常用输入输出设备

第7章常用输入输出设备本章首先介绍外部设备的相关知识，然后介绍常用外部设备：键盘、鼠标器、扫描仪、CRT显示器、液晶显示器、喷墨打印机、
激光打印机的工作原理及相关接口，最后简要介绍多媒体技术和常用多媒体外部设备。重点是键盘的组成原理与简码识别、CRT显示器、液晶显
示器、喷墨打印机、激光打印机的工作原理及相关接口电路。第7章常用输入输出设备7.1概述7.2常用输入设备7.3常
用输出设备—显示器7.4常用输出设备—打印机7.5多媒体技术与设备7.1概述外部设备包括输入设备和输出设备，简称
为I/O（Input/Output）设备。在早期计算机中，输入设备是用来向计算机输入程序、数据和命令，输出设备是用来输出计算机的运
算结果、程序清单或数据加工处理后的结果。以后，随着通信与多媒体技术的发展，又出现了许多通信及多媒体设备。（1）基本输入设备用来
向计算机输入程序、数据和命令，常用的有键盘、鼠标器、触摸屏等。（2）基本输出设备用来输出计算机的运算结果、程序清单或数据加工处
理后的结果，常用的有显示器、打印机、绘图仪等。（3）多媒体设备随着计算机、通信网络和外设技术的发展，能够处理不同媒体信息的计算
机大量涌现出来，即人们所说的多媒体计算机。它除了具有很强的数据处理能力外，同时配有用于处理不同媒体信息的设备，即多媒体输入输出设备
。例如，话筒、书写板、摄像机、数码相机、扫描仪、投影仪、光盘存储器、刻录机等。在连接计算机网络时，各种网络设备也是计算机必不可少的
外部设备，例如模/数与数/模转换器、调制解调器、网卡、数传机、集线器和交换机等。本章主要介绍计算机基本输入输出设备，然后简要介绍
多媒体技术的有关知识。7.2常用输入设备7.2.1键盘1．键盘工作原理键盘是计算机必不可少的输入设备，由若干个键
组成。早期计算机普遍使用的是83键的键盘，称为标准键盘；以后，出现了101/102/104键的键盘，称为扩展键盘。现在，许多公司都
在原有键盘的基础上增加了一些特殊功能键，使键数有所增加，但是键盘的结构并没有改变。这类键盘由排列成阵列形式的一组按压式开关组成，
每个按键都有唯一的编号，称为键码。一旦有按键按下，其键码传送给CPU，以确定是数字、字母还是某一功能键。如果是数字或者字母，则按数
字或字母输入处理；若是功能键，则转到相应的处理程序。键码的识别是通过硬件电路和软件程序来实现。常用的方法有行扫描法、行反转法和行列
扫描法等，下面仅以行扫描法为例，说明键码识别的方法。图7.1行扫描法键盘阵列2.键码识别1）行扫描阵列行扫描阵列如图
7.1所示，所有按键排列成阵列，在行线与列线交叉处连接一个按压式开关。同时，使用两个数据锁存器，一个是行锁存器，用于数据输出；另一
个是列锁存器，用于数据输入。行线经反相器连接到行锁存器，列线直接连接到列锁存器。当按键按下时，行线与列线连通；手指松开时，按键弹开
，行线与列线断开。行/列锁存器与外部数据线连接，CPU可对其进行读/写操作。2）键码识别在没有按键操作时，行锁存器保持全0，所
有行线处于低电平，所有列线经电阻接+5V电源，处于高电平，列锁存器输入全1。一旦某一按键按下，一条列线降为低电平。这时，CPU执
行键码识别程序，以确定按下的按键的键码，也称为键盘扫描程序。在行扫描程序中，首先向行锁存器输出扫描数据11110B，即扫描码，使
第0行为低电平，其余行仍为高电平。这时，如果按下的键在第0行，列锁存器的读出值必然非全1；否则，恢复为全1。说明按下的键不在第0行
