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1、第12章人機(jī)交互設(shè)備及其接口,12.1鍵盤及其接口12.2鼠標(biāo)器及其接口12.3液晶顯示器及其接口12.4打印機(jī)及其接口12.5網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備12.6其他人機(jī)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(jī)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(dòng)檢測被按下的鍵，并提供與被按鍵功能對(duì)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(shí)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(shí)別鍵盤矩陣中的被按鍵；（2）清除按鍵時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)干擾；（3）防止按鍵操作的串鍵錯(cuò)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(jìn)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(gè)。行列掃描法通過行列顛倒掃描來識(shí)別閉合鍵。在掃描每一行時(shí)，讀列線；然后依次向列線掃描輸出，讀行線。需要提供兩個(gè)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(gè)34的矩陣鍵盤通過并行接口芯片8255A與微機(jī)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(jī)鍵盤及鍵盤接口,
4、1．PC微機(jī)鍵盤的特點(diǎn)2．PC鍵盤與PC機(jī)接口3．鍵盤與主機(jī)之間的通信方式4．PC機(jī)鍵盤接口標(biāo)準(zhǔn),返回,1．PC微機(jī)鍵盤的特點(diǎn),（1）鍵盤由單片機(jī)、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(shí)的上下動(dòng)作使電容量發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)接通或斷開的目的。（3）它是一種由單片機(jī)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(jī)上，人們通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù)是在主機(jī)的BIOS程序的控制下，傳送到主機(jī)的CPU中進(jìn)行處理的。,返回,2．PC鍵盤與PC機(jī)接口,,返回,3.鍵盤與主機(jī)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(gè)完整的掃描碼后，立即向主機(jī)發(fā)中斷請求（3）主機(jī)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(jī)發(fā)來的命令，傳送給鍵盤，并等候鍵盤的響應(yīng)，自檢時(shí)用以判斷鍵盤的正確性,返回,4．PC機(jī)鍵盤接口標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)器及其接口,12.2.1鼠標(biāo)器的工作原理12.2.2鼠標(biāo)器的技術(shù)指標(biāo)12.2.3鼠標(biāo)器接口,返回,12.2.1鼠標(biāo)器的工作原理,1．機(jī)械式鼠標(biāo)由鼠標(biāo)底部的膠質(zhì)小球帶動(dòng)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(dǎo)電片與電刷直接接觸。2．光電式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo)是利用發(fā)
6、光二極管（LED）發(fā)出來的光投射到鼠標(biāo)板上，其反射光經(jīng)過光學(xué)透鏡聚焦投射到光敏管上。3．光機(jī)式鼠標(biāo)光機(jī)鼠標(biāo)在機(jī)械鼠標(biāo)的基礎(chǔ)上，將磨損最厲害的接觸式電刷和譯碼輪改進(jìn)成為非接觸式的LED對(duì)射光路元件。,返回,12.2.2鼠標(biāo)器的技術(shù)指標(biāo),1．分辨率分辨率是衡量鼠標(biāo)器性能的最重要參數(shù)，一般以dpi（像素點(diǎn)/英寸）為單位。分辨率越高，必須移動(dòng)鼠標(biāo)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(biāo)通常用于制圖和精確計(jì)算機(jī)繪圖等。2．采樣率鼠標(biāo)器的采樣率可以認(rèn)為是Windows操作系統(tǒng)確認(rèn)鼠標(biāo)器位置的速率。一般情況下，PS/2接口的鼠標(biāo)器默認(rèn)接口采樣率為60次/
7、s，采用USB接口的鼠標(biāo)器采樣率為120次/s。3．掃描次數(shù)掃描次數(shù)是光電鼠標(biāo)器特有的指標(biāo)，是指每秒鐘鼠標(biāo)器的光學(xué)接收器將接收到的光反射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的次數(shù)。次數(shù)越多，鼠標(biāo)器在高速移動(dòng)的時(shí)候屏幕指針就越不會(huì)由于無法判別光反射信號(hào)而亂飄。,12.2.3鼠標(biāo)器接口,1．串行接口2．專用主板鼠標(biāo)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(biāo)12.3.3液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)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(biāo),1.分辨
8、率2.可視角度3.響應(yīng)時(shí)間4.亮度5.對(duì)比度,12.3.3液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式,靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法是指在像素前后電極上施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)呈顯示狀態(tài)，不施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)呈非顯示狀態(tài)的一種直接驅(qū)動(dòng)方法。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)多用于段式驅(qū)動(dòng)，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(dòng)信號(hào)，所以每段要有一根引線，如果段數(shù)多，引線也多。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱時(shí)間分割驅(qū)動(dòng)或多路驅(qū)動(dòng)。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(gè)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(dòng)方式上采用了循環(huán)地給每行電極施加
9、選通脈沖，同時(shí)所有列電極給出該行像素的選通或非選通的驅(qū)動(dòng)脈沖，從而實(shí)現(xiàn)某行所有顯示像素的驅(qū)動(dòng)。,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(hào)。D-Sub有著成熟的制造工藝、廣泛的使用范圍，它是模擬信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)接口的物理方式、電氣指標(biāo)、編碼方式、時(shí)鐘方式、數(shù)據(jù)格式以及傳輸方式等進(jìn)行了嚴(yán)格的定義，以保證計(jì)算機(jī)生成圖像的完整再現(xiàn)，而且還增加了一個(gè)插拔檢測信號(hào)，從而真正實(shí)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(hào)和8聲道音頻信號(hào)都是未經(jīng)壓縮的，而且無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。此外，HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)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(hù)技術(shù)更可靠?？珊喕嚓P(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，節(jié)省大量的費(fèi)用和空間。具備高度的可擴(kuò)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(jī)及其接口,12.4.1打印機(jī)工作
