【正文】 Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology1/28/2023 1:03 PM第九章 外圍設(shè)備?基本概念?存儲(chǔ)設(shè)備?輸入設(shè)備?輸出設(shè)備基本概念? 外圍設(shè)備：除了 CPU 和主存外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的每一個(gè)部分都可作為外圍設(shè)備看待。? 外圍設(shè)備的基本功能是在計(jì)算機(jī)和其他機(jī)器之間，以及計(jì)算機(jī)與用戶之間提供聯(lián)系。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.基本概念? 外圍設(shè)備的基本組成部分：– 存儲(chǔ)介質(zhì)– 驅(qū)動(dòng)裝置– 控制電路Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.基本概念? 外圍設(shè)備的分類：– 輸入設(shè)備– 輸出設(shè)備– 外存設(shè)備– 數(shù)據(jù)通信設(shè)備– 過程控制設(shè)備Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.輸入設(shè)備? 圖形輸入設(shè)備– 鍵盤輸入– 光筆輸入– 圖形板和游動(dòng)標(biāo)輸入– 鼠標(biāo)輸入? 圖象輸入設(shè)備 ? 語音輸入設(shè)備Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 鍵盤– 無編碼鍵盤– 電子編碼式鍵盤? 鼠標(biāo)器– 機(jī)械式– 光電式Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.輸出設(shè)備? 顯示器– CRT顯示器– CRT圖形顯示器– 圖像顯示器– 液晶顯示器– 液晶彩色顯示器? 打印機(jī)– 點(diǎn)陣針式打印機(jī)– 噴墨打印機(jī)– 激光打印機(jī)Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 顯示器? 顯示類型 ? 陰極射線管和液晶顯示器的工作原理? 顯示器的主要技術(shù)參數(shù)? 常見顯示器介紹Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.一）分類 顯示輸出設(shè)備采用顯示技術(shù)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成能直接觀察到的光信號(hào)。它涉及到顯示器件、顯示內(nèi)容的處理（如格式、亮度、輝度、色彩等）及控制電路等技術(shù)。目前，顯示器件主要有電子束管器件和非電子束管器件兩大類： 電子束管器件采用磁偏轉(zhuǎn)式顯像管，如陰極射線管（Cathode Ray Tabe)，簡(jiǎn)稱 CRT。 采用 CRT器件的顯示器技術(shù)比較成熟，驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單，可靠性高，有較好的性能價(jià)格比。盡管它要求高工作電壓，且比較笨重，但仍然在應(yīng)用中占優(yōu)勢(shì)。 非電子束管器件又稱平板顯示器件，采用液晶顯示、等離子體顯示及激光顯示等原理構(gòu)成。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology. ◎ 按照顯示器的顯示管分類 　　分為傳統(tǒng)的顯示器，也就采用電子槍產(chǎn)生圖像的 CRT（ cathoderaytube陰極顯示管）顯示器和液晶顯示器 LCD（ Liquid Crystal Display）以及等離子顯示器、發(fā)光二極管顯示器?！?按顯示色彩分類 　分為單色顯示器和彩色顯示器；單色顯示器已經(jīng)成為歷史?！?按顯示屏幕大小分類　　以英寸單位 (1英寸 =)，通常有 14寸、15寸、 17寸和 20寸，或者更大。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.二） CRT顯示器組成及工作原理? CRT就是 Cathode Ray Tube(陰極射線管 )的意思，主要由電子槍 (Electron gun)、偏轉(zhuǎn)線圈(Deflection coils)、蔭罩 (Shadow mask)、熒光粉層 (phosphor)和玻璃外殼五部分組成? CRT顯示器兩處重要部分，一部分是陰極射線管，另一部分是控制線路。? 顯示器的顯示系統(tǒng)和電視機(jī)類似，主要部件是顯像管 (電子槍 )。在彩色顯示器中，通常是 3個(gè)電子槍，像索尼 Trinitron之類的三個(gè)電子槍在一起，也稱為單槍。 Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology. 顯示管的屏幕上涂有一層熒光粉，電子槍發(fā)射出的電子擊打在屏幕上，使被擊打位置的熒光粉發(fā)光，從而產(chǎn)生了圖像，每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)又由 “ 紅 ”“綠 ” “ 藍(lán) ” 三個(gè)小的發(fā)光點(diǎn)組成，這個(gè)發(fā)光點(diǎn)也就是一個(gè)象素。 由于電子束是分為三條的，它們分別射向屏幕上的這三種不同的發(fā)光小點(diǎn)， 再由電壓調(diào)整發(fā)射在不同像素上電子束的強(qiáng)弱，提供了不同的明暗效果，這樣就 在屏幕上出現(xiàn)絢麗多彩的畫面。