。于是，再向行锁存器输出扫描码11101B，使第1行为低电平，其余行为高电平。这时，如果由列锁存器读出的值非全1，则说明按下的键在
第1行；若读出全1，则按下的键不在第1行。这样，就可以继续向行锁存器输出扫描码11011B，以判断按下的键是否在第2行，直至确定行
号为止。11110B11101B11011B10111B01111B扫描代码：由于人们的动作迟钝，一般在ms级，而扫描程序的执行
时间为μs级。因此，在CPU检测到有键按下或者收到键盘的中断请求之后，执行扫描程序的时间绰绰有余。CPU把行扫描码和列锁存器的读出
数据组合起来，即可得到按下的键的键码。例如，设第2行第3列的按键按下，则扫描到第2行（扫描数据为11011）时，列锁存器的读出值必
然非全1，即0111。这样，将行扫描码11011和列锁存器的读出值0111组合起来（110110111），即可得到第2行第3列按
键的键码值。然后查表取到键名，比如A或者B等。此外，也可以直接用行列编码（000100011）来表示。3.消除抖动与重键
识别在键盘设计时，除了对键码识别外，还有按键抖动和重键的问题需要解决。按键按下时，其开关接触处多有抖动，约为10ms左右。消除方
法有两种：一种是用硬件电路来解决，比如滤波器、触发器电路等；另一种是用软件延时的方法来解决。重键是指两个或多个按键同时被按下，解
决的方法也有两种：一种是仅识别最先按下的那个键；另一种是仅识别最后松开的那个键。在CPU获得键码值后，可通过查表或由程序将其转换成
相应的数字或字符，存储或者在屏幕上显示出来；如果是功能键，转到相应的处理程序。下面举例说明键盘扫描程序的设计方法。4.编程举例
【例7.1】设CPU通过两个并行输入输出接口与8×8键盘连接，其中PA口作为行锁存器用于输出，PB口作为列锁存器用于输入，设计
键盘扫描程序。解：8×8行扫描法键盘的连接与图7.1类似，由PA口输出扫描代码，由PB口读入列代码，扫描结果存在CPU中的AX寄
存器中。程序如下：LP1：MOVAX，00HMOVDX，PORT_PAOUTDX，AL；行锁存器输出
全0MOVDX，PORT_PBIN AL，DX；读列锁存器CMPAL，0FFH；判有无键
按下JZLP1；无键按下，继续扫描CALLDLY；延时12ms，去抖动MOVAH，0
FEH；设置扫描代码MOVSI，08H；设置扫描次数LP2：MOVAL，AH；取扫描代码MOVDX，
PORT_PAOUTDX，AL；扫描一行RCLAL，1；扫描代码循环左移MOVAH，ALMOV
DX，PORT_PBINAL，DX；读列锁存器CMPAL，0FFHJNZLP
3；某一列为0转移DECSI；减1计数JNZLP2JMPLP6；未扫描到，退出LP3：LEA
BX，TABLE；取键码表入口地址MOVCX，n；按键个数送CXLP4：CMPAX，[BX] ；
查表JZLP5 ；查到，转移到LP5INCBXINCBXLOOPL
P4JMPLP1 ；未查到匹配值，转移到LP1LP5：MOVDX，PORT_PBIN
AL，DXCMPAL，0FFHJNZLP5 ；判按键是否释放CALLDLYLDAX，[
BX]CALLKEY ；调用键盘处理程序LP6：RETTABLEDW…；键码表其中DLY是延时子程序，延时时间为1
2ms。图7.2鼠标7.2.2鼠标器鼠标器（Mouse）简称鼠标，是一种快速定位器，也是目前计算机必备的输入设备，它借
