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1、第12章人機交互設(shè)備及其接口,12.1鍵盤及其接口12.2鼠標器及其接口12.3液晶顯示器及其接口12.4打印機及其接口12.5網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備12.6其他人機交互設(shè)備,12.1鍵盤及其接,12.1.1鍵盤的工作原理12.1.2微機鍵盤及鍵盤接口,返回,12.1.1鍵盤的工作原理,1．鍵盤的類型2．鍵盤的功能3．鍵盤的工作原理,返回,（1）編碼鍵盤。鍵盤內(nèi)部能自動檢測被按下的鍵，并提供與被按鍵功能對應(yīng)的鍵碼（如ASCII碼），以并行或串行方式送給CPU。（2）非編碼鍵盤。只簡單地提供按鍵的行列位置（位置碼或掃描碼），而按鍵的識別和鍵碼的確定與輸入等功能均由軟件完成。,1．鍵盤的類型,返回,2．鍵盤
2、的功能,（1）識別鍵盤矩陣中的被按鍵；（2）清除按鍵時產(chǎn)生的抖動干擾；（3）防止按鍵操作的串鍵錯誤；（4）產(chǎn)生被按鍵相應(yīng)的鍵碼。,返回,3．鍵盤的工作原理,逐行掃描法由程序?qū)︽I盤進行逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵。需要設(shè)置輸入口、輸出口各一個。行列掃描法通過行列顛倒掃描來識別閉合鍵。在掃描每一行時，讀列線；然后依次向列線掃描輸出，讀行線。需要提供兩個可編程的雙向輸入/輸出端口。,返回,例8-1,L1：OUT40H，ALROLALMOVAH，ALINAL，41HANDAL，CLCMPAL，CLJNZL2ADDCH，BHMOVAL，AHDECBLJNZL1JMPBEGINL2：INC
3、CHRCRALJCL2MOVAL，CHJMPKEYTABLE,假定有一個34的矩陣鍵盤通過并行接口芯片8255A與微機相連。8255A的A口定義為輸出口，與鍵盤行線相連；B口定義為輸入口，與鍵盤列線相連。設(shè)8255AA口地址為40H，B口地址為41H，控制寄存器地址為43H。MOVAL，82HOUT43H，ALBEGIN：MOVAL，0OUT40H，ALWAIT:INAL，41HANDAL，0FHCMPAL，0FHJZWAITMOVCX，7FFHL0：LOOPL0ST：MOVBL，3MOVBH，4MOVAL，0FEHMOVCL，0FHMOVCH，0FFH,返回,12.1.2微機鍵盤及鍵盤接口,
4、1．PC微機鍵盤的特點2．PC鍵盤與PC機接口3．鍵盤與主機之間的通信方式4．PC機鍵盤接口標準,返回,1．PC微機鍵盤的特點,（1）鍵盤由單片機、譯碼器和16行8列的鍵開關(guān)矩陣三大部分組成。（2）按鍵采用電容開關(guān)，即按鍵時的上下動作使電容量發(fā)生變化，從而實現(xiàn)開關(guān)接通或斷開的目的。（3）它是一種由單片機掃描、編碼的智能化鍵盤。（4）鍵盤通常通過設(shè)在主板上的鍵盤接口連到主機上，人們通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù)是在主機的BIOS程序的控制下，傳送到主機的CPU中進行處理的。,返回,2．PC鍵盤與PC機接口,,返回,3.鍵盤與主機之間的通信方式,（1）將串行接收鍵盤送來的接通掃描碼和斷開掃描碼，轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)
5、并暫存（2）收到一個完整的掃描碼后，立即向主機發(fā)中斷請求（3）主機中斷響應(yīng)后讀取掃描碼，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCII碼存入鍵盤緩沖區(qū)（4）接收主機發(fā)來的命令，傳送給鍵盤，并等候鍵盤的響應(yīng)，自檢時用以判斷鍵盤的正確性,返回,4．PC機鍵盤接口標準,5芯接口（即俗稱大口）PS/2接口（即俗稱小口）USB接口,返回,12.2鼠標器及其接口,12.2.1鼠標器的工作原理12.2.2鼠標器的技術(shù)指標12.2.3鼠標器接口,返回,12.2.1鼠標器的工作原理,1．機械式鼠標由鼠標底部的膠質(zhì)小球帶動X方向滾軸和Y方向滾軸，在滾軸的末端有譯碼輪，譯碼輪附有金屬導電片與電刷直接接觸。2．光電式鼠標光電式鼠標是利用發(fā)
