掃描線數(shù)表示。（如1024768指每幀圖象由水平1024個圖素，垂直768條掃描線組成。）帶寬:這是表示顯示器顯示能力的一個綜合指標(biāo)。指每秒鐘的掃描的圖素個數(shù)；即單位時間內(nèi)每條掃描線上顯示的頻點數(shù)總和，以MHz為單位。帶寬越大表明顯示器顯示控制能力越強，顯示效果越佳。,CRT顯示器操控方式,早期的顯示器采用模擬調(diào)節(jié)方式，DOS不支持即插即用，顯示器的相關(guān)設(shè)置無法保存，數(shù)控調(diào)節(jié)當(dāng)然無法實現(xiàn)視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（VESA）的顯示數(shù)據(jù)通道協(xié)議（DDC）允許顯示器和主機之間通過數(shù)據(jù)通道進行信息交換由于DDC正是實現(xiàn)WINDOWS的即插即用的基礎(chǔ)，使操作系統(tǒng)能從顯示器和顯示卡獲取信息后，自動匹配最佳的設(shè)置或調(diào)用已經(jīng)設(shè)置好的顯示模式，而不用每次都由手動進行調(diào)整，數(shù)控調(diào)節(jié)就實現(xiàn)了,2其它平面顯示器,液晶顯示器場致發(fā)射顯示等離子顯示器大屏幕投影機發(fā)展中的平面顯示器,液晶顯示器,液晶顯示器(LiquiDCrystalDisplay,LCD)的原理是利用液晶的物理特性，通電時導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過DSTN(DualScanTortuosityNomograph)雙掃描扭曲陣列，是液晶的一種，由這種液晶體所構(gòu)成的液晶顯示器對比度和亮度較差、可視角度小、色彩欠豐富，但是它結(jié)構(gòu)簡單價格低廉TFT(Thinfilmtransistor)薄膜晶體管，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都有集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動,液晶顯示器的主要參數(shù),可視角度亮度、對比度:TFT液晶顯示器的可接受亮度為150cd/m2以上響應(yīng)時間:它反應(yīng)了液晶顯示器各象素點對輸入信號反應(yīng)的速度，即像素由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。上升時間和下降時間；而表示時以兩者之和為準(zhǔn)，通常為16～50ms。顯示色素:幾乎所有15英寸LCD都只能顯示高彩(256K)，因此許多使用了所謂的FRC(FrameRateControl)技術(shù)以仿真的方式來表現(xiàn)出全彩的畫面,場致發(fā)射顯示器,場致發(fā)射顯示器（FielDEmissionDisplay，F(xiàn)ED）的原理是：使用電場自發(fā)射陰極（cathoDeemitter）材料的尖端放出電子，而非使用熱能，使得場發(fā)射電子束的能量分布范圍較傳統(tǒng)熱電子束窄而且具有較高亮度，用場發(fā)射技術(shù)作為電子來源以取代傳統(tǒng)CRT顯象管中的熱電子槍，因而可以用于平面顯示器并帶來了很多優(yōu)秀特色優(yōu)點：更高的亮度可以在陽光下輕松地閱讀；高速的響應(yīng)速度使得它能適應(yīng)快速更新畫面的場合；內(nèi)置的千萬冗余電子發(fā)射器讓其表面比液晶顯示器更凹凸不平，視角更寬廣，也不會出現(xiàn)液晶顯示器一個晶體管損壞便會很明顯地顯露出來的情況,PDP等離子顯示器,PDP等離子顯示器又稱電漿顯示器，其特點是厚度極小原理是利用惰性氣體（Ne、He、Xe等）放電時所產(chǎn)生的紫外線來激發(fā)彩色熒光粉發(fā)光，然后將這種光轉(zhuǎn)換成人眼可見的光，類似普通日光燈PDP顯示有亮度高、色彩還原性好、灰度豐富、對迅速變化的畫面響應(yīng)速度快等優(yōu)點等離子顯示器的每一顆像素都是獨立地自行發(fā)光，耗電量自然大增一般等離子顯示器的耗電量高于300瓦,大屏幕投影機,投影機主要有兩項參數(shù)：亮度和分辨率CRT投影機就是由CRT管和光學(xué)系統(tǒng)組成的投影機，使用內(nèi)光源，也叫主動投影方式LCD投影機利用的是液晶的光電效應(yīng)成像，分為液晶板和液晶光閥兩種，液晶板投影機是以液晶板作為成像器件，多為單片設(shè)計。