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 陰極射線管 它的工作原理就是其末端的合金體受電壓刺激放出帶電負(fù)離子（也叫陰離子），陰離子先經(jīng)過電流開關(guān)，電流開關(guān)控制著陰離子行動(dòng)，如果電壓在－ 24V至－ 40V之間，那么陰離子就可通過。如果不允許陰離子通過，電流開關(guān)就會(huì)放出 180V電壓，使陰離子被吸到電極上而失去流動(dòng)性。當(dāng)陰離子通過電流開關(guān)后，先到達(dá)一組聚焦菱鏡，同時(shí)另一個(gè)電流開關(guān)加速它的速度，并保持它的行進(jìn)路線。在陰離子到達(dá)屏幕之前， CRT周圍的高壓線圈會(huì)產(chǎn)生吸引力，用來改變陰離子的運(yùn)行路線，這樣就能使陰離子正確的打在 CRT的 發(fā)光點(diǎn) 上。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 為使電子束精確地打在發(fā)光點(diǎn)上，在屏幕前還有一個(gè)蔭罩（ 金屬隔板） ，上面有很多小孔，電子束穿過小孔后才能達(dá)到屏幕上，而電子束的不規(guī)則部分將被蔭罩擋掉。? 它的位置在熒光屏后面約 10mm處，厚度約為 的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細(xì)槽，它們和同一組的熒光粉單元相對(duì)應(yīng)。三支電子束經(jīng)過小孔或細(xì)槽后只能擊中同一像素中的對(duì)應(yīng)熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會(huì)聚。? 一般金屬隔板分為兩類，一種為圓點(diǎn)式、另一種為柵欄式。圓點(diǎn)式是現(xiàn)在最為常見的，很多顯示器都是使用它。而柵欄式是較新的技術(shù)，如 SONY的特麗瓏顯像管就是使用這種技術(shù)。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 控制線路 　 在 CRT顯示器里各種線路十分復(fù)雜，大致可分為 電源控制線路、磁力控制線路、動(dòng)態(tài)控制線路 等。? 電源控制線路 主要是通過對(duì)電流的控制，使其產(chǎn)生 CRT所需要的高壓。并且按照需要為待機(jī)、節(jié)能、睡眠狀態(tài)下的顯示器提供合適的電力。? 磁力控制線路 主要是控制顯示畫面的位置。由于 CRT所產(chǎn)生的陰離子射線會(huì)受地磁的影響，所以顯示器所產(chǎn)生的畫面會(huì)發(fā)生略微的傾斜，? 磁力控制線路 就是根據(jù)傾斜角度，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。? 動(dòng)態(tài)控制線路 主要功能就是保證顯示的速度，保持畫面的穩(wěn)定性。顯示器表現(xiàn)的是靜態(tài)畫面，并以連續(xù)的畫面來組成動(dòng)畫。為了不讓整個(gè)顯示過程出現(xiàn)偏差，人們就在陰極射線管中用多組電極線路來控制陰離子的運(yùn)行路線。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology. CRT圖形顯示器 前面介紹了 CRT字符顯示器的組成和工作原理。實(shí)際上目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的顯示器大都是字符圖形顯示器。就是說這種顯示器不僅能顯示字符（包括漢字），也能顯示圖形和圖像。顯示技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代也在迅速發(fā)展。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.平板顯示器 當(dāng)前，臺(tái)式計(jì)算機(jī)大多使用的 CRT顯示器。但 CRT顯示器特有的電子束發(fā)射、聚焦、偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等使得它體積大、功耗高且很重，不便于攜帶。近年來，隨著便攜計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，對(duì)薄型、輕量顯示器的需求增加，各種平板顯示技術(shù)相繼出現(xiàn)。如液晶顯示器（LCD）、電致發(fā)光顯示器（ ELD）等離子顯示器（ PDP）、電致變色顯示器（ ECD）、發(fā)光二極管顯示器（LEDD）等。特別是液晶顯示器，在某些應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取代了 CRT顯示器。 Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 液晶顯示器 (Liquid Crystal Display，簡(jiǎn)稱 LCD)? 使用了 “ 液晶 ”(Liquid Crystal) 作為材料的顯示器，液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，當(dāng)被加熱時(shí)，它會(huì)呈現(xiàn)透明的液態(tài)，而冷卻的時(shí)候又會(huì)結(jié)晶成混亂的固態(tài)，液晶是具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物。? 液晶按照分子結(jié)構(gòu)排列的不同分為三種：類似粘土狀的 Smectic液晶、類似細(xì)火柴棒的 Nematic液晶、類似膽固醇狀的 Cholestic液晶。這三種液晶的物理特性都不盡相同，用于液晶顯示器的是第二類的 Nematic液晶，分子都是長(zhǎng)棒狀的，在自然狀態(tài)下，這些長(zhǎng)棒狀的分子的長(zhǎng)軸大致平行。