助于屏幕，输入人们所需要的信息。鼠标通过专用电缆与主机箱上的串行插口连接，使用方式分为移动、按击和拖曳。鼠标在桌面或专用平板上滑动
，光标在屏幕上同步移动，光标位置确定后可按鼠标上的确认键，完成一次信息输入操作。早期有两键鼠标，现在普遍使用的是三键鼠标。各键的
功能由所使用的软件来定义，一般左键定义为确认（也叫拾取）键，右键定义为快捷菜单键或专用功能键，中键为屏幕滚动键。从结构和制造原理上
分，常用鼠标有机械式和光电式两种。鼠标的外形如图7.2所示。1.机械式鼠标机械式鼠标，内部装有3个滚动轮，其中两个各连接一个
码盘，另外一个仅起导动作用。这3个滚动轮与一个小球接触，小球一部分露出底面，可在桌面上滚动。小球滚动时，带动3个滚动轮转动，其中x
方向和y方向的滚动轮带动码盘转动。码盘上均匀地刻有小孔，两组发光二极管和光敏晶体管相对应地安装在码盘的两侧。当码盘转动时，发光二
极管射向光敏晶体管的光束时断时通，从而产生两组脉冲序列，表示鼠标移动的方向和位移量。根据这一数据，可确定光标在屏幕上位置。在按下
鼠标上的按键时，CPU根据光标在屏幕上的位置转向相应的程序。2.光电式鼠标光电式鼠标是在基座内装有两组发光二极管和光敏晶体管
。早期的光电鼠标需要在专门的滑动板上使用。滑动板是一种印有均匀小方格的反光板，当发光二极管发出的光线投射到滑动板上时，产生反射光线
。经光学透镜聚焦后，投射到光敏晶极管上。鼠标滑动时，反射光因受网格的影响有强弱变化，从而产生脉冲序列，表示鼠标在x方向和y方向的位
移量。现在的光电鼠标是通过一个发光二极管发出光线，照亮鼠标底部表面，反射光线经过一组光学透镜，传输给一个光感应器件（微成像器）成
像。这样，当鼠标移动时，其轨迹被记录为一组高速拍摄的连贯图像。再利用鼠标内部的一块专用数字微处理器（DSP）对移动轨迹进行图像分析
，来判断鼠标的移动方向和距离，从而完成光标定位。鼠标的主要技术指标是分辨率，是指移动1英寸所能检测到的点数（ppi），目前鼠标器
的分辨率一般为400～800ppi。3.鼠标器接口鼠标器与主机的通信多采用串行方式，通过6芯专用线连接到主机的鼠标插口上，
数据传输速率一般为1200/2400bps。另外，也有通过USB接口与主机连接的。7.2.3扫描仪随着多媒体技术的
发展，扫描仪已经成为计算机的一种重要的输入设备，可以输入文字以及各种图形图像，例如文稿、图片、照片、胶片等。其中文稿可以使用专用软
件转换成文本文件，用户可修改、编辑、存储和打印输出。图片、照片、胶片可转换成图像文件，用户亦可进行加工处理，例如裁剪、修改、存储和
打印输出等。目前，扫描仪的种类很多，常见的有平板式扫描仪、手持式扫描仪、滚筒式扫描仪、馈纸式扫描仪、工程图纸扫描仪、底片扫描仪、3
D扫描仪、笔式扫描仪、条码扫描仪以及实物扫描仪等。下面仅以平板式扫描仪为例，简要说明扫描仪的工作原理和使用。1．工作原理扫描仪
主要由光学部件、机械传动部件和转换电路组成，在相应软件的支持下，对文稿、图片等进行扫描。其核心是光电转换部件，包括光源和感光器。光
源一般使用的是冷阴极荧光灯。感光器，即扫描元件，主要有4种类型，即电耦合器件（CCD）、接触式感光器（CIS）、光电倍增管（PMT
）和互补氧化物导体（CMOS）。平板扫描仪的外形如图7.3所示。在机械传动部件的带动下，光源和感光器从平板的一端移动到另一端，即
对稿件进行预扫描，确定目标物的位置，然后再进行实际扫描。在实际扫描中，CCD将目标物的反射光信号转换成电信号，经放大整形后传送给计
