微機(jī)外部設(shè)備

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次微處理器存儲器I/O接口總線硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)(主機(jī))外設(shè)運(yùn)算器(ALU)寄存器控制器鍵盤、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)打印機(jī)、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件下列哪些屬于計(jì)算機(jī)硬件？1.顯示器2.鍵盤3.游戲4.游戲光盤5.電話機(jī)6.遙控器7.QQ8.計(jì)算機(jī)課本2微型計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備

60年代初，計(jì)算機(jī)主機(jī)與外圍設(shè)備的價(jià)格比是3:1，70年代計(jì)算機(jī)主機(jī)和外圍設(shè)備的價(jià)格比是1:1，到了80年代，計(jì)算機(jī)主機(jī)與外圍設(shè)備的價(jià)格比己為1:3－1:10；這種情況表明：一方面在計(jì)算機(jī)的發(fā)展中，外圍設(shè)備的發(fā)展占有重要地位；另一方面也說明外圍設(shè)備的性能/價(jià)格比與主機(jī)的性能/價(jià)格比還不相適應(yīng)。然而盡管如此，外圍設(shè)備還是得到了較快發(fā)展。

在指標(biāo)上，外圍設(shè)備不斷采用新技術(shù)，向低成本、小體積、高速、大容量、低功耗等方面發(fā)展。在結(jié)構(gòu)上，由初級的串行輸入／輸出方式發(fā)展到用通道連接的多種外設(shè)并行操作方式。在種類上，由簡單的輸入／輸出裝置，發(fā)展到多種輸人／輸出裝置、隨機(jī)存取大容量外存以及多種終端設(shè)備。在性能上，則表現(xiàn)為信號、交換速度大大提高，輸入／輸出形式不僅有數(shù)字形式，還有直觀的圖形和聲音等形式。2.1計(jì)算機(jī)外部設(shè)備概述微型計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備可包括輸入／輸出設(shè)備、外存設(shè)備、通信設(shè)備、過程控制設(shè)備等種類。下圖列出了這些外部設(shè)備的分類以及各類中常用的設(shè)備名稱。…2.5傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.1輸入設(shè)備1.鍵盤（Keyboard）

2.鼠標(biāo)（Mouse）

鍵盤分布鼠標(biāo)鼠標(biāo)全稱：顯示系統(tǒng)縱橫位置指示器，因形似老鼠而得名“鼠標(biāo)”（港臺作滑鼠）?！笆髽?biāo)”的標(biāo)準(zhǔn)稱呼應(yīng)該是“鼠標(biāo)器”，英文名“Mouse”。3.掃描儀（Scanner）4.觸摸屏（TouchScreen）5.條形碼閱讀器（BarcodeReader，BCR）6.數(shù)碼相機(jī)（DigitalCamera）7.攝像頭和存儲卡2.2外存儲器存儲器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。

按照與CPU的接近程度，存儲器分為內(nèi)存儲器與外存儲器，簡稱內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲器又常稱為主存儲器（簡稱主存），屬于主機(jī)的組成部分；外存儲器又常稱為輔助存儲器（簡稱輔存），屬于外部設(shè)備。CPU不能像訪問內(nèi)存那樣，直接訪問外存，外存要與CPU或I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須通過內(nèi)存進(jìn)行。存儲器的分類1．按存儲介質(zhì)分

半導(dǎo)體存儲器：用半導(dǎo)體器件組成的存儲器。半導(dǎo)體存儲器中最小的存儲單位是一個雙穩(wěn)態(tài)半導(dǎo)體電路或一個CMOS晶體管或磁性材料的存儲元，它可存儲一個二進(jìn)制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，然后再由許多存儲單元組成一個存儲器。一個存儲器包含許多存儲單元，每個存儲單元可存放一個字節(jié)。

磁表面存儲器：用磁性材料做成的存儲器。

2．按存儲方式分

隨機(jī)存儲器：任何存儲單元的內(nèi)容都能被隨機(jī)存取，且存取時(shí)間和存儲單元的物理位置無關(guān)。

順序存儲器：只能按某種順序來存取，存取時(shí)間和存儲單元的物理位置有關(guān)。

3．按存儲器的讀寫功能分

只讀存儲器(ROM)：存儲的內(nèi)容是固定不變的，只能讀出而不能寫入的半導(dǎo)體存儲器。

隨機(jī)讀寫存儲器(RAM)：既能讀出又能寫入的半導(dǎo)體存儲器。

4．按信息的可保存性分

非永久記憶的存儲器：斷電后信息即消失的存儲器。

永久記憶性存儲器：斷電后仍能保存信息的存儲器。

5．按在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分

根據(jù)存儲器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。

為了解決對存儲器要求容量大、速度快、成本低三者之間的矛盾，目前通常采用多級存儲器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。下面介紹幾種常用外存儲器。

