第11章计算机其他外围设备

计算机组装与维护计算机组装与维护任课教师：第第11章其他外围设备章其他外围设备 重点了解打印机、扫描仪和摄像头的重点了解打印机、扫描仪和摄像头的工作原理工作原理 重点了解打印机、扫描仪和摄像头的重点了解打印机、扫描仪和摄像头的性能指标性能指标 熟悉打印机、扫描仪和摄像头的安装熟悉打印机、扫描仪和摄像头的安装方法方法 了解打印机、扫描仪和摄像头的分类了解打印机、扫描仪和摄像头的分类11.1打印机打印机 打印机是计算机常见的外围设备之一，也是计算机系统中除显示器之外的另一种重要的输出设备。打印机的主要任务是接收主机传送的信息，并根据主机的要求将各种文字、图形、信息通过打印头或打印装置打印到纸上。打印机与和其他设备不同，它不仅把图形、文字等打印到纸上，还要驱动纸张。打印机已成为办公自动化不可缺少的工具，本节将主要介绍打印机的分类、工作原理、性能指标及选购方法。11.1.1打印机的分类打印机的分类打印机的品种很多，分类方法也各有不同。1.按打印原理分类按打印原理分类,可以把打印机分为针式打印机、喷墨打印机、激光打印机和热转换打印机等几种，这也是最常见的分类方法。2.按用途分类按用途分类,可以把打印机分为两类：一类是通用型打印机，它可以广泛地应用于学校、机关、家庭等对打印无特殊要求的场合；另一类是专用型打印机，它的用途比较专一，如专用于票据打印的打印机，此类打印机一般多用在商场、银行等场合。3.按打印幅面分类按打印幅面分类,按打印幅面的不同分类，可以把打印机分为窄幅打印机（只能打印以下的幅面）和宽幅打印机（可以打印及以上的幅面）两大类。11.1.2打印机的工作原理打印机的工作原理1.针式打印机的工作原理 针式打印机也称为点阵式打印机，这是一种机械式打印机。它利用机械和电路驱动原理，使打印针撞击色带和打印介质，进而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务。从结构和原理上看，针式打印机由“打印机械装置”和“控制驱动电路”两大部分组成，在打印过程中共有三种机械运动：打印头横向运动、打印纸纵向运动和打印针的击打运动。这些运动都是由软件控制驱动系统通过一些精密机械来执行的。 2.喷墨打印机的工作原理 喷墨打印机是一种经济型、非击打式的高品质彩色打印机。该种打印机没有打印头，通过喷墨管将墨水喷到打印纸上，实现文字或图形的输出。工作方式有固体喷墨和液体喷墨两种，当前市场上的主流产品都是液体喷墨打印机。一般的喷墨打印机都可支持彩色打印,打印时无噪音，打印速度介于点阵打印机和激光打印机之间。喷墨打印机按喷墨形式又可分为液态喷墨和固态喷墨两种。液态喷墨打印机是让墨水通过细喷嘴，在强电场作用下高速喷出墨水束，在纸上形成文字和图形。 3.激光打印机的工作原理 激光打印机具有打印速度较快、分辨率高、打印质量好、不褪色等优点，它的缺点是价格昂贵，打印成本较高。激光打印机分为黑白和彩色两种，它的打印原理是利用光栅图像处理器产生要打印页面的位图，然后将其转为电信号，发出一系列的脉冲送往激光发射器。在这一系列脉冲的控制下，激光被有规律地放出。与此同时，反射光束被接收的感光鼓所感光。激光发射时就产生一个点，激光不发射时就是空白，这样就在接收器上印出一行点来。然后，接收器转动一小段固定的距离继续重复上面的操作。当纸张经过一对加热辊后，着色剂被加热熔化，固定在纸上，就完成了打印的全过程。整个过程准确而且高效。11.1.3 打印机的性能指标打印机的性能指标 衡量一台打印机性能好坏的指标有以下几方面: 分辨率 打印速度 色彩数目 技术支持、售后服务11.1.4打印机的选购打印机的选购1.喷墨打印机的选购 选购喷墨打印机时，需要从以下几个方面进行考虑：（1）打印分辨率：文字打印分辨率应达到360dpi，图形打印分辨率最低应在600720dpi之间。