算机，再由计算机进行加工处理和存储。与CPU连接，有并行接口，也有串行接口。目前，使用较多的是USB接口，安装方便，支持热插拔。
2．主要性能指标1）分辨率分辨率是指每英寸上的点数，用dpi表示。目前，常见的有1200dpi×2400dpi、2
400dpi×2400dpi、2400dpi×4800dpi、3200dpi×6400dpi以及6400×9600dp
i等。对于一般用户来说，300dpi～2400dpi的分辨率就已足够了。2）灰度与色深灰度是指扫描时对图像由纯黑到纯白
整个色彩域划分的级数。目前，多数扫描仪采用256～1024级，高档扫描仪可达4096级。色深表示彩色扫描仪所能分析颜色的范围，通
常用每个像素点上颜色的数据位数表示。目前，彩色扫描仪的色深值一般为24bit、36bit、42bit和48bit。一般
分辨率为600dpi×1200dpi的色深值为36bit，高档的有48bit。3）扫描速度扫描速度可分为预扫速度和扫描
速度，通常用指定分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示，比如10s、20s等；也有用扫描标准A4幅面所用的时间来表示，或者用扫描一行所
用的时间来表示。4）扫描幅面扫描幅面是指稿纸或目标物的尺寸，常见的有A4、A4加长、A3、A1和A0等。3．软件每一种扫描
仪都配有专门的支持软件。用户购买时，厂家随机赠送，也可以在市场上选购，常见的有Acrobatreader（PDF阅读软件）、Ar
csoftphotoimpression（影像编辑）、Arcsoftphotobase（多媒体管理）、汉王OCR（中文识别软件
）、Photofarmily（照片管理和电子相册）等。其中，常用的是OCR，可识别扫描图像中的文字，并转换成文本格式，可对其进行
编辑加工。7.3常用输出设备—显示器显示器是用来显示运算结果、程序清单或加工处理后的数据结果的设备。它一方面作为输出设备
，另一方面与键盘或鼠标器一起构成人机交互界面。目前，显示器的类型很多，比如发光二极管、数码管显示器、数码显示屏、CRT显示器以及液
晶显示器等。这里主要介绍计算机中常用的CRT和液晶显示器。7.3.1CRT显示器1．内部组成与工作原理CRT（Cathod
eraytube）显示器也称为阴极射线管，如图7.4所示，由阴极、栅极、加速极、阳极、汇聚板和荧光屏组成，分为单色和彩色两种。
这里主要介绍彩色CRT显示器的组成原理。图7.4彩色CRT组成原理在CRT显示器中，阴极发射电子束，单色射线管仅有一个阴极。
彩色射线管中有3个独立的阴极，分别是R（红）、G（绿）、B（蓝），在R、G、B三个信号的驱动和控制下，发射三束电子束。通过改变栅极
和阴极之间的电压，可改变电子束的强弱，再经过加速和聚集，分别轰击荧光屏上的荧光粉。对于彩色显示屏，涂有红、绿、蓝三种颜色的荧光粉
，经轰击而产生彩色光点。图7.5光栅扫描示意图为了在整个屏幕上显示字符和图像，光束从左上角开始，从左向右沿水平方向逐行轰击荧
光屏。这一过程，称为扫描。当扫描到右下角时，再返回到左上角，继续扫描，这些扫描线形成光栅。扫描一屏，称为一帧。每秒扫描的行数，称为
行频；每秒扫描的帧数，称为帧频。整个扫描过程由行/帧扫描电路和垂直/水平偏转线圈控制，光栅扫描示意如图7.5所示。2.主要性