2．2光驅(qū)存儲器

目前光驅(qū)可分為CD-ROM驅(qū)動器、DVD光驅(qū)（DVD-ROM）、康寶（COMBO）和刻錄機(jī)等。它們具有容量大、速度快、兼容性強(qiáng)、盤片成本低、保存時(shí)間長等特點(diǎn)，圖5-1和圖5-2分別為CD-ROM驅(qū)動器和DVD光驅(qū)。2．2．5光盤光盤是計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)保存和交換的重要存儲設(shè)備之一，常見的光盤有CD-R、CD-RW和DVD-R和DVD-R/W等。1．CD光盤

CD光盤格式和光盤標(biāo)準(zhǔn)很多，應(yīng)用目的各不相同，下面對CD-R和CD-RW做一個簡單介紹。

CD-R，英文全稱為compactdisk–recordable，是一次性寫入光盤。CD-R盤片使用有機(jī)染料作為記錄層的主要材料。CD-RW，英文全稱為Cd

ReWritable，是一種可以重復(fù)寫入(可擦寫)的光盤。CD光盤結(jié)構(gòu)

2．DVD光盤

DVD，是英文DigitalVideoDisc

與DigitalVersatileDisc的縮寫，即數(shù)字視頻光盤或數(shù)字多用途的光盤?？梢詽M足人們對大存儲容量、高性能的存儲媒體的需求。DVD光盤不僅已在音/視頻領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。從表面上看，DVD光盤和CD光盤很相似，其直徑為120mm，厚度為1.2mm。但實(shí)質(zhì)上兩者之間有本質(zhì)的差別。DVD由二個厚度各為0.6mm的基質(zhì)層粘貼而成，采用多面多層的技術(shù)，DVD利用聚焦更集中的紅光激光提高了每單位面積的儲存密度，因此其儲存空間非常大。CD與DVＤ凹坑比較2．2．6刻錄機(jī)

CD刻錄機(jī)所用盤片的容量一般為650~700MB，盤片上面記載資料的方式與一般CD光盤片是一樣的，也是利用激光束的反射來讀取資料，所以CD刻錄機(jī)具有CDROM驅(qū)動器的功能。

DVD刻錄機(jī)能充分滿足人們對于大量數(shù)據(jù)存儲的需求，DVD刻錄機(jī)不僅可以刻錄DVD光盤，還可以刻錄普通的CD-R/RW盤片，同時(shí)DVD刻錄機(jī)本身還具備CDROM驅(qū)動器及DVDROM驅(qū)動器的功能。SONY刻錄機(jī)2．3．2硬盤的結(jié)構(gòu)1．硬盤的外部結(jié)構(gòu)硬盤的結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）電源接口：電源接口與主機(jī)電源相連，為硬盤工作提供電源。（2）數(shù)據(jù)接口：數(shù)據(jù)接口是硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器間進(jìn)行信息交換的紐帶，通過專用的硬盤電纜把硬盤連接到主板上。（3）控制電路：控制電路板包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與服務(wù)定位電路、讀寫電路、控制與接口電路。電路板上還有一塊單片機(jī)芯片（ROM），其固化的軟件可以進(jìn)行硬盤的初始化，執(zhí)行加電和啟動主軸電機(jī)，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電路板上還裝有高速緩存芯片，通常為8MB或更大。硬盤外部結(jié)構(gòu)圖5-12硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)2．4U盤所謂“USB閃存盤”（以下簡稱“U盤”）是基于USB接口、以閃存芯片為存儲介質(zhì)的無需驅(qū)動器的新一代存儲設(shè)備。U盤是采用Flash芯片，F(xiàn)lash芯片可電擦寫，在通電以后可改變狀態(tài)，不通電就固定狀態(tài)。所以斷電以后資料能夠保存。

U盤的出現(xiàn)是移動存儲技術(shù)領(lǐng)域的一大突破，其體積小巧，特別適合隨身攜帶，可以隨時(shí)隨地、輕松交換資料數(shù)據(jù)，是理想的移動辦公及數(shù)據(jù)存儲交換產(chǎn)品。

U盤采用USB接口標(biāo)準(zhǔn)，讀寫速度較快。從穩(wěn)定性上講，U盤沒有機(jī)械讀寫裝置，避免了移動硬盤時(shí)容易碰傷、跌落等原因造成的損壞?？稍谌魏螏в蠻SB接口的電腦中使用。2．6MP3、MP4播放器

