計算機硬件概論-輸入、輸出設備與技術

1、輸入輸入/輸出設備（輸出設備（Input/Output Device）簡稱簡稱I/O設備，是計算機系統(tǒng)不可缺少的組設備，是計算機系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是計算機與外部世界進行信息交成部分，是計算機與外部世界進行信息交換的中介，是人與計算機聯(lián)系的橋梁。換的中介，是人與計算機聯(lián)系的橋梁。 根據(jù)外部設備的功能，可將外部設備根據(jù)外部設備的功能，可將外部設備分為輸入設備和輸出設備。鍵盤和鼠標等分為輸入設備和輸出設備。鍵盤和鼠標等是常見的輸入設備。顯示器和打印機等是是常見的輸入設備。顯示器和打印機等是常見的輸出設備。常見的輸出設備。 鍵盤的分類方法很多，從不同的鍵盤的分類方法很多，從不同的角度，可以得到不

2、同的分類方法。角度，可以得到不同的分類方法。（1）從鍵盤鍵位的多少來分，可）從鍵盤鍵位的多少來分，可分為分為83/84鍵的標準鍵盤、鍵的標準鍵盤、101/102鍵的鍵的擴展鍵盤、擴展鍵盤、104鍵的鍵的Windows 95鍵盤和鍵盤和108鍵的鍵的Windows 98鍵盤等。鍵盤等。（2）從鍵開關的結構來分，可分為機械式）從鍵開關的結構來分，可分為機械式和電容式兩大類。和電容式兩大類。（3）從原理上分，鍵盤又可分為編碼鍵盤）從原理上分，鍵盤又可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。和非編碼鍵盤兩種。一般鍵盤的按鍵可分為一般鍵盤的按鍵可分為4個區(qū)：個區(qū)：打字鍵區(qū)、功能鍵區(qū)編輯控制鍵打字鍵區(qū)、功能鍵區(qū)編輯

3、控制鍵區(qū)和數(shù)字小鍵盤區(qū)。區(qū)和數(shù)字小鍵盤區(qū)。 通常，鍵開關在鍵盤內(nèi)的電路通常，鍵開關在鍵盤內(nèi)的電路板上都是按板上都是按mn的矩陣方式排列的，的矩陣方式排列的，如圖如圖6.1所示。所示。 01230123列線（n4）行線（m4）鍵0鍵1鍵2鍵3鍵12鍵13鍵14鍵15圖6.1 鍵盤的矩陣結構 鍵盤編碼器是一種專用電路，它的作鍵盤編碼器是一種專用電路，它的作用是當鍵盤上有鍵位被按下時，首先產(chǎn)生用是當鍵盤上有鍵位被按下時，首先產(chǎn)生一個鍵位掃描碼，然后經(jīng)過相應的處理，一個鍵位掃描碼，然后經(jīng)過相應的處理，轉(zhuǎn)換為與各鍵字符相對應的轉(zhuǎn)換為與各鍵字符相對應的7位編碼，即位編碼，即ASCII碼。最后，該碼。最后，

4、該ASCII碼通過鍵盤接口碼通過鍵盤接口電路送入到計算機進行處理。電路送入到計算機進行處理。鍵盤編碼器的類型很多，電路各異，鍵盤編碼器的類型很多，電路各異，一般可分為靜態(tài)編碼器和動態(tài)編碼器兩大一般可分為靜態(tài)編碼器和動態(tài)編碼器兩大類。靜態(tài)編碼器在早期的鍵盤中可以看到，類。靜態(tài)編碼器在早期的鍵盤中可以看到，現(xiàn)在大多采用動態(tài)編碼器。現(xiàn)在大多采用動態(tài)編碼器。電子掃描編碼器是一種較常見的動態(tài)電子掃描編碼器是一種較常見的動態(tài)編碼器，它是利用電子動態(tài)掃描的方式來編碼器，它是利用電子動態(tài)掃描的方式來產(chǎn)生產(chǎn)生7位編碼的。為了便于討論，我們以位編碼的。為了便于討論，我們以88矩陣排列鍵盤的矩陣排列鍵盤的64個鍵的