6、光二極管（LED）發(fā)出來的光投射到鼠標板上，其反射光經(jīng)過光學透鏡聚焦投射到光敏管上。3．光機式鼠標光機鼠標在機械鼠標的基礎(chǔ)上，將磨損最厲害的接觸式電刷和譯碼輪改進成為非接觸式的LED對射光路元件。,返回,12.2.2鼠標器的技術(shù)指標,1．分辨率分辨率是衡量鼠標器性能的最重要參數(shù)，一般以dpi（像素點/英寸）為單位。分辨率越高，必須移動鼠標器到目的地的距離越短。目前我們使用的產(chǎn)品的分辨率多為400dpi以上，甚至更高。高分辨率的鼠標通常用于制圖和精確計算機繪圖等。2．采樣率鼠標器的采樣率可以認為是Windows操作系統(tǒng)確認鼠標器位置的速率。一般情況下，PS/2接口的鼠標器默認接口采樣率為60次/
7、s，采用USB接口的鼠標器采樣率為120次/s。3．掃描次數(shù)掃描次數(shù)是光電鼠標器特有的指標，是指每秒鐘鼠標器的光學接收器將接收到的光反射信號轉(zhuǎn)換為電信號的次數(shù)。次數(shù)越多，鼠標器在高速移動的時候屏幕指針就越不會由于無法判別光反射信號而亂飄。,12.2.3鼠標器接口,1．串行接口2．專用主板鼠標器端口（PS/2）3．USB接口4．.紅外接口5．無線接口,返回,12.3液晶顯示器及其接口,12.3.1液晶顯示器的工作原理12.3.2液晶顯示器的性能指標12.3.3液晶顯示器的驅(qū)動方式12.3.4液晶顯示器接口,返回,12.3.1CRT顯示器的工作原理,返回,12.3.2液晶顯示器的性能指標,1.分辨
8、率2.可視角度3.響應(yīng)時間4.亮度5.對比度,12.3.3液晶顯示器的驅(qū)動方式,靜態(tài)驅(qū)動法是指在像素前后電極上施加驅(qū)動電壓時呈顯示狀態(tài)，不施加驅(qū)動電壓時呈非顯示狀態(tài)的一種直接驅(qū)動方法。靜態(tài)驅(qū)動多用于段式驅(qū)動，即段電極和背電極做成段數(shù)碼形式。背電極連在一起作為公共電極引線，段電極每段都需加驅(qū)動信號，所以每段要有一根引線，如果段數(shù)多，引線也多。動態(tài)驅(qū)動也稱時間分割驅(qū)動或多路驅(qū)動。是在液晶顯示器件上把水平一組顯示像素的背電極連在一起引出，稱為行電極，又稱為公共極，而把縱向一組顯示像素的段電極連在一起，稱為列電極。每個液晶顯示像素都由其所在的行與列的位置唯一確定。在驅(qū)動方式上采用了循環(huán)地給每行電極施加
9、選通脈沖，同時所有列電極給出該行像素的選通或非選通的驅(qū)動脈沖，從而實現(xiàn)某行所有顯示像素的驅(qū)動。,12.3.4液晶顯示器接口,1.D-Sub接口D-Sub接口，也稱為VGA接口，接口為D字型，共15針分3排，每排5針，用于傳送模擬信號。D-Sub有著成熟的制造工藝、廣泛的使用范圍，它是模擬信號傳輸中最常見的一種接口。2.DVI數(shù)字輸入接口DVI（digitalvisualinterface，數(shù)字視頻接口）該標準不僅對接口的物理方式、電氣指標、編碼方式、時鐘方式、數(shù)據(jù)格式以及傳輸方式等進行了嚴格的定義，以保證計算機生成圖像的完整再現(xiàn)，而且還增加了一個插拔檢測信號，從而真正實現(xiàn)了“即插即用”。3.H
10、DMI數(shù)字輸入接口HDMI（highdefinitionmultimediainterface，高清晰度多媒體接口）。HDMI所傳輸?shù)囊曨l信號和8聲道音頻信號都是未經(jīng)壓縮的，而且無需在信號傳送前進行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號傳送。此外，HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點，信號源和顯示設(shè)備之間會自動選擇最合適的視頻/音頻格式。4.DisplayPort接口高帶寬。最大程度整合周邊設(shè)備。支持內(nèi)部和外部接口。內(nèi)容保護技術(shù)更可靠?？珊喕嚓P(guān)產(chǎn)品的設(shè)計，節(jié)省大量的費用和空間。具備高度的可擴展特性，可以在今后不斷加入更多新內(nèi)容。,返回,12.4打印機及其接口,12.4.1打印機工作