（2）打印模式：应选购多数软件支持的打印模式。（3）噪声度：打印噪音要低于45dB。（4）打印速度：每分钟打印页数应在23页。（5）纸张尺寸：根据实际使用的需要，选购不同幅面的打印机。（6）墨盒：要注意打印机所支持的墨盒应具备价格低、寿命长、通用性好和容易购买等特点。（7）售后服务：所选购的打印机应提供良好的售后服务。 2.激光打印机的选购 选购激光打印机时，需要从以下几个方面进行考虑： (1)精度：反映激光打印机精度指标是dpi(dots per inch)，即每一英寸上有几个点。该值越大，说明打印机效果越好，价格也越贵 (2)打印速度：反映激光打印机速度的参数是ppm（pages per minute)，即每分钟打印的页数。ppm值越大，说明打印机速度越快。 (3)与微机的接口：可选择并行口打印机。 (4)中文字库：打印机有的自带中文字库，这样的打印机速度快，称之为中文打印机。 (5)纸张大小：窄行激光打印机可以打印A4、B5型复印纸大小的文稿，宽行激光打印机可以打印A3、B4型复印纸大小的文稿。11.1.5打印机的安装打印机的安装 安装打印机，首先要让打印机与计算机进行物理连接。除无线连接方式外，目前最为常见的打印机接口是并行接口和USB接口，下面就介绍这两种不同接口打印机的安装方法。 1.将打印线插入打印机 并行接口使用的是专用的打印机线，而USB接口的打印机则是使用的标准USB接口线。 2.将打印线的另一头插入计算机 并行口的打印机插入计算机的并口，USB接口的打印机则插入计算机主机的USB接口，如下图所示： 3.接通打印机电源 打印机的取电方式一般有两种：一种是打印机内置变压器，直接连接220V市电即可使用；另一种则是外置变压器，需要将220V市电接入变压器，再将转换出来的直流电输入打印机。11.2扫描仪扫描仪 自1984年第一台平板式扫描仪面世至今，扫描仪已经发展成为除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机输入的设备。用户通常用它来进行各种图片资料的输入。扫描仪也是一种光、机、电一体化的外围设备，用户经常用它来扫描照片、图片、文稿等，并把扫描的结果输入到计算机中进行处理。11.2.1扫描仪的分类扫描仪的分类 扫描仪的类型有很多种，按不同的标准，可分为不同的类型。 （1）根据工作原理的不同，扫描仪可分为手持式、平板式、胶片专用式和滚筒式等几类。 （2）按可扫描幅面的大小，可以分为小幅面的手持式扫描仪、中等幅面的台式扫描仪和大幅面的工程图扫描仪。 （3）按扫描图稿的介质，可分为反射式扫描仪、透射式扫描仪以及既可反射又可透射的多用途扫描仪。 （4）按用途，可分为通用型扫描仪和专用于图像输入的专用型扫描仪。 （5）按色彩方式，可以分为单色扫描仪和彩色扫描仪；单色扫描仪又可分为黑白扫描仪和灰度扫描仪。11.2.2扫描仪的结构和工作原理扫描仪的结构和工作原理 1.扫描仪的结构 通常扫描仪都包括3大部分：扫描头光学成像部分；步进电机和导轨传动部分；主板控制和A/D转换处理电路部分。扫描仪是光机电一体化的产品，这几部分相互配合，才能将反映图像特征的光信号转换为计算机可接受的电信号。 2.扫描仪的工作原理 扫描仪内部基本组成部件是光源、光学透镜、感光元件，还有一个或多个模数转换电路。从最基本的原理讲，扫描仪是把模拟信号转化为数字信号。 扫描仪发出的光源为沿x方向的长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，光带经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜；进入分光镜后，经过棱镜和红绿蓝（RGB）三种滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行接口送至计算机。