5、鍵盤編碼器個鍵的鍵盤編碼器為例進行介紹，其原理如圖為例進行介紹，其原理如圖6.2所示。所示。 D5 時鐘發(fā)生器 循環(huán)計數(shù)器 R OM 接口 鎖定脈沖產(chǎn)生電路 列譯碼器 88 鍵盤矩陣 行譯碼器 去抖電路 D7D0 D4 D3 D2 D1 D0 圖6.2 電子掃描編碼器原理圖 由圖由圖6.2可見，這種編碼器由時鐘發(fā)生可見，這種編碼器由時鐘發(fā)生器、循環(huán)計數(shù)器、行譯碼器、列譯碼器、器、循環(huán)計數(shù)器、行譯碼器、列譯碼器、去抖電路、鎖定脈沖產(chǎn)生電路、去抖電路、鎖定脈沖產(chǎn)生電路、ROM和接和接口電路等組成?？陔娐返冉M成。 鼠標的種類很多，按其結構可分鼠標的種類很多，按其結構可分為機械式、半光電式、光電式、軌

6、跡為機械式、半光電式、光電式、軌跡球式和網(wǎng)鼠等。目前，我們用得最多球式和網(wǎng)鼠等。目前，我們用得最多的是機械式和光電式鼠標。的是機械式和光電式鼠標。 除此之外，鼠標的按鍵數(shù)目也除此之外，鼠標的按鍵數(shù)目也不相同，一般可分為兩鍵和三鍵。不相同，一般可分為兩鍵和三鍵。 還有一種分類方法是按照鼠標還有一種分類方法是按照鼠標的接口分類，可以分為的接口分類，可以分為3種，即串口、種，即串口、PS/2口和口和USB口?？凇?CRT（陰極射線管）顯示器是目前應陰極射線管）顯示器是目前應用最廣泛的顯示器，也是幾十年來，外形用最廣泛的顯示器，也是幾十年來，外形與功能變化最少的計算機外部設備之一。與功能變化最少的計算

7、機外部設備之一。按照不同的標準，按照不同的標準，CRT顯示器可劃分顯示器可劃分為不同的類型。為不同的類型。從十幾年前的從十幾年前的12英寸黑白顯示器到現(xiàn)英寸黑白顯示器到現(xiàn)在的在的19英寸、英寸、21英寸大屏彩顯，英寸大屏彩顯，CRT顯示顯示器經(jīng)歷了從小到大的過程。器經(jīng)歷了從小到大的過程。 CRT顯示器的調(diào)控方式從早期的模擬顯示器的調(diào)控方式從早期的模擬調(diào)節(jié)到數(shù)字調(diào)節(jié)，再到在屏顯示技術（調(diào)節(jié)到數(shù)字調(diào)節(jié)，再到在屏顯示技術（On Screen Display，OSD）調(diào)節(jié)走了一條極其調(diào)節(jié)走了一條極其漫長的道路。漫長的道路。 顯像管是顯示器生產(chǎn)技術變化最大的顯像管是顯示器生產(chǎn)技術變化最大的環(huán)節(jié)之一，同時

8、也是衡量一款顯示器檔次環(huán)節(jié)之一，同時也是衡量一款顯示器檔次高低的重要標準。按照顯像管表面平坦度高低的重要標準。按照顯像管表面平坦度的不同可分為球面管、平面直角管、柱面的不同可分為球面管、平面直角管、柱面管和純平管。管和純平管。 按顏色可分為單色和彩色顯示器。彩按顏色可分為單色和彩色顯示器。彩顯既可以顯示彩色，也可以顯示單色。顯既可以顯示彩色，也可以顯示單色。按所接顯卡可分為按所接顯卡可分為MDA單色顯示器、單色顯示器、CGA彩色顯示器、彩色顯示器、EGA彩色顯示器、彩色顯示器、VGA彩色顯示器及彩色顯示器及TVGA彩色顯示器等。彩色顯示器等。 單色顯像管只能顯示一種顏色，單色顯像管只能顯示一種

