《人機(jī)交互接口》PPT課件.ppt

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第9章人機(jī)交互接口,人機(jī)交互接口技術(shù)涉及認(rèn)識(shí)心理學(xué)、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W科、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖形學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、美學(xué)、行為科學(xué)等諸多學(xué)科人機(jī)交互接口是一門綜合技術(shù)。人機(jī)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(jī)系統(tǒng)的基本人機(jī)交互接口主要有鍵盤、鼠標(biāo)接口，打印機(jī)與掃描儀等；顯示器與顯示卡接口.,1PC機(jī)鍵盤接口,微機(jī)鍵盤類型：▲PC/XT機(jī)采用83個(gè)鍵的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、AT機(jī)使用84個(gè)鍵的鍵盤▲增強(qiáng)型的101/103/104/105/108/109個(gè)鍵的擴(kuò)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(jī)和AT機(jī)的掃描碼的發(fā)送格式（P296）▲PC/XT機(jī)KBDATA有9位,第一位是起始位，為高電平▲AT機(jī)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(jī)鍵盤原理圖,,單片機(jī)作收發(fā)控制,保證上電復(fù)位時(shí)間不小于300ms,,,與主板連接,異步串行通信格式,AT鍵盤與PC機(jī)接口原理,,,識(shí)別掃描碼，檢測(cè)PC數(shù)據(jù)和時(shí)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(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)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(dòng)1英寸所經(jīng)歷的像素?cái)?shù)）鼠標(biāo)有機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)和光電機(jī)械鼠標(biāo)三類，其主要區(qū)別在于它們檢測(cè)坐標(biāo)的裝置不同PC機(jī)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(jī)的連機(jī)器,,,,,DB-9鼠標(biāo)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS-232C串行口與微機(jī)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(hào)整數(shù)，表示相對(duì)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(chǎng)致發(fā)射顯示等離子顯示器大屏幕投影機(jī)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(duì)角線大小，一般有14、15、17、19、20、21英寸等多個(gè)大小。點(diǎn)距:指CRT(陰極射線管)上兩個(gè)顏色相同的磷光點(diǎn)之間的距離，單位是毫米。像素:每一個(gè)像素包含一個(gè)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(guò)的水平線條數(shù)，以KHz為單位。場(chǎng)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?cái)?shù)決定，以水平顯示的圖素個(gè)數(shù)水平掃描線數(shù)表示。（如1024768指每幀圖象由水平1024個(gè)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(gè)綜合指標(biāo)。指每秒鐘的掃描的圖素個(gè)數(shù)；即單位時(shí)間內(nèi)每條掃描線上顯示的頻點(diǎn)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(qiáng)，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(wú)法保存，數(shù)控調(diào)節(jié)當(dāng)然無(wú)法實(shí)現(xiàn)視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（VESA）的顯示數(shù)據(jù)通道協(xié)議（DDC）允許顯示器和主機(jī)之間通過(guò)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信息交換由于DDC正是實(shí)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(dòng)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(dòng)進(jìn)行調(diào)整，數(shù)控調(diào)節(jié)就實(shí)現(xiàn)了,2其它平面顯示器,液晶顯示器場(chǎng)致發(fā)射顯示等離子顯示器大屏幕投影機(jī)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(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)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(duì)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(jiǎn)單價(jià)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(diǎn)都有集成在其后的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng),液晶顯示器的主要參數(shù),可視角度亮度、對(duì)比度:TFT液晶顯示器的可接受亮度為150cd/m2以上響應(yīng)時(shí)間:它反應(yīng)了液晶顯示器各象素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)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(shí)間和下降時(shí)間；而表示時(shí)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(lái)表現(xiàn)出全彩的畫面,場(chǎng)致發(fā)射顯示器,場(chǎng)致發(fā)射顯示器（FielDEmissionDisplay，F(xiàn)ED）的原理是：使用電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)發(fā)射技術(shù)作為電子來(lái)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(lái)了很多優(yōu)秀特色優(yōu)點(diǎn)：更高的亮度可以在陽(yáng)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(chǎng)合；內(nèi)置的千萬(wàn)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(huì)出現(xiàn)液晶顯示器一個(gè)晶體管損壞便會(huì)很明顯地顯露出來(lái)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(diǎn)是厚度極小原理是利用惰性氣體（Ne、He、Xe等）放電時(shí)所產(chǎn)生的紫外線來(lái)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(jiàn)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(duì)迅速變化的畫面響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)等離子顯示器的每一顆像素都是獨(dú)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(jī),投影機(jī)主要有兩項(xiàng)參數(shù)：亮度和分辨率CRT投影機(jī)就是由CRT管和光學(xué)系統(tǒng)組成的投影機(jī)，使用內(nèi)光源，也叫主動(dòng)投影方式LCD投影機(jī)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(jī)是以液晶板作為成像器件，多為單片設(shè)計(jì)。