11、原理12.4.2打印機(jī)接口,返回,12.4.1打印機(jī)工作原理,1．針式打印機(jī)2．噴墨打印機(jī)3．激光打印機(jī),返回,1.針式打印機(jī),針式打印機(jī)是以行列點(diǎn)陣的形式來打印字符或圖形的，所以也叫點(diǎn)陣式打印機(jī),返回,2．噴墨打印機(jī),（1）連續(xù)式噴墨打印機(jī)連續(xù)式噴墨打印機(jī)只有一個(gè)噴嘴，利用墨水泵對(duì)墨水加以固定壓力，使之連續(xù)不斷地噴射。（2）隨機(jī)式噴墨打印機(jī)墨滴只在需要打印時(shí)才噴出，因此，不需要墨水回收裝置。,返回,3．激光打印機(jī),返回,12.4.2打印機(jī)接口,1．并行打印機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)（1）信號(hào)線的定義（2）數(shù)據(jù)傳送時(shí)序2．并行接口邏輯及編程應(yīng)用,返回,（1）信號(hào)線的定義,返回,（2）數(shù)據(jù)傳送時(shí)序,,返回,2．
12、并行接口邏輯及編程應(yīng)用,例12-2,設(shè)3個(gè)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(duì)3個(gè)端口編程，實(shí)現(xiàn)將AL的字符送打印機(jī)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(biāo)準(zhǔn)是由IEEE來定義的。網(wǎng)卡是物理上連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件，是計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)通信介質(zhì)間的直接接口。在局域網(wǎng)中，微機(jī)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(jī)主板的擴(kuò)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(jì)都是針對(duì)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(jì)算機(jī)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(xì)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(gè)全球唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址。IRQ中斷號(hào)IRQ為InterruptRequest的縮寫，中文可譯為中斷請求。中斷請求是每一個(gè)計(jì)算機(jī)外設(shè)和CPU通信的基本參數(shù)。I/O端口在PC系列機(jī)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(dòng)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(jī)接入廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上兩臺(tái)微機(jī)之間通過具有有限帶寬的模擬信道進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的適配設(shè)備。計(jì)算機(jī)內(nèi)的信號(hào)是由“0”、“1”字符串組成的數(shù)字信號(hào)，而電話線中只能傳輸模擬信號(hào)。要通過電話線實(shí)現(xiàn)微機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸就必須要進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，應(yīng)在發(fā)送端通過調(diào)制將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，而在接收端通過解調(diào)再將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。,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(jì)算機(jī)主板上或以插卡的形式插在系統(tǒng)擴(kuò)展槽中，其體積較小、安裝在機(jī)箱內(nèi)部，直接插在擴(kuò)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(jī)；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(jī)箱外，通過RS-232C串口或USB接口與主機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的PCMCIA插槽，與移動(dòng)電話相互配合可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。機(jī)架式調(diào)制解調(diào)器實(shí)際上是一組調(diào)制解調(diào)器。它們集中于一個(gè)箱體或外殼里，共用一個(gè)電源。它廣泛應(yīng)用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機(jī)構(gòu)等的網(wǎng)絡(luò)管理中心機(jī)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(hào)調(diào)制解調(diào)器普通撥號(hào)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(duì)稱數(shù)字用戶線路），是一種非對(duì)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(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，可在一對(duì)雙絞線上提供上行1Mb/s、下行8Mb/s的速度，傳輸距離達(dá)3～5km。ADSL為用戶提供諸如高速Internet接入、視
19、頻點(diǎn)播（VOD）、可視電話等多種業(yè)務(wù)。ASDL技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。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(huì)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(jī)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(jī)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(shí)會(huì)發(fā)出強(qiáng)光照射在稿件上，沒有被吸收的光線將被反射到光學(xué)感應(yīng)器上。光學(xué)感應(yīng)器接收到這些信號(hào)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(jì)算機(jī)能夠讀取的信號(hào)，然后通過驅(qū)動(dòng)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(jī)交互設(shè)備，用戶只需在顯示屏上對(duì)一個(gè)個(gè)“對(duì)象”進(jìn)行操作即可控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，計(jì)算機(jī)的輸入與輸出有機(jī)地結(jié)合在一起。2.觸摸屏的技術(shù)特性（1）透明性（2）絕對(duì)坐標(biāo)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(jī),1．?dāng)?shù)碼相機(jī)的原理數(shù)碼相機(jī)使用電荷耦合器件（CCD）作為感光元件。它是一種半導(dǎo)體芯片裝置，由排列成固定陣列的光電管組成，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)
21、。2．?dāng)?shù)碼相機(jī)的輸出數(shù)碼相機(jī)有兩種輸出方式，一種是通過視頻線在電視上進(jìn)行幻燈播放，當(dāng)然只能觀看而已。另一種是不通過計(jì)算機(jī)直接打印，不過這有一個(gè)兼容問題，往往只有同一品牌的數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)才能直接連接進(jìn)行打印。3．?dāng)?shù)碼相機(jī)的特點(diǎn)（1）分辨率較低（2）拍照有延遲（3）存儲(chǔ)介質(zhì)多樣（4）照片可直接送到計(jì)算機(jī)處理,返回,12.6.4語音交互系統(tǒng),當(dāng)前的語音識(shí)別系統(tǒng)只有在大量訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，才能識(shí)別用戶的語音。不同的語音識(shí)別需要經(jīng)過特定而長期的訓(xùn)練，如今只能達(dá)到有限思維、特定詞匯量、特殊群體的特定語音識(shí)別。語音聽寫技術(shù)對(duì)計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源的要求較高。這個(gè)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(duì)信息產(chǎn)業(yè)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。,
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