11、原理12.4.2打印機接口,返回,12.4.1打印機工作原理,1．針式打印機2．噴墨打印機3．激光打印機,返回,1.針式打印機,針式打印機是以行列點陣的形式來打印字符或圖形的，所以也叫點陣式打印機,返回,2．噴墨打印機,（1）連續(xù)式噴墨打印機連續(xù)式噴墨打印機只有一個噴嘴，利用墨水泵對墨水加以固定壓力，使之連續(xù)不斷地噴射。（2）隨機式噴墨打印機墨滴只在需要打印時才噴出，因此，不需要墨水回收裝置。,返回,3．激光打印機,返回,12.4.2打印機接口,1．并行打印機接口標準（1）信號線的定義（2）數(shù)據(jù)傳送時序2．并行接口邏輯及編程應(yīng)用,返回,（1）信號線的定義,返回,（2）數(shù)據(jù)傳送時序,,返回,2．
12、并行接口邏輯及編程應(yīng)用,例12-2,設(shè)3個端口的地址分別為數(shù)據(jù)口378H，狀態(tài)口379H，控制口37AH。試對3個端口編程，實現(xiàn)將AL的字符送打印機輸出。MOVDX，0378HOUTDX，AL；將打印字符送數(shù)據(jù)口INCDXWAIT：INAL，DX；讀狀態(tài)TESTAL，80H；檢測BUSY位JNZN-OUT；不忙則輸出選通JMPWAIT；忙則等待N-OUT：MOVAL，0DHINCDXOUTDX，ALMOVAL，0CHOUTDX，AL；在控制口寫入，使選通有效,返回,12.5網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備,12.5.1一般局域網(wǎng)適配器——網(wǎng)卡12.5.2一般廣域網(wǎng)適配器——調(diào)制解調(diào)器,12.5.1一般局域網(wǎng)適配器
13、——網(wǎng)卡,1．網(wǎng)卡概述2．網(wǎng)卡工作原理及組成（1）網(wǎng)卡組成（2）工作原理3．網(wǎng)卡的分類4．網(wǎng)卡的有關(guān)參數(shù),1．網(wǎng)卡概述,作為網(wǎng)絡(luò)硬件來說，網(wǎng)卡是最基本、應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)卡是網(wǎng)絡(luò)接口卡（networkinterfacecard）的簡稱，它的標準是由IEEE來定義的。網(wǎng)卡是物理上連接計算機與網(wǎng)絡(luò)的硬件，是計算機與局域網(wǎng)通信介質(zhì)間的直接接口。在局域網(wǎng)中，微機只有通過網(wǎng)卡才能與網(wǎng)絡(luò)連接和通信，網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一。網(wǎng)卡通常插在微機主板的擴展槽中或集成到主板上，通過它尾部的接口與網(wǎng)絡(luò)線纜相連。每種網(wǎng)卡的設(shè)計都是針對一種特定的網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)、ARCNENT網(wǎng)等
14、等。,2．網(wǎng)卡工作原理及組成,（1）網(wǎng)卡組成（2）工作原理網(wǎng)卡的主要工作原理是將計算機的數(shù)據(jù)封裝為幀，并通過網(wǎng)線或電磁波將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。,3．網(wǎng)卡的分類,按總線接口類型分ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡、服務(wù)器上的PCI-X網(wǎng)卡、筆記本電腦上的PCMCIA網(wǎng)卡及USB接口網(wǎng)卡。按網(wǎng)絡(luò)帶寬（傳輸速度）分10Mb/s網(wǎng)卡、100Mb/s網(wǎng)卡、10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡、1000Mb/s網(wǎng)卡4種，10000Mb/s的網(wǎng)卡也已面世。按網(wǎng)絡(luò)接口類型分太網(wǎng)的RJ-45接口、細同軸電纜的BNC接口和粗同軸電AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。,4．網(wǎng)卡的有關(guān)參數(shù),MAC地址MAC地址，又稱物理地址，每塊網(wǎng)