能指标目前，衡量CRT显示器的主要性能指标有分辨率、颜色种类和灰度。1）分辨率分辨率与显示器的尺寸、适配器的规格和工作模式有
关，一般用屏幕像素的数目来表示。例如，800×600表示在屏幕的水平方向有800个像素，垂直方向有600个像素行。目前，21英寸的
显示器最高分辨率可达到1?600×1?280?dpi。2）颜色的种类颜色的种类决定于显示器的规格，显示适配器的类型和工作模式，有
16色、256色以及真彩色等。3）灰度主要是指显示器的黑白对比度，用来表述图像的柔和程度或显示层次，可分为64级、256级等。
3.显示适配器显示适配器是连接显示器和主机板之间的电路，常以板卡的形式插在总线扩展槽上，亦称显卡，可通过9芯或15芯D型插头
与显示器连接。目前，有的微型机已将显示适配器直接设计在主机板上，方便用户使用。根据颜色效果，分为单色显示适配器和彩色显示适配器。随
着计算机技术的发展，显示设备也在不断地升级换代，分辨率与清晰度不断提高，显示适配器的性能也随之提高。单色显示适配器是配合单色显示
器使用的。彩色显示适配器是配合彩色显示器使用，常用的类型有CGA（Colorgraphicsadaptor）、EGA（Enha
ncedgraphicsadaptor）、VGA（Videographicsadaptor）、TVGA（Tridentv
ideographicsarray）和图形加速器AGP（Acceleratedgraphicsport）等。目前用得比较
多的是AGP，一种专为提高视频带宽而设计的总线规范接口。它是在主存与显示器之间提供了一条直接通道，使3D图形数据越过PCI总线，直
接送入显示子系统。在显示性能上支持高分辨率真彩显示，可有效地提高3D图形处理性能，是目前多媒体计算机必备的显示卡。4.字符/
图形显示在计算机中，显示模式有两种，即文本字符模式和图形图像模式，用于字符、图形、图像显示。1）文本字符模式在文本字符模式下，
屏幕划分为m×n个字符块，每个字符块由若干行和若干列的像素组成。例如，25×80和8×8，分别表示屏幕被划分为25行、80列，每一
个字符块包括8行×8列像素。在实际显示中，字符用7×7个像素，而在两个字符之间空一行和一列。在显示控制中，每一个字符由两个字节表示
，如图7.6所示。其中一个字节是其ASCII码，另一个字节表示属性，包括亮度、背景色、前景色等。背景色和前景色分别用3位二进制数
表示，可显示8种颜色，例如010表示绿色。在文本字符模式下若要显示图形，只能用字符组成图形。在早期的计算机中，图形的显示即采用这
种方式。2）图形图像模式在图形图像模式下，图形或图像都是由明亮程度不同的像素构成，在对图形图像处理时是以像素为单位进行的。每一
个像素用一个二进制数来表述，该二进制数的位数决定可显示的颜色数。当位数为1时，可显示黑、白两种颜色；当位数为4时，可显示16种颜色
；当位数为8时，可显示256种颜色。在图形图像模式下，也可以显示字符，其方法与图形相同。5.显示存储器为了存储表述整屏像素
的二进制数据，在显示接口卡上配有一定容量的存储器，称为显示存储器，简称显存。不同的显示适配器，配有不同容量的显存，例如MDA的显存
容量仅有4KB，TVGA的显存容量为1MB，AGP图形加速卡中显存容量可在128MB以上。图7.7液晶显示器7.3.2
LCD显示器1.工作原理LCD（Liquidcrystaldisplay）显示器，即液晶显示器，如图7.7所示，是利用一