液晶光閥投影機采用CRT管和液晶光閥作為成像器件DLP(DigitalLightProcessor)，數(shù)字光處理器。它以DMD（DigitalMicromirrorDevice）數(shù)字微反射器作為光閥的成像器件，采用數(shù)字光處理技術(shù)調(diào)制視頻信號，驅(qū)動DMD光路系統(tǒng)，通過投影透鏡獲取大屏幕圖像,發(fā)展中的平面顯示器,受光型的液晶顯示器（LCD）電致變色顯示器（ECD）電泳顯示器（EPID）鐵電陶瓷顯示器（PLZT）電激發(fā)光顯示器（ELD）發(fā)光二極管顯示器（LED）高分子或聚合體發(fā)光顯示器（LEP）真空熒光顯示器（VFD）等,3顯示器安規(guī)認(rèn)證及TCO’03標(biāo)準(zhǔn),瑞典專業(yè)雇員聯(lián)盟（TCO）1992年在MPRII的基礎(chǔ)上對節(jié)能、輻射提出了更高的TCO’92標(biāo)準(zhǔn)。TCO’92是針對顯示器的包括電磁輻射、自動電源關(guān)閉、耗電量、防火及用電安全、TCO驗證證明五個方面的標(biāo)準(zhǔn)；TCO’95加入了對環(huán)境保護和人體工程學(xué)的要求，覆蓋了對顯示器、鍵盤和主機單元的要求；TCO’99提出了更嚴(yán)格、更全面的環(huán)境保護、用戶舒適度等標(biāo)準(zhǔn)TCO03標(biāo)準(zhǔn)，要求更加嚴(yán)格,4顯示卡,顯卡也就是通常所說得圖形加速卡。它的基本作用就是控制電腦的圖形輸出，它工作在CPU和顯示器之間。顯示卡的主要作用是對圖形函數(shù)進行加速顯示內(nèi)存也稱顯存，是加速卡的重要組成部分，顯存也被稱為幀緩存，它實際上是用來存儲要處理的圖形的數(shù)據(jù)信息顯示器工作在模擬狀態(tài)下，這就需要在中間有一個D/A轉(zhuǎn)換器。RAMDAC，它的作用就是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號使顯示器能夠顯示圖象,顯卡接口及應(yīng)用程序接口(API),PCI顯卡以PCI總線速度的一半即33MHZ工作，它可以達(dá)到的峰值傳送率為133MHz。AGP以66MHz的速度工作，AGP1X的峰值傳送率可達(dá)266MHz，AGP8X的理論傳輸率為2.12GB/s當(dāng)某一個應(yīng)用程序提出一個制圖請求時，這個請求首先要被送到操作系統(tǒng)中，然后通過GDI(圖形設(shè)備接口)和DCI(顯示控制接口)對所要使用的函數(shù)進行選擇。而現(xiàn)在這些工作基本由DirectX來進行，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過DCI的控制功能，而且還加入了3D圖形API(應(yīng)用程序接口)和Direct3D,9.4硬盤與光驅(qū),硬盤原理及接口CD-ROMDVD-ROM,硬盤基本原理,硬盤（HarDDiskDrive,HDD）由多個盤片組成，盤片是由鋁合金制成的，盤片的表面鍍上磁粉，從而可以記錄信息。硬盤的每個盤片有兩個盤面，盤面上劃分著許多同心圓，這些同心圓被稱為磁道。同心園的周長不同，但存儲量卻相同。磁道被劃分成許多區(qū)域，每個區(qū)域叫一個扇區(qū)，每個扇區(qū)可存儲512個字節(jié)的信息。在硬盤中，所有盤面的相同磁道號的集合稱為柱面。每個盤面對應(yīng)一個磁頭。磁頭由驅(qū)動機構(gòu)和讀寫臂控制負(fù)責(zé)讀寫數(shù)據(jù)。柱面、盤面、磁頭、磁道和扇區(qū)決定了一個硬盤的大小。