扫描仪每扫描一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。 3.常见扫描仪的介绍（1）手持式扫描仪的体积较小、重量轻、携带很方便，但扫描精度较低 。（2）平板式扫描仪扫描速度快、精度高。使用平板式扫描仪扫描图文资料时，直接将图文资料放在扫描台上，然后由软件控制它自动完成扫描过程。（3）滚筒式扫描仪采用光电倍增管（PMT）作为光电转换元件。采用光电倍增管技术的滚筒式扫描仪一般应用在大幅面的扫描领域中，如大幅面工程图纸的输入，它采用的是一种滚筒式的走纸结构。（4）胶片专用式扫描仪是高分辨率的专业扫描仪，主要用于扫描幻灯片和摄影负片，扫描区域较小。11.2.3扫描仪的性能指标扫描仪的性能指标扫描仪的性能指标主要有： 分辨率 灰度值 色深 感光器件 接口方式 扫描速度 1.分辨率 分辨率是扫描仪最重要的性能指标，通常以每英寸长度上的点数，即dpi为单位。它直接决定扫描时所能达到的精细程度，是衡量一台扫描仪品质的最重要指标。 扫描仪的分辨率又可分为光学分辨率、插值分辨率和机械分辨率3项指标。 （1）光学分辨率：光学分辨率又可细分为水平分辨率和垂直分辨率。水平分辨率取决于扫描仪CCD元件的数量和透镜的质量，而垂直分辨率主要与扫描仪传动机构的精密程度有关。 （2）最大分辨率：又称为插值分辨率，是在相邻像素之间求出颜色或灰度的平均值以增加像素的办法。 （3）机械分辨率：是衡量扫描仪传动机构精密程度的参数，代表扫描头在垂直方向上每移动一英寸，步进电机所走过的最大步数。 2.灰度值 灰度值是指黑白图像由黑到白整个色彩区域划分的图像级数。表示16级灰度要用4位，表示256级灰度要用8位。 这个数值反映了扫描仪扫描时提供由暗到亮层次范围的能力，更具体地说就是扫描仪从纯黑到纯白之间过渡能力。相对来说，灰度级位数越大，扫描所得图像的层次就越丰富，效果就越好。常见扫描仪的灰度级一般为256级（8位）、1024级（10位）和4096级（12位）。 3.色深 色深又称色彩位数，是指扫描仪对图像进行采样的数据位数，也是指扫描仪所能解析的颜色范围。色彩位数决定了扫描仪所能扫描的颜色范围。色彩位数越大，扫描的效果就越好、越逼真，扫描过程中的损失就越少。 4.感光器件 扫描仪最重要的部分就是其感光部分。目前市场上扫描仪使用的感光器件有四种：电荷耦合元件CCD（包括硅氧化物隔离CCD和半导体隔离CCD）、接触式感光器件CIS（或LIDE）、光电倍增管PMT和金属氧化物导体CMOS。 5.接口方式 扫描仪常见的接口方式有EPP方式、USB接口方式、SCSI接口方式和IEEE 1394接口方式等几种。 6.扫描速度 扫描仪的扫描速度可以分为预扫速度和扫描速度。预扫速度是指扫描仪对所有扫描面积进行一次快速扫描的速度，它直接影响实际的扫描效率，也是用户在选购扫描仪时应主要关注的一个速度指标。 7.扫描幅面 扫描幅面即可扫描的稿纸的大小，通常分为A4、A4加长、A3、A1和A0等。一般的扫描仪的扫描幅面为A4纸。11.2.4扫描仪的选购扫描仪的选购 在选购扫描仪时，一般应从以下方面来考虑： 1.外壳 2.性能指标：扫描仪的分辨率 、色彩位数 、感光元件 、扫描幅面 。 3.应用软件是否充足11.2.5扫描仪的安装扫描仪的安装 以平板式扫描仪为例： 扫描仪打开包装后，一般包括以下软、硬件：扫描仪（1台），电源线（1根），系统安装盘（1张），USB电缆线（1根），说明书（1本）。 扫描仪的软、硬件安装非常简单，用扫描仪附带的USB电缆线连接扫描仪和计算机。