些液态物质在一定的条件下具有不同透光性的特点而制成的。一般液体分子的排列是没有规律性的。而有些液体，分子呈长棒形，排列有规律。这
种液体，称之为“液态晶体”，简称为“液晶”。在外电场的作用下，分子的排列方向会有规则地旋转90°。这样，就改变了透光性，也就产生了
明暗之分。通过控制红、绿、蓝三种颜色的透光度，即可实现彩色显示。早在1971年，液晶显示器就已经出现。最初，仅做成小屏幕显示板，
真正作为计算机的显示设备是20世纪80年代以后的事情。目前，使用较多的是场效应晶体管（Fiedeffecttransiste
r）液晶显示器。它是在每一个液晶像素的背后集成有场效应晶体管，借以驱动每一个像素。由于场效应晶体管的栅电容较大，具有一定的电荷信号
保持能力，能与CMOS电路直接匹配，易于控制，因此成为当前液晶显示器的主流技术。全称为，薄膜场效应晶体管有源阵列彩色显示器。由于
其体积小，体型薄，重量轻，工作电压低，功耗小（1～10μW/cm2），无污染，无辐射，无闪烁，无静电感应，视域宽，现在已广泛用于各
类计算机。2.主要性能指标由于每一个液晶像素都是由集成在其后的薄膜晶体管TFT（Thinfilmtransistor）
来驱动，因此可做到高速、高亮度、高对比度显示。主要技术指标如下：1）可视角度可视角度是指从上下左右观看屏幕的角度，即视线与中垂
线之间的夹角，一般在最大可视角度所观察或测量到的对比度越大越好，例如45°，表示视角为0～45°。2）亮度和对比度亮度越大，感觉
越明亮，目前常见的TFT液晶显示器的亮度为200cd/m2（坎德拉/米2），对比度为（150～300）:1。3）响应时间响应
时间是指各像素对输入信号的反应速度，即像素由暗转亮，或由亮转暗的速度，一般为25～30ms。4）显示颜色数显示颜色数一般为25
6K及以上。5）分辨率一般在800×600dpi及以上。7.4常用输出设备—打印机打印机是计算机的重要外部设备，用来输
出程序清单、运算结果、编辑处理后的文本、用户绘制的图表以及经处理或从网上下载的图片等。由于打印在纸上，可以长期保存，因此常称为硬拷
贝。打印机的类型很多，使用较多的有早期的针式打印机和现在流行的激光打印机及喷墨打印机。但是，不管哪一种，都由控制系统和执行机构组
成。其中，控制系统用来接收计算机送来的打印命令和要打印的文字、图表或图片，并把它们转换成相应的点阵代码，控制执行机构打印。执行机构
是在控制系统的控制下，使墨滴印到纸上，显现出所需要的字符、图表或图像。下面首先简要介绍打印机控制系统的组成与功能，然后介绍目前常用
的激光打印机和喷墨打印机的工作原理。图7.8打印机控制逻辑7.4.1打印机控制系统打印机控制系统如图7.8所示，主要由单
片机和相应的接口电路组成，此外还有存储器RAM/ROM、控制面板、检测及驱动电路等。在向打印机传送数据时可以并行传送，也可以串行传
送。因此，打印机也随之分为并行口打印机和串行口打印机。在打印机控制系统中，ROM存储打印机控制程序和字符的点阵码，RAM存储主机
发来的数据和控制命令；检测电路检测打印机工作状态；控制面板显示打印机工作状态，并提供手动操作；驱动电路根据打印命令和数据，向执行机
构发驱动信号和电流，控制打印机打印。当主机向打印机输出数据时，首先查询打印机的“忙”信号，如果“不忙”，则输出数据和选通信号。主
机送到打印机的数据分为两类：一类是打印字符；另一类是控制命令，例如制表符、回车符、换行符等。如果是打印数据，送入打印缓冲区RAM