液晶光閥投影機(jī)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(hào)，驅(qū)動(dòng)DMD光路系統(tǒng)，通過(guò)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(duì)節(jié)能、輻射提出了更高的TCO’92標(biāo)準(zhǔn)。TCO’92是針對(duì)顯示器的包括電磁輻射、自動(dòng)電源關(guān)閉、耗電量、防火及用電安全、TCO驗(yàn)證證明五個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)；TCO’95加入了對(duì)環(huán)境保護(hù)和人體工程學(xué)的要求，覆蓋了對(duì)顯示器、鍵盤和主機(jī)單元的要求；TCO’99提出了更嚴(yán)格、更全面的環(huán)境保護(hù)、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(shuō)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(duì)圖形函數(shù)進(jìn)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(shí)際上是用來(lái)存儲(chǔ)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(gè)D/A轉(zhuǎn)換器。RAMDAC，它的作用就是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)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(gè)應(yīng)用程序提出一個(gè)制圖請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)請(qǐng)求首先要被送到操作系統(tǒng)中，然后通過(guò)GDI(圖形設(shè)備接口)和DCI(顯示控制接口)對(duì)所要使用的函數(shù)進(jìn)行選擇。而現(xiàn)在這些工作基本由DirectX來(lái)進(jìn)行，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(gè)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(gè)盤片有兩個(gè)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(zhǎng)不同，但存儲(chǔ)量卻相同。磁道被劃分成許多區(qū)域，每個(gè)區(qū)域叫一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)可存儲(chǔ)512個(gè)字節(jié)的信息。在硬盤中，所有盤面的相同磁道號(hào)的集合稱為柱面。每個(gè)盤面對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭。磁頭由驅(qū)動(dòng)機(jī)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(gè)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(dòng)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(shí)現(xiàn)大容量硬盤也就越容易，尋找數(shù)據(jù)所需的時(shí)間也相對(duì)少一點(diǎn)S.M.A.R.T.技術(shù):全稱是Self-Monitoring,AnalysisanDReportingTechnology，即“自監(jiān)測(cè)、分析及報(bào)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(shí)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(jià)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(guò)一根四線電纜與設(shè)備相連接來(lái)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(chǔ)器，它通過(guò)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(shuō)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(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。單速計(jì)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(guò)光道上的微小的凹坑和平面來(lái)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(lái)儲(chǔ)存影像由于DVD大儲(chǔ)存量，在信息存儲(chǔ)及數(shù)碼音樂(lè)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(lè)碟片，用途類似音樂(lè)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(zhǎng)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(kuò)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(gè)層上的物理坑點(diǎn)。單面的容量擴(kuò)大到8.5GB(DVD-9)再將兩面粘合起來(lái)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(guó)影業(yè)聯(lián)盟即擔(dān)心DVD的出現(xiàn)也會(huì)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(guó)、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(guó)大陸。,5打印機(jī)與掃描儀,1打印機(jī)概述2針式打印機(jī)3噴墨打印機(jī)原理4激光打印機(jī)5并行打印機(jī)接口6掃描儀,打印機(jī)概述,打印機(jī)從打印原理上來(lái)說(shuō)大致分為針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)（包括黑白和彩色激光打印機(jī)）還有一些不常接觸的如熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)、熱蠟式打印機(jī)、熱升華打印機(jī)它們各有特點(diǎn)，除了后三種打印機(jī)目前還比較少的涉足大眾市場(chǎng)以外，另外三種類型的打印機(jī)都已經(jīng)在各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮著不可取代的作用。,針式打印機(jī)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(jī)基本原理,激光打印機(jī)是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動(dòng)、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成激光打印機(jī)把接口電路送來(lái)的二進(jìn)制點(diǎn)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(jī)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(jī)相同。激光打印機(jī)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(jī)要經(jīng)過(guò)：充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、清潔、定影七道工序,5PC機(jī)打印口連接定義,PC機(jī)打印口地址及信號(hào)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(jī)串行接口輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)變換成適應(yīng)模擬信道的信號(hào)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(duì)稱數(shù)字用戶專線ADSL,非對(duì)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(jìn)行語(yǔ)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M(fèi)odemCable-Modem利用現(xiàn)成的有線電視CATV網(wǎng)進(jìn)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(duì)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(duì)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(huì)有所下降，安全保密性也欠佳,END作業(yè)：通讀全章內(nèi)容,