15、卡都有一個全球唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址。IRQ中斷號IRQ為InterruptRequest的縮寫，中文可譯為中斷請求。中斷請求是每一個計算機外設(shè)和CPU通信的基本參數(shù)。I/O端口在PC系列機中，I/O端口共有64KB，系統(tǒng)資源常用的是0000H~03FFH，網(wǎng)卡一般分配范圍是0200H~03FFH。在Windows操作系統(tǒng)中，I/O端口的分配也是由系統(tǒng)自動設(shè)置的。,12.5.2一般廣域網(wǎng)適配器——調(diào)制解調(diào)器,1．調(diào)制解調(diào)器概述2．調(diào)制解調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)3．調(diào)制解調(diào)器分類4．幾種常用的廣域網(wǎng)接入調(diào)制解調(diào)器,1．調(diào)制解調(diào)器概述,調(diào)制解調(diào)器（Modem）是調(diào)制器（modulator）和解調(diào)器（demodu
16、lator）的總稱，是將微機接入廣域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)上兩臺微機之間通過具有有限帶寬的模擬信道進行遠距離通信的適配設(shè)備。計算機內(nèi)的信號是由“0”、“1”字符串組成的數(shù)字信號，而電話線中只能傳輸模擬信號。要通過電話線實現(xiàn)微機間的數(shù)據(jù)傳輸就必須要進行信號的轉(zhuǎn)換，因此在進行網(wǎng)絡(luò)通信時，應(yīng)在發(fā)送端通過調(diào)制將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，而在接收端通過解調(diào)再將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。,2．調(diào)制解調(diào)器的基本結(jié)構(gòu),3．調(diào)制解調(diào)器分類,內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器直接做在計算機主板上或以插卡的形式插在系統(tǒng)擴展槽中，其體積較小、安裝在機箱內(nèi)部，直接插在擴展槽上，不需要額外的電源和電纜，節(jié)省空間和成本。內(nèi)置式Modem一般提供有4種接口：
17、一是Line口，用于接電話線；二是Phone口，用于接電話機；三是MIC口，用于接話筒；四是SPK口，用作聲音出口。外置式調(diào)制解調(diào)器一般放置于機箱外，通過RS-232C串口或USB接口與主機連接。這種調(diào)制解調(diào)器即插即用，還設(shè)有狀態(tài)指示燈，便于監(jiān)視調(diào)制解調(diào)器的工作狀態(tài)。PCMCIA卡式調(diào)制解調(diào)器主要用于筆記本電腦，體積小、省電，插于標準的PCMCIA插槽，與移動電話相互配合可以實現(xiàn)移動辦公。機架式調(diào)制解調(diào)器實際上是一組調(diào)制解調(diào)器。它們集中于一個箱體或外殼里，共用一個電源。它廣泛應(yīng)用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機構(gòu)等的網(wǎng)絡(luò)管理中心機房。,4．幾種常用的廣域網(wǎng)接入調(diào)制解