9、顏色，它是由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏它是由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3部部分組成，如圖分組成，如圖66所示。所示。 陰極 電極組 偏轉(zhuǎn)線圈 控制柵極 陽極 陰極 加速極 聚焦極 熒光屏 （a）CRT示意圖 （b）CRT工作原理示意圖圖6.6 單色顯像管原理示意圖 正向掃描 0 正向回掃 水平掃描周期 垂直掃描方向 水平掃描方向 正向掃描 垂直掃描周期 回掃 0 （a）光柵掃描示意圖 （b）光柵掃描電流波形示意圖圖6.7 光柵掃描及電流波形 彩色（彩色（color）顯像管可以顯示彩色字顯像管可以顯示彩色字符和圖像。目前采用較多的彩色顯像管都符和圖像。目前采用較多的彩色顯像管都是基于三基色原理進行顯

10、示的。所謂三基是基于三基色原理進行顯示的。所謂三基色原理，就是選擇色原理，就是選擇3種相互獨立的單色光種相互獨立的單色光（多用紅、綠、藍，也有用青、紫、黃（多用紅、綠、藍，也有用青、紫、黃等），把它們按不同的比例組合，即可得等），把它們按不同的比例組合，即可得到各種顏色。彩色到各種顏色。彩色CRT顯示器可分為陰罩顯示器可分為陰罩式式CRT和電壓穿透式和電壓穿透式CRT。 圖6.8 彩色顯像管結構 從圖從圖6.8中可見，彩色顯像中可見，彩色顯像管有管有3個按個按“品品”字形排列的電字形排列的電子槍，分別用來激發(fā)紅、綠、子槍，分別用來激發(fā)紅、綠、藍藍3種顏色的熒光粉發(fā)光。種顏色的熒光粉發(fā)光。 彩色

11、彩色CRT顯示器的基本組顯示器的基本組成如圖成如圖6.9所示。所示。 顯示卡 視屏放大驅(qū)動電路 幀掃描電路 亮度控制 高壓電路 行掃描電路 R G B 場同步信號 行同步信號 高壓陽極 圖6.9 彩色CRT顯示器的基本組成 與傳統(tǒng)的與傳統(tǒng)的CRT顯示器相比，顯示器相比，LCD具有具有體積小、厚度薄、重量輕、能耗少、工作體積小、厚度薄、重量輕、能耗少、工作電壓低，而且無輻射、無閃爍，并能直接電壓低，而且無輻射、無閃爍，并能直接和和CMOS集成電路匹配等眾多優(yōu)點。因此，集成電路匹配等眾多優(yōu)點。因此，液晶顯示器一投放市場，就受到廣大用戶液晶顯示器一投放市場，就受到廣大用戶的歡迎。的歡迎。液晶產(chǎn)品其實

12、早就存在于我們的生活液晶產(chǎn)品其實早就存在于我們的生活中，如電子表、計算器和掌上游戲機等的中，如電子表、計算器和掌上游戲機等的顯示屏。按照分子結構排列的不同，液晶顯示屏。按照分子結構排列的不同，液晶可分為可分為3種：類似粘土狀的種：類似粘土狀的Smestic液晶、液晶、類似棉花棒的類似棉花棒的Nematic液晶和類似膽固醇狀液晶和類似膽固醇狀的的Choleseic液晶。液晶。 4種無源點陣種無源點陣LCD的結構見圖的結構見圖6.10所示。所示。 圖6.10 4種無源點陣LCD的結構示意圖 有源點陣有源點陣LCD具有高對比度和高分辨具有高對比度和高分辨率的特點。有源點陣單元一般采用三端薄率的特點。