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 液晶的其他性質(zhì)：? 當(dāng)向液晶通電時(shí)，液晶體分子排列得井然有序，可以使光線容易通過；而不通電時(shí)，液晶分子排列混亂，阻止光線通過。? 通電與不通電就可以讓液晶像閘門般地阻隔或讓光線穿過。? 這種可以控制光線的兩種狀態(tài)是液晶顯示器形成圖像的前提條件，當(dāng)然，還需要配合一定的結(jié)構(gòu)才可以實(shí)現(xiàn)光線向圖像轉(zhuǎn)換。? 原始的單色液晶顯示器原理Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 單色液晶顯示器的液晶面板包含了兩片無鈉玻璃，稱為 Substrates，中間夾著一層液晶，也就是液晶層，液晶并不是簡(jiǎn)單地灌入其中，而是灌入兩個(gè)內(nèi)部有溝槽的夾層，這兩個(gè)有溝槽的夾層主要是讓液晶分子可以整齊地排列好，因?yàn)槿绻帕胁徽R的話，光線是不能順利地通過液晶部分的。為了達(dá)到整齊排列的效果，這些槽制作得非常精細(xì)，液晶分子會(huì)順著槽排列，槽非常平行，所以各分子也是完全平行的。?? 這兩個(gè)夾層我們通常稱為上下夾層，在生產(chǎn)過程中，上下溝槽呈十字交錯(cuò) (垂直 90度 )，即上層的液晶分子的排列是橫向的，下層的液晶分子排列是縱向的，這樣就造成了位于上下夾層之間的液晶分子接近上層的就呈橫向排列，接近下層的則呈縱向排列。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 假設(shè)在正常情況下光線從上向下照射時(shí)，通常只有一個(gè)角度的光線能夠穿透下來，通過上濾光片導(dǎo)入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉(zhuǎn)排列的通路從下濾光片穿出，形成一個(gè)完整的光線穿透途徑。而一旦通過電極給這些液晶分子加電之后，由于受到外界電壓的影響，液晶分子不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態(tài)，這樣光線就無法通過，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)黑色。? 這樣會(huì)形成透光時(shí) (即不加電時(shí) )為白、不透光時(shí) (加電時(shí) )為黑，字符就可以顯示在屏幕上了，這便是最簡(jiǎn)單的顯示原理。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 普通液晶顯示器工作原理? 因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，同時(shí)在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的，可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。?? 由控制電路來控制像素中的點(diǎn)是亮還是不亮呢？這主要是，在無鈉玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶體的是否通光狀態(tài)，在這個(gè)時(shí)候，液晶材料的作用類似于一個(gè)個(gè)小的光閥，控制光的通過與不通過。在液晶材料周邊還有控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分，這樣就可以用信號(hào)來控制單色圖像的生成了。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? 在現(xiàn)在的應(yīng)用中， LCD可分為無源陣列彩顯 DSTN－ LCD（俗稱偽彩顯）和薄膜晶體管有源陣列彩顯 TFT－ LCD（俗稱真彩顯）。DSTN（ Dual－ Layer Super Twist Nematic） 顯示屏不能算是真正的彩色顯示器，因?yàn)槠聊簧系膬?nèi)每個(gè)像素的亮度和對(duì)比度不能獨(dú)立的控制，它只能顯示顏色的深度，與傳統(tǒng)的 CRT顯示器的顏色相比相距甚遠(yuǎn)，因而也被叫做偽彩顯。TFT（ Thin Film Transistor）顯示屏 　　 TFT（ Thin Film Transistor）顯示屏的每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來控制，使每個(gè)像素都能保持一定電壓，從而可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度的顯示。 TFT顯示屏是目前最好的 LCD彩色顯示設(shè)備之一，是現(xiàn)在筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)上的主流顯示設(shè)備。Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology.? LCD的色彩層次比較豐富， TFT顯示器一般有 16位 64K種顏色和 24位 16M種顏色，彩色十分鮮艷。而 DSTN顯示器只有 256K種色彩?！　?LCD的分辨率與 CRT顯示器不同，一般不能任意調(diào)整，它是廠家所設(shè)置的。分辨率是指屏幕上每行有多少像素點(diǎn)、每列有多少像素點(diǎn)。現(xiàn)在 LCD的分辨率一般是 800點(diǎn) 600行的SVGA顯示模式和 1024點(diǎn) 768行的 XGA顯示模式?！　?LCD刷新頻率是指每個(gè)像素在一秒內(nèi)被刷新次數(shù)，這和CRT顯示器是相同的。新頻率過低，可能出現(xiàn)屏幕圖像閃爍或抖動(dòng)。　　最后就是防眩光、防反射，這主要是為了減輕