中，如果是控制命令，由控制电路发相应的控制信号，控制打印头及走纸机构的运动，同时置“忙”信号。由于字符是由点阵构成的，因此打印时
，根据字符编码从ROM中取出相应的点阵码送往打印头。打印机按行进行，因此一次读取一行字符的同一行（或多行）点阵码；打印后再取下一行
。打印完一行字符后，打印纸前进一格。分页控制程序控制分页和走纸。7.4.2激光打印机激光打印机的工作原理是采用类似于复印机的
静电照相技术。其结构与工作原理如图7.9所示，是把打印内容（字符、图形、图像）转换成感光鼓上以像素组成的位图，再转印到纸上。组成元
件主要有感光鼓、激光器、充电器、消电清除器、碳粉盒、显像辊、转印轮和走纸机构等。感光鼓是镀有光导材料的圆柱体，当光线照射时呈导电
性，过暗室时呈绝缘性。激光器可产生波长小于800nm的光束，且受字符图像点阵码的调制，成为脉冲光束，再在内部一个旋转的八面锥镜的
控制下，从左向右对感光鼓进行扫描。印刷过程主要分为6个步骤：充电-曝光-显影-转印-定影-消电清除图7.9激光印字机组成原理
充电是向充电器的电晕电极上加高压，使感光鼓表面带上电荷。当受调制的脉冲激光束照射到感光鼓上时，使曝光部分（记录字符图像点阵）的电
荷衰减或消失；感光鼓不停转动，表面不断曝光，于是生成表面静电潜像。然后，用带有一定电荷的着色剂（石墨，俗称碳粉）在感光鼓上着色，形
成可视图像，即显影。当带有影像的鼓面转动到转印电极下时，由于记录纸带有相反的电荷，显影后的图像就转印到纸上。再经加热和压轮挤压，使
影像固定到纸上。图7.10喷墨打印机组成示意图感光鼓继续转动，再由消电清除器消电并清除表面的残留粉末，以便后再印。由于激光打
印机是通过转印的方式印字，因此也称为印字机。目前的激光打印机有的将感光鼓与碳粉匣合为一体，例如HP、Lexmark的产品；也有的
将感光鼓与碳粉匣分离。该类打印机速度快，噪声低，精度高，分辨率为600～1200dpi，打印速度为12～120ppm。7.
4.3喷墨打印机喷墨打印机是一种非击打式印字机，突出优点是体积小，噪音低，使用专用纸可印出与照片相媲美的图片。外部结构如图7.
10所示，主要由打印头、打印头移动机构以及走纸装置组成。其核心是打印头，由喷头和墨盒组成。图7.11喷墨打印机的工作原理目前
，喷墨打印机按喷头的工作方式，分为压电式喷墨和热喷墨两种类型；按照墨汁的材料性质，又分为水质材料、固态油墨和液态油墨等类型。1
）压电喷墨技术压电喷墨技术是将许多小压电陶瓷放置在喷墨打印机喷嘴周围，利用它在电压的作用下发生形变，使墨汁通过喷嘴喷出，其示意如
图7.11所示。工作时，导电的墨水经墨水泵压入喷嘴盒，由喷嘴高速射出。射流经高频振荡器断裂成连续均匀的墨水滴。墨水滴经过充电电极
时受字符发生器的控制而充电，需要射击到纸上的墨水滴被充电，然后在偏转极板的控制下按行射到纸上；不需要射到纸上的墨水滴不充电，落入回
收盒。一行字符的点迹印刷完后，打印头右移到下一位置，继续印刷下一字符的一行点迹，依此类推。一行字符的点迹印刷完毕后，再印下一行，
若干行点迹构成一行字符。一行字符印刷完后再印刷下一行，送纸滚筒使纸向前走一行。一页印刷完后，走纸机构自动换纸。为了降低成本，一般
将打印喷头与墨盒分离；这样，更换墨汁时不必更换喷头。目前，分辨率可达1440dpi。2）热喷墨技术热喷墨技术是通过喷头上的
电加热元件（比如热电阻），在3μs内急速加热到300℃，使喷嘴底部的液态油墨汽化成气泡，该蒸汽形成一层薄膜将墨汁与加热元件隔离，避