13、有源點陣單元一般采用三端薄膜晶體管（膜晶體管（TFT）或二端二極管。其顯示或二端二極管。其顯示單元結構如圖單元結構如圖6.11所示。所示。 像素 G S D X 線 （行線） Y 線 （列線） 公共線 圖6.11 有源點陣LCD顯示單元示意圖 結構和產(chǎn)品體積。傳統(tǒng)的結構和產(chǎn)品體積。傳統(tǒng)的CRT顯示器必顯示器必須通過電子槍發(fā)射電子束到屏幕，因而顯像管的須通過電子槍發(fā)射電子束到屏幕，因而顯像管的管頸就不能太短，當屏幕增大時也必須加大它的管頸就不能太短，當屏幕增大時也必須加大它的體積；體積；LCD則通過顯示屏上的電子板來改變分子則通過顯示屏上的電子板來改變分子狀態(tài)，以達到顯示目的，即使屏幕加大，它只

14、需狀態(tài)，以達到顯示目的，即使屏幕加大，它只需將水平面積增大即可，而體積卻不會有很大增加，將水平面積增大即可，而體積卻不會有很大增加，而且要比而且要比CRT顯示器輕很多。另外，顯示器輕很多。另外，LCD的功耗的功耗只用于電路板和驅(qū)動芯片上，因而耗電量較小。只用于電路板和驅(qū)動芯片上，因而耗電量較小。 輻射和電磁干擾。傳統(tǒng)的輻射和電磁干擾。傳統(tǒng)的CRT 顯顯示器由于采用電子槍發(fā)射電子束打到屏幕示器由于采用電子槍發(fā)射電子束打到屏幕來顯示圖形圖像，因而會產(chǎn)生輻射源。雖來顯示圖形圖像，因而會產(chǎn)生輻射源。雖然現(xiàn)在有一些先進的技術可以將輻射降到然現(xiàn)在有一些先進的技術可以將輻射降到最小，但仍然不能完全根除。最小

15、，但仍然不能完全根除。LCD則不必則不必擔心這一點，至于電磁波的干擾，擔心這一點，至于電磁波的干擾，LCD只只有來自驅(qū)動電路的少量電磁波，只要將外有來自驅(qū)動電路的少量電磁波，只要將外殼嚴格密封就可使電磁波不外泄。而殼嚴格密封就可使電磁波不外泄。而CRT顯示器為了散熱，就不得不在機體上打出顯示器為了散熱，就不得不在機體上打出散熱孔，所以必定會產(chǎn)生電磁干擾。散熱孔，所以必定會產(chǎn)生電磁干擾。 屏幕平坦度和分辯率。屏幕平坦度和分辯率。LCD一開始就采一開始就采用純平面的玻璃板，所以平坦度要比大多數(shù)用純平面的玻璃板，所以平坦度要比大多數(shù)CRT顯示器好得多在分辨率上，顯示器好得多在分辨率上，LCD卻遠不如

16、卻遠不如CRT顯顯示器，雖然從理論上講它可提供更高的分辯率，示器，雖然從理論上講它可提供更高的分辯率，但事實卻不是這樣。但事實卻不是這樣。 顯示效果。顯示效果。CRT顯示器是通過電子槍打顯示器是通過電子槍打擊熒光粉，因而顯示的亮度比液晶的透光式顯示擊熒光粉，因而顯示的亮度比液晶的透光式顯示要好得多，在可視角度上要好得多，在可視角度上CRT顯示器要比顯示器要比LCD好好一些，但在顯示反應速度上兩者相差無幾。一些，但在顯示反應速度上兩者相差無幾。 等離子體顯示器（等離子體顯示器（Plasma Display Panel，PDP）具有真正具有真正“平面化平面化”、大畫、大畫面效果。面效果。PDP能夠