,硬盤相關(guān)技術(shù),磁頭:MR磁頭(MagnetoresistiveheaDs)，即磁阻磁頭，GMR磁頭使硬盤容量提高十倍以上轉(zhuǎn)速:主軸馬達(dá)帶動盤片高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。硬盤轉(zhuǎn)速為5400、7200轉(zhuǎn)/分鐘，最高轉(zhuǎn)速達(dá)10000轉(zhuǎn)/分鐘單盤容量:指單張盤片的容量，單盤容量越大，實現(xiàn)大容量硬盤也就越容易，尋找數(shù)據(jù)所需的時間也相對少一點S.M.A.R.T.技術(shù):全稱是Self-Monitoring,AnalysisanDReportingTechnology，即“自監(jiān)測、分析及報告技術(shù)”,硬盤接口技術(shù),隨著硬盤速度與CPU速度的不斷提高，硬盤外部數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i現(xiàn)象日益嚴(yán)重從1986年的ATA到1993的ATA-2這七年時間里，外部數(shù)據(jù)傳輸率從3.3MB/s增至16.6MB/s。UltraATA接口技術(shù)可將外部數(shù)據(jù)傳輸速度倍增至33MB/s、66MB/s、100MB/s、133MB/s。16位的Ultra3SCSI理論上的數(shù)據(jù)傳輸率已達(dá)160MB/s，但SCSI接口卡和SCSI硬盤的價格高昂，通常用在高檔服務(wù)器上。串行ATA硬盤傳輸接口，傳輸僅通過一根四線電纜與設(shè)備相連接來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤數(shù)據(jù)排線，串行ATA數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笏俾始s為150MB/s,CD-ROM,CD-ROM(CompactDiskReaDOnlyMemory)中文的意思是光盤只讀存儲器，它通過激光束讀出光盤種的信息。數(shù)據(jù)傳輸率是衡量光驅(qū)的重要性能指標(biāo)，常說的“幾速”或“幾倍速”就是指光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸率，它是指每秒向主機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。單速計為1X，大小為150KB/S。如“52速”光驅(qū)的傳輸速率為52X150KB/SCD-R盤片是一種一次性寫入光盤CD-RW是一種可擦寫的光盤,光盤的結(jié)構(gòu)組成,,,,,光盤的光道,,,,,,光盤的表面被劃分為間距為1.6微米、寬度為0.6微米的光道，通過光道上的微小的凹坑和平面來表示“0”或“1”,光盤數(shù)據(jù)的讀取,,,,,,DVD-ROM,DVD(DigitalVideoDisk)即數(shù)字視頻光盤或數(shù)字影碟，是利用MPEG2的壓縮技術(shù)來儲存影像由于DVD大儲存量，在信息存儲及數(shù)碼音樂也有很好的應(yīng)用，于是又稱DVD是DigitalVersatileDisk，是數(shù)字多用途的光盤,DVD五種規(guī)格用途,BookA的DVD-ROM是電腦資料檔只讀光盤，用途類似CD-ROM。B的DVD-ViDeo是家用的影音光盤，用途類似LD或ViDeoCD。C的DVD-AuDio是音樂碟片，用途類似音樂CD。D的DVD-R(或稱DVD-Write-Once)是限錄一次的DVD，用途類似CD-R。E的DVD-RAM(或稱DVD-Rewritable)是可多次讀寫的光盤，用途類似MO。,DVD-ROM,單層的DVD盤片是0.6mm，DVD采用波長短的紅色激光，容量是4.7GB(DVD-5)由于DVD盤片的比較薄，所以它可以由兩層0.6mm的盤片粘合在一起，從而將其容量擴大一倍而達(dá)到9.4GB(DVD-10)，這就是單層雙面的DVD盤片。每一層介質(zhì)還可以分為兩層，激光束能讀取兩個層上的物理坑點。