打开扫描仪的锁定装置，把电源线与扫描仪连接。启动计算机，Windows将会提示找到新的硬件，按照提示放入扫描仪附带的驱动程序光盘，Windows安装完驱动程序后，对扫描仪进行测试。通过测试后，就可以启动扫描软件进行扫描工作了。11.3摄像头摄像头 随着宽带网的普及，另一种更加方便、直接的交流方式强烈地吸引了广大用户，那就是由摄像头所带来的网络视频通信。其实摄像头作为一种视频输入、监控设备由来已久，它除了提供网络视频通信功能外，还提供有静态照片拍摄和实时监控的功能。 与计算机的其他外设一样，摄像头使用方便，硬件安装简便。通过并行口与计算机连接，无需图像卡，安装时不用打开机箱，其功耗小，无需外接电源。摄像头焦距可调（手动），远近图像均可清晰拍摄，软件的使用也很方便。摄像头还可作为数字录像机使用，利用摄像头采集存储动画的功能可实现慢拍快放，以达到特技影像效果。四11.3. 1摄像头的分类摄像头的分类 目前市面上摄像头基本可分为两类：一类是数码摄像头，可以独立与计算机配合使用，另一类是模拟摄像头，要配合视频捕捉卡一起使用。现在用的摄像头主要是数码摄像头，它的外观多种多样，下面就是两款漂亮的摄像头。11.3.2摄像头的工作原理摄像头的工作原理 摄像头的工作原理：景物通过镜头（Lens)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到计算机中处理，通过显示器就可以看到图像了。 图像传感器（Sensor)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 DSP功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到计算机等设备，如图11-11所示。 景物镜头图像传感器A/D数字信号处理芯片USB接口计算机显示器图像图11-11摄像头工作原理图 DSP结构框架： （1）ISP（Image Signal Processor)（镜像信号处理器）。 （2）JPEG encoder(JPEG图像解码器）。 （3）USB device controller(USB设备控制器）。11.3.3摄像头的性能指标摄像头的性能指标 1.像素值和分辨率 像素值和分辨率（这里的分辨率指的是光学分辨率）是摄像头的两个重要指标。像素值越高，表示其图像解析的能力越强。 2.镜头 3.驱动和软件11.3.4摄像头的选购摄像头的选购 摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。 早期数码摄像头（简称摄像头）与数码相机相似，关键部件也是CCD（Charge Coupled Device）感光器件。当前摄像头领域中主要就是CCD和CMOS两种器件。 除了CCD性能以外，摄像头还有两个重要性能指标，即像素值和分辨率（注意应该是光学分辨率）。像素值越高，就意味着其产品解析图像的能力越强。11.3.5摄像头的安装摄像头的安装 目前一般的摄像头都是USB接口的，而且多数摄像头并不需要外部电源，只要连接到计算机的USB端口上就可以正常使用了。和其他的USB设备一样，此时系统提示“找到新硬件”，将装有驱动程序的光盘放入光盘驱动器中，指定它的硬件驱动程序的位置，位于光盘的Driver目录下，系统自动创建驱动程序库。因此USB摄像头支持PNP功能，所以无需重新启动系统。安装好驱动程序后，就可以在系统设备的属性中发现一项新的设备图像设备，在设备栏中，会多出一个刚刚安装好的摄像头。本章小结 本章详细介绍了打印机、扫描仪和摄像头这些外围设备的工作原理和性能指标，并通过实例讲解了这些外围设备的分类。通过本章的学习，将会掌握这些外围设备的安装方法及驱动的安装。