17、提供水平和垂直方面約能夠提供水平和垂直方面約140160視野角，遠勝液晶技術，且視野角，遠勝液晶技術，且圖像無幾何失真。此外，圖像無幾何失真。此外，PDP能抵抗磁場能抵抗磁場干擾，畫面清晰穩(wěn)定，易于安裝，因此具干擾，畫面清晰穩(wěn)定，易于安裝，因此具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。目前，有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?，PDP尚處于開尚處于開發(fā)階段，價格較為昂貴。發(fā)階段，價格較為昂貴。PDP常用的基本結構有兩種，一種是常用的基本結構有兩種，一種是一維正交模式，另一種是雙基板結構的高一維正交模式，另一種是雙基板結構的高分辨率交流分辨率交流PDP（ac-PDP）。）。如圖如圖6.12所示，這種結構是由日本所示，這種結構是由日

18、本Fujitsu公司開發(fā)的，且被公司開發(fā)的，且被NEC和和Mitsubishi所接受，并已分別制造出對角線所接受，并已分別制造出對角線為為42英寸和英寸和40英寸的英寸的PDP。 圖6.12 一維正交模式結構示意圖 這種結構把一維持電極放置在前基板這種結構把一維持電極放置在前基板上，第二正交維持電極放在后基板上。熒上，第二正交維持電極放在后基板上。熒光體用光體用MgO覆蓋。在表面放電電極結構中，覆蓋。在表面放電電極結構中，熒光體做在玻璃基板上，不受離子轟擊的熒光體做在玻璃基板上，不受離子轟擊的影響，只受放電產(chǎn)生的紫外線激勵。影響，只受放電產(chǎn)生的紫外線激勵。 放電發(fā)射區(qū) 熒光體 放電發(fā)射區(qū) 熒光

19、體 MgO 金屬電極 金屬電極 金屬電極 MgO (a)表面放電 (b)面電極結構 圖6.13 ac-PDP 的表面放電和面電極基本結構 場離子顯示屏的結構十分簡單，如圖6.14所示。它是由背板、內(nèi)板和面板3種玻璃平板相距一定的間隔平行對準組合而成的，周邊用低熔點玻璃密封，內(nèi)部充有10-410-5乇（tuo）的稀薄惰性氣體。其厚度根據(jù)屏幕大小而定，一般為420mm。各平板上的電板引線留在外面以便與驅(qū)動電路相連接。 圖6.14 FID結構示意圖 日本和英國的專家共同研制成的一種日本和英國的專家共同研制成的一種加上低電壓就能發(fā)光的新型塑料，已用于加上低電壓就能發(fā)光的新型塑料，已用于制造薄薄的柔性圖

20、像顯示器。制造薄薄的柔性圖像顯示器。這種新型顯示器利用名叫發(fā)光聚合物這種新型顯示器利用名叫發(fā)光聚合物的塑料，形成像素一樣的點，施加的塑料，形成像素一樣的點，施加5V的電的電壓就可激發(fā)它發(fā)光。這種發(fā)光聚合物顯示壓就可激發(fā)它發(fā)光。這種發(fā)光聚合物顯示器具有重量輕、低耗電、薄斷面和柔性等器具有重量輕、低耗電、薄斷面和柔性等特點，在制造便攜式計算機、攝像機監(jiān)視特點，在制造便攜式計算機、攝像機監(jiān)視器和無線電話等裝置中非常有用。器和無線電話等裝置中非常有用。 按打印機打印的動作分類，可分為擊按打印機打印的動作分類，可分為擊打式和非擊打式兩類。打式和非擊打式兩類。 按工作方式分類，打印機可分為串行按工作方式分

21、類，打印機可分為串行打印機、行式打印機和頁式打印機三種。打印機、行式打印機和頁式打印機三種。 另外，還有輸出圖形另外，還有輸出圖形/圖像的打印機，圖像的打印機，具有彩色效果的彩色打印機等。具有彩色效果的彩色打印機等。 針式打印機主要由打印頭、字車機針式打印機主要由打印頭、字車機構、輸紙機構、色帶機構和控制機構等構、輸紙機構、色帶機構和控制機構等部分組成。其結構如圖部分組成。其結構如圖6.16所示。所示。 0 4 H , 1 0 H 0 4 H , 1 0 H 7 F H , F F H 0 4 H , 1 0 H 0 4 H , 9 0 H 0 0 H , 8 0 H 1 F H , F C