免将喷嘴内全部墨汁加热。加热信号消失后，加热陶瓷表面开始降温，但残留余热仍促使气泡在8μs内迅速膨胀，由此产生压力压迫一定量的墨滴
克服表面张力快速挤出喷嘴。随后温度下降，气泡收缩，墨滴分离。气泡消失后，墨滴与喷嘴内的墨汁完全分离，从而完成一次喷墨过程。喷到纸
上的墨汁的多少，可通过改变加热元件的温度来控制。加热过程快，从加热到气泡生成，再到消失，并准备下一次喷射的整个过程仅需140~20
0μs。用这种技术制作喷头的工艺比较成熟，成本较低。缺点是喷头中的电极经受电解和腐蚀，影响寿命。一般将喷头与墨盒制作在一起，更换墨
盒时也更换喷头。目前，常用的有佳能（Canon）和惠普（HP）等公司的产品。7.5多媒体技术与设备1．多媒体信息是人
和事物内在属性的反映，媒体则是表示和传播信息的载体，所谓多媒体是指多种媒体的组合。按照国际电话电报咨询委员会（CCITT）的规定，
媒体分为5种类型，即感觉媒体、表示媒体、存储媒体、表现媒体和传输媒体。所谓感觉媒体，是直接作用于人的感知器官，或者说对人产生直接
感觉的媒体，比如图形、图像、语音、音乐、文字、数据、电影、电视等；表示媒体是为了加工处理和传输感觉媒体而人为构造出来的媒体，比如语
言、文字、数符以及各种编码等；存储媒体是用来存储信息的载体，比如计算机中的存储器、磁盘、光盘等；表现媒体是把信息以某种形式输入给计
算机，或者把计算机中的信息再现出来，比如键盘、摄像机、话筒、光笔、扫描仪、显示器、电视机、喇叭、打印机、绘图仪等；传输媒体是用来传
送信息的载体，比如光、电以及传送光、电信号的光纤、电缆、微波等；另外，报刊杂志、书籍等也是传输信息的媒体。2．多媒体计算机与常用设备所谓多媒体计算机，是能够接收和处理多种媒体信息的计算机。是在过去一般计算机上增加一些多媒体设备，比如光盘（CD-ROM）、音频输入/输出设备、视频输入/输出设备、多媒体通信设备等，使计算机能够对多种媒体信息进行加工和处理。这样，就构成了多媒体计算机。这些设备可分为器件、接口电路板和外部设备。器件，主要指音频/视频合成与处理芯片、视频压缩/还原芯片、数字/模拟转换芯片、数字信号处理芯片、网络接口芯片以及图形图像处理芯片等，典型代表有DSP处理器。接口电路板，是由用于多媒体信息处理的器件组成，用来连接外部设备或网络，并对不同媒体信息进行处理，主要有音频视频信号采集处理与播放卡、图形显示卡、图形加速卡、视频压缩/解压卡以及网络接口卡等。也有的计算机，把其中的一些接口电路板直接设计在计算机的主板上。外部设备，主要有摄像机、数码相机、扫描仪、激光打印机、图像显示终端、光盘存储器、光盘刻录机等。如今的计算机，无论大型机、小型机、巨型机、微型机、或者掌上电脑，一般都配有多媒体设备，可进行多种媒体信息的接收/采集和处理。3.多媒体文件在多媒体计算机中，除了运行系统文件和一般的数据库文件、字表处理文件之外，针对多媒体信息和不同的处理技术，有不同的媒体信息处理文件，以支持用户进行多媒体应用程序的开发。比如GoldWave、Photoshop、Authorware、3dMAX以及Flash动画制作软件等。生成的文件主要有音频格式文件、图像格式文件、视频格式文件和动画文件。其中数字音频文件有WAV、MIDI、CDA、MP3等格式；图像文件有BMP、GIF、JPG、JPEG、PCD等格式；视频文件有PPJ、AVI、MPG、DAT、DIR等格式；动画文件有GIF、AVI、FLA、SWF等格式。