MP3、MP4并不是播放器的名稱，而是一種數(shù)據(jù)存儲的格式（數(shù)據(jù)壓縮存儲格式）。其實(shí)是把用音頻按MP3格式壓縮和把視頻按MP4格式壓縮的數(shù)據(jù)存儲在半導(dǎo)體存儲器上。由于MP3、MP4在播放過程中的信號流程完全沒有涉及機(jī)械的運(yùn)動，所以不會像CD、MD、VCD這類音頻、視頻播放設(shè)備那樣會因?yàn)楣忸^受到外界震動而發(fā)生跳音現(xiàn)象，更不會像磁帶那樣要有傳動機(jī)械而出現(xiàn)絞帶現(xiàn)象。所以一般來說只要儲存卡沒有問題，在正常情況下MP3、MP4在播放器在播放時(shí)絕不會出現(xiàn)跳音等現(xiàn)象。1.MP3隨身聽2.移動數(shù)字電視3.數(shù)碼攝像機(jī)（DigitalVideoCamera,DV）4.音箱（Speaker）輸出設(shè)備顯示器主動發(fā)光器件：CRT、LED、VFDCRT顯示器被動發(fā)光器件：LCDLCD顯示器①CRT

②LCDLED2.4打印機(jī)（Printer）(1)點(diǎn)陣針擊打印機(jī)（Dot-matrixPrinter）

(2)激光打印機(jī)（LaserPrinter）(3)噴墨打印機(jī)（Ink-jetPrinter）輸出設(shè)備(4)多功能事務(wù)機(jī)（MultifunctionPrinter）輸出設(shè)備2.5傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入電路輸入電路是把傳感器輸入的各種信號進(jìn)行放大、濾波、整形、變換等一系列的處理，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識別的標(biāo)準(zhǔn)信號。一般分為模擬信號輸入電路和數(shù)字信號輸入電路。(1)模擬信號輸入電路模擬信號輸入電路是單片機(jī)將控制對象的各種被測參數(shù)，水溫、空氣流量、氣溫等都通過傳感器變成模擬電信號，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量進(jìn)入ECU的電路。(2)數(shù)字信號輸入電路數(shù)字量輸入裝置多是產(chǎn)生離散信號，通常這些信號代表兩種狀態(tài)，如開和關(guān)、限內(nèi)與限外、高電平與低電平等。例如發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速數(shù)字傳感器就是其中一種，它可以產(chǎn)生和曲軸轉(zhuǎn)角速度成正比頻率脈沖信號。在防滑制動中的輪胎轉(zhuǎn)速傳感器也是一種數(shù)字傳感器，把數(shù)字傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)過預(yù)處理成ECU要求的標(biāo)準(zhǔn)脈沖后，進(jìn)入ECU控制的計(jì)數(shù)器，通過測頻或測周期的算法求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。上止點(diǎn)的脈沖信號發(fā)生器在曲軸轉(zhuǎn)到上止點(diǎn)之前的某個位置時(shí)，產(chǎn)生一個窄脈沖，作為點(diǎn)火噴油基準(zhǔn)信號，以上裝置都是數(shù)字輸入裝置。輸出電路輸出電路是把計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令信號，經(jīng)過放大、變換等處理轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動各執(zhí)行器工作的電信號。一般分為模擬信號輸出電路和數(shù)字信號輸出電路。（1）模擬信號輸出電路模擬量輸出裝置多是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如控制空燃比用的油門開度的控制器，就是把ECU送來的數(shù)字信號通過步進(jìn)電機(jī)變成機(jī)械轉(zhuǎn)動量(模擬量)。

(2)數(shù)字信號輸出電路數(shù)字量輸出裝置是汽車自動控制的輸出機(jī)構(gòu)的一種，例如電子噴油器的電磁線圈、點(diǎn)火系的點(diǎn)火線圈等都是數(shù)字量輸出裝置。噴油的自動控制主要解決兩個問題:一是噴油量的多少，主要是由ECU給噴油器電磁線圈脈沖的寬度來決定的。二是在什么時(shí)間開始噴油，由發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角大小(由上止點(diǎn)到開始噴油的轉(zhuǎn)角大小)來決定。當(dāng)然，ECU輸出要通過接口、光電隔離及功率放大后才能控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單片機(jī)系統(tǒng)中有多種輸入傳感器，這些傳感器將汽車上的信息傳遞給汽車單片機(jī)，這些信息的傳遞形式有模擬信號和數(shù)字信號兩種。模擬信號一般要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能傳遞給汽車單片機(jī)(控制器)，而數(shù)字信號只要稍加電平變換就可以直接被單片機(jī)(控制器)接收。進(jìn)氣溫度傳感器位于進(jìn)氣歧管內(nèi)可以感知進(jìn)氣溫度的地方。這個傳感器中有一個負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)空氣冷時(shí)，電阻元件的電阻值增加;反之，電阻元件的電阻值減小。當(dāng)進(jìn)氣溫度傳感器變冷時(shí)，它向汽車單片機(jī)送出一個幅值較大的模擬電壓信號，汽車單片機(jī)系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器再把這個信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，見圖1。控制器收到進(jìn)氣溫度傳感器信號后立即訪問ROM中的查詢表，查詢表列出了每一空氣溫度對應(yīng)的空氣密度。當(dāng)進(jìn)氣溫度傳感器電壓信號很高時(shí)，查詢表會指出空氣密度很大。這個信息傳給微控制器，