22、H 1 0 H , 8 4 H 1 0 H , 8 4 H 1 0 H , 8 4 H 7 F H , F F H 0 1 H , 4 0 H 0 2 H , 2 0 H 0 4 H , 1 0 H 0 8 H , 0 8 H 7 0 H , 0 7 H 0 15 0 1 5 00H 1CH 22H 41H 41H 7FH 41H 41H 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8字符點陣及編碼 (b) 1616漢字字模點陣及編碼圖6.15 西文字符和漢字點陣及其編碼 機械部分 數(shù)據(jù)狀態(tài)入/出 DIP開關 RAM ROM 針驅(qū)動電路 印字操作控制 CPU （單片機） 電

23、源操作控制 電機驅(qū)動電路 字車電機 走紙電機 打印頭 接口控制電路 操作面板 控制機構 探測器 圖6.16 針式打印機結構圖 針式打印機的工作過程及原理針式打印機的工作過程及原理見圖見圖6.17。 DA TA 主機 接口電路 RAM ROM 打印驅(qū)動電路 打 印 頭 控制電路 時 序 電 路 行計數(shù)器 列計數(shù)器 圖6.17 針式打印機的工作過程及原理 一般而言，衡量打印機性能優(yōu)劣的指一般而言，衡量打印機性能優(yōu)劣的指標主要包括以下幾點。標主要包括以下幾點。 打印頭針數(shù)與打印針壽命：常用的打印頭針數(shù)與打印針壽命：常用的有有9針、針、16針和針和24針的打印頭，打印頭壽命針的打印頭，打印頭壽命一般為

24、一般為2億點億點/針。針。 分辨率：用分辨率：用dpi（dot per inch）表表示，即每英寸打印點數(shù)。針式打印機的分示，即每英寸打印點數(shù)。針式打印機的分辨率比較低，一般為辨率比較低，一般為180180 dpi，理想理想的可達的可達360360 dpi。 打印速度：打印機的打印速度一般打印速度：打印機的打印速度一般指平均打印速度，單位為字指平均打印速度，單位為字/秒（秒（char per second，cps）。）。針式打印機在印刷體方式針式打印機在印刷體方式下不超過下不超過100 cps，在草稿（高速）方式下在草稿（高速）方式下可達可達200 cps。 打印寬度，指打滿一行的字數(shù)打印寬度

25、，指打滿一行的字數(shù)（char per line，cpl）。）。針式打印機一般針式打印機一般為為132 cpl和和80 cpl。 噪音：用分貝（噪音：用分貝（dB）表示，通常表示，通常低于低于65dB。 打印機接口：一般有并行接口和串打印機接口：一般有并行接口和串行接口兩種。行接口兩種。 打印字符集：指可供用戶使用的字打印字符集：指可供用戶使用的字符種類。符種類。 衡量噴墨打印機性能優(yōu)劣，主要包括以下衡量噴墨打印機性能優(yōu)劣，主要包括以下幾個主要指標。幾個主要指標。（1）打印幅面）打印幅面（2）打印精度）打印精度（3）打印速度）打印速度（4）噪音噪音（5）打印緩沖區(qū)）打印緩沖區(qū)（6）其他功能和性能

26、）其他功能和性能 噴墨打印機按噴墨方式劃分，可分為噴墨打印機按噴墨方式劃分，可分為連續(xù)型和按需型兩種打印機。連續(xù)型和按需型兩種打印機。 按照所用油墨的形態(tài)又可分為固態(tài)噴按照所用油墨的形態(tài)又可分為固態(tài)噴墨打印機和液態(tài)噴墨打印機兩種。墨打印機和液態(tài)噴墨打印機兩種。 另外，還可按打印機打印的色彩分類，另外，還可按打印機打印的色彩分類，分為黑白噴墨打印機和彩色噴墨打印機兩分為黑白噴墨打印機和彩色噴墨打印機兩種。種。連續(xù)式噴墨打印機的工作原理如圖連續(xù)式噴墨打印機的工作原理如圖6.18所示。其中所示。其中C表示控制電極，表示控制電極，D表示位表示位移電極，移電極，R表示打印面，表示打印面，K為墨滴捕捉器。