18、調(diào)器,普通撥號調(diào)制解調(diào)器普通撥號調(diào)制解調(diào)器是一種窄帶接入設(shè)備接口，其調(diào)制方式可分為幅移鍵控（amplitude-shiftkeying，ASK）、頻移鍵控（frequency-shiftkeying，F(xiàn)SK）、相移鍵控（phase-shiftkeying，PSK）三類。ADSL調(diào)制解調(diào)器ADSL（asymmetricdigitalsubscriberline，非對稱數(shù)字用戶線路），是一種非對稱的傳輸技術(shù)，以普通電話線作為傳輸介質(zhì)，通過不同的調(diào)制方法實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，可在一對雙絞線上提供上行1Mb/s、下行8Mb/s的速度，傳輸距離達3～5km。ADSL為用戶提供諸如高速Internet接入、視
19、頻點播（VOD）、可視電話等多種業(yè)務(wù)。ASDL技術(shù)具有以下優(yōu)點。上行和下行帶寬不等，接入速度快。線路使用效率高。不同ADSL用戶之間不會發(fā)生帶寬的共享，可獲得很好的通信效果。安裝便捷，成本低廉。,12.6其他人機交互設(shè)備,12.6.1掃描儀12.6.2觸摸屏12.6.3數(shù)碼相機12.6.4語音交互系統(tǒng),返回,12.6.1掃描儀,1．掃描儀概述掃描儀在工作時會發(fā)出強光照射在稿件上，沒有被吸收的光線將被反射到光學感應(yīng)器上。光學感應(yīng)器接收到這些信號后，再將這些資料傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器再將其轉(zhuǎn)換成計算機能夠讀取的信號，然后通過驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換成顯示器上能看到的正確圖像。2．掃描儀工作原理,返回,1
20、2.6.2觸摸屏,1．觸摸屏概述觸摸屏是目前較為成熟的一種觸摸式輸入設(shè)備，相較于其它輸入設(shè)備，觸摸屏更為直觀、方便，可以說，它是一種“面向?qū)ο蟆钡娜藱C交互設(shè)備，用戶只需在顯示屏上對一個個“對象”進行操作即可控制計算機的運行，計算機的輸入與輸出有機地結(jié)合在一起。2.觸摸屏的技術(shù)特性（1）透明性（2）絕對坐標系統(tǒng)（3）檢測與定位3．觸摸屏的工作原理（1）紅外線觸摸屏（2）電阻式觸摸屏（3）電容式觸摸屏（4）聲表面波式觸摸屏,返回,12.6.3數(shù)碼相機,1．數(shù)碼相機的原理數(shù)碼相機使用電荷耦合器件（CCD）作為感光元件。它是一種半導體芯片裝置，由排列成固定陣列的光電管組成，能夠把光學影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號
21、。2．數(shù)碼相機的輸出數(shù)碼相機有兩種輸出方式，一種是通過視頻線在電視上進行幻燈播放，當然只能觀看而已。另一種是不通過計算機直接打印，不過這有一個兼容問題，往往只有同一品牌的數(shù)碼相機和打印機才能直接連接進行打印。3．數(shù)碼相機的特點（1）分辨率較低（2）拍照有延遲（3）存儲介質(zhì)多樣（4）照片可直接送到計算機處理,返回,12.6.4語音交互系統(tǒng),當前的語音識別系統(tǒng)只有在大量訓練的基礎(chǔ)上，才能識別用戶的語音。不同的語音識別需要經(jīng)過特定而長期的訓練，如今只能達到有限思維、特定詞匯量、特殊群體的特定語音識別。語音聽寫技術(shù)對計算資源和存儲資源的要求較高。這個領(lǐng)域國內(nèi)外已出現(xiàn)一些商業(yè)化的產(chǎn)品，如IBM公司的ViaVoice和DRAGON公司的NaturallySpeaking等。未來的語音交互技術(shù)將在嵌入式系統(tǒng)、無線互聯(lián)網(wǎng)、海量文檔搜索等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對信息產(chǎn)業(yè)將會產(chǎn)生深遠影響。,
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