單面的容量擴大到8.5GB(DVD-9)再將兩面粘合起來就得到了雙層雙面的17GB,DVD內(nèi)容亂碼系統(tǒng)-CSS與分區(qū),美國影業(yè)聯(lián)盟即擔(dān)心DVD的出現(xiàn)也會像VCD一樣被盜版和翻版,把世界分成六大區(qū)域，分別為:(1)美國、加拿大；(2)日本及西歐；(3)亞洲；(4)中南美和澳洲；新西蘭；(5)非洲、俄羅斯和東歐；(6)中國大陸。,5打印機與掃描儀,1打印機概述2針式打印機3噴墨打印機原理4激光打印機5并行打印機接口6掃描儀,打印機概述,打印機從打印原理上來說大致分為針式打印機、噴墨打印機、激光打印機（包括黑白和彩色激光打印機）還有一些不常接觸的如熱轉(zhuǎn)印打印機、熱蠟式打印機、熱升華打印機它們各有特點，除了后三種打印機目前還比較少的涉足大眾市場以外，另外三種類型的打印機都已經(jīng)在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮著不可取代的作用。,針式打印機結(jié)構(gòu)圖,,,,,,,LQ1600K打印頭示意圖,,,,,,,,EPSON微壓電打印頭原理,,,,,,,,,激光打印機基本原理,激光打印機是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成激光打印機把接口電路送來的二進制點陣信息調(diào)制在激光束上，之后掃描到感光體上。感光體與照相機構(gòu)組成電子照相轉(zhuǎn)印系統(tǒng)，把射到感光鼓上的圖文映像轉(zhuǎn)印到打印紙上，其原理與復(fù)印機相同。激光打印機是將激光掃描技術(shù)和電子顯像技術(shù)相結(jié)合的非擊打輸出設(shè)備。激光打印機要經(jīng)過：充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、清潔、定影七道工序,5PC機打印口連接定義,PC機打印口地址及信號分配,掃描儀工作原理示意圖,,,,,,,,,,調(diào)制解調(diào)器Modem,調(diào)制解調(diào)器Modem(Modulator/Demodulator)它將微機串行接口輸出的二進制數(shù)字信號變換成適應(yīng)模擬信道的信號話音通路頻帶范圍一般為300～3400HzITUV.32標(biāo)準(zhǔn)支持9.6Kbps數(shù)據(jù)傳率。V.34標(biāo)準(zhǔn)支持28.8Kbps數(shù)據(jù)傳率V.42標(biāo)準(zhǔn)支持33.6Kbps數(shù)據(jù)傳率V.90、V.92標(biāo)準(zhǔn)支持56Kbps數(shù)據(jù)傳率,非對稱數(shù)字用戶專線ADSL,非對稱數(shù)字用戶專線ADSL（AsymmetriCDigitalSubscriberLine）ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，卻有很高的帶寬而(理論上最高可達(dá)15Mbps)傳統(tǒng)的電話線使用了0KHz～4KHz的低頻段進行語音傳送，而電話線理論上有接近2MHz的帶寬ADSL正是使用了26KHz以后的高頻帶才提供了如此高的速度,ADSL的接入模型,,,,,,,,,,,網(wǎng)線的規(guī)范與制作,,,線纜調(diào)制解調(diào)器Cable-Modem,線纜調(diào)制解調(diào)器是一種超高速ModemCable-Modem利用現(xiàn)成的有線電視CATV網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，已是比較成熟的一種技術(shù)。Cable-Modem連接方式有對稱速率型數(shù)據(jù)上傳速率和數(shù)據(jù)下載速率相同，都在500Kbps-2Mbps之間非對稱速率型數(shù)據(jù)上傳速率在500Kbps～10Mbps之間，數(shù)據(jù)下載速率為2Mbps～40Mbps。采用共享結(jié)構(gòu)，隨著用戶的增多，接入速率會有所下降，安全保密性也欠佳,END作業(yè)：通讀全章內(nèi)容,