27、為墨滴捕捉器。圖6.18 連續(xù)式噴墨打印機工作原理圖 激光打印機是集光學、精密機械和電激光打印機是集光學、精密機械和電子學于一體的非擊打式計算機輸出設備。子學于一體的非擊打式計算機輸出設備。其優(yōu)點是打印速度快，精度高，噪聲低，其優(yōu)點是打印速度快，精度高，噪聲低，同時具有極強的圖形打印和字體變化功能，同時具有極強的圖形打印和字體變化功能，使用也很方便。激光打印機的基本工作原使用也很方便。激光打印機的基本工作原理如圖理如圖6.19所示。所示。 電子 照相 系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)方向 半導體激光器 驅(qū)動電路 準直透鏡 等六面體棱鏡 F-Q 透鏡 紙輸出 紙輸入 圖6.19 激光打印機工作原理圖 計算機圖像輸入設

28、備有掃描儀、計算機圖像輸入設備有掃描儀、數(shù)碼相機和電視攝像機等。數(shù)碼相機和電視攝像機等。目前，市場上的數(shù)字化掃描設備所采目前，市場上的數(shù)字化掃描設備所采用的光敏探測器件主要有電荷耦合器件用的光敏探測器件主要有電荷耦合器件（CCD）和光學倍增管（和光學倍增管（PMT）。）。另外，另外，所有掃描儀都使用模所有掃描儀都使用模/數(shù)（數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換器將感測到的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。感測到的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。平臺式掃描儀一般是用來掃描反射稿平臺式掃描儀一般是用來掃描反射稿（如照片、雜志）的，如圖（如照片、雜志）的，如圖6.20（a）所示。所示。如需要掃描透射稿，如膠片、照像底片等，如需要掃描透射

29、稿，如膠片、照像底片等，則需要從通過原稿的光線來觀察圖像，掃則需要從通過原稿的光線來觀察圖像，掃描儀就要采用不同的工作原理，將光源加描儀就要采用不同的工作原理，將光源加到掃描稿的背面，如圖到掃描稿的背面，如圖6.20（b）所示。所示。 主機 A/D 主機 反射鏡 反射鏡 原稿 光源 玻璃板 反射鏡 透鏡 透鏡 膠片 CCD CCD 光源 （a）反射稿 （b）透射稿 A/D 圖6.20 CCD平臺式掃描儀工作原理圖 滾筒式掃描儀屬最高檔次的掃描儀，滾筒式掃描儀屬最高檔次的掃描儀，采用光電倍增管（采用光電倍增管（Photomultiplier，PMT）作為感光元件，大多以作為感光元件，大多以304

30、8位色采樣，動位色采樣，動態(tài)范圍可達態(tài)范圍可達3.64.2，光學分辨率一般在，光學分辨率一般在25008000像素之間。而且，滾筒式掃描儀像素之間。而且，滾筒式掃描儀能放大非常小的原始圖像（如幻燈片），能放大非常小的原始圖像（如幻燈片），且不會降低質(zhì)量和丟失細節(jié)。且不會降低質(zhì)量和丟失細節(jié)。目前，市場上掃描儀的種類很多，大目前，市場上掃描儀的種類很多，大致可以從以下幾個角度進行分類。致可以從以下幾個角度進行分類。 按掃描光源與待掃描材料之間的相按掃描光源與待掃描材料之間的相對運動，可分為臺式平板掃描儀、手持式對運動，可分為臺式平板掃描儀、手持式掃描儀和滾筒式掃描儀。掃描儀和滾筒式掃描儀。 按待掃

31、描材料，可分為反射式掃描按待掃描材料，可分為反射式掃描儀與透射式掃描儀。儀與透射式掃描儀。 按可以掃描的圖像類型，可分為黑按可以掃描的圖像類型，可分為黑白掃描儀和彩色掃描儀。白掃描儀和彩色掃描儀。除以上方式外，還可以按掃描儀的驅(qū)除以上方式外，還可以按掃描儀的驅(qū)動方式、應用領域或尺寸等進行分類。動方式、應用領域或尺寸等進行分類。數(shù)碼相機主要由光學鏡頭、光電傳感器數(shù)碼相機主要由光學鏡頭、光電傳感器（CCD或或CMOS）、）、模模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、）、圖像圖像處理器（處理器（DSP）、）、圖像存儲器（圖像存儲器（Memory）、）、液液晶顯示器（晶顯示器（LCD）、）、端口、電源和閃光

32、燈等組成。端口、電源和閃光燈等組成。數(shù)碼相機中最貴的組件是數(shù)碼相機中最貴的組件是CCD、DSP、LCD和圖和圖像存儲器。其結構如圖像存儲器。其結構如圖6.21所示。所示。 光學鏡頭 光電轉(zhuǎn)換 數(shù)字化 壓縮 存儲 USB接口 主控 顯示 計算機 圖6.21 數(shù)碼相機的結構圖 數(shù)碼相機的主要部分數(shù)碼相機的主要部分 ：常用的光電傳感器有電荷耦合器件常用的光電傳感器有電荷耦合器件（CCD）和和CMOS光電傳感器。光電傳感器。 一般數(shù)碼相機都帶有液晶顯示器，主一般數(shù)碼相機都帶有液晶顯示器，主要用來取景、顯示圖像和顯示相機的功能要用來取景、顯示圖像和顯示相機的功能菜單。菜單。數(shù)碼相機的輸出接口主要有計算機

33、通數(shù)碼相機的輸出接口主要有計算機通信接口、連接電視機的視頻接口和連接打信接口、連接電視機的視頻接口和連接打印機的接口。常用的計算機通信接口有串印機的接口。常用的計算機通信接口有串行接口、并行接口、行接口、并行接口、USB接口和接口和SCSI接口。接口。數(shù)碼相機的工作過程如圖數(shù)碼相機的工作過程如圖6.22所示。所示。 I/O接口存儲器A/D轉(zhuǎn)換CCD或CMOSDSP光信號鏡頭模擬信號數(shù)字信號壓縮信號計算機或打印機圖6.22 數(shù)碼相機的基本工作過程 數(shù)碼相機的主要技術指標有以下幾項。數(shù)碼相機的主要技術指標有以下幾項。數(shù)碼相機的種類眾多，大致可分數(shù)碼相機的種類眾多，大致可分成普通數(shù)碼相機、高檔數(shù)碼相

34、機和專業(yè)成普通數(shù)碼相機、高檔數(shù)碼相機和專業(yè)數(shù)碼相機三種。數(shù)碼相機三種。 目前，聲卡技術發(fā)展主要表現(xiàn)在如目前，聲卡技術發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面。下幾個方面。首先，支持雙光驅(qū)音頻播放的首先，支持雙光驅(qū)音頻播放的聲卡已經(jīng)出現(xiàn)。聲卡已經(jīng)出現(xiàn)。 其次，符合其次，符合MPC Leve 3標準的標準的軟件波表合成器在聲卡上的實現(xiàn)，軟件波表合成器在聲卡上的實現(xiàn)，已成為一個新趨勢。已成為一個新趨勢。 聲卡一般由聲卡一般由MIDI輸入輸入/輸出電路、輸出電路、音頻混合器、數(shù)音頻混合器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、模模轉(zhuǎn)換器、模/數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓縮和解壓縮及換器、壓縮和解壓縮及CD-ROM接口接口等組成。其結構如圖等組成。其結構如圖6.23所示。所示。 圖6.23 聲卡結構圖 MIDI in L R LRMIC MIDI thu PCI BUS 壓縮/ 解壓縮 波表文件 memory CD-ROM