【2017年整理】计算机组成原理_8_外部设备

第8章 外部设备;一个完整的计算机硬件系统由两大部分组成：一是由中央处理器(CPU)和主存储器(MM)组成的主机，二是外部设备。外部设备是指连接到主机上的任何设备，简称外设，又称外围设备。如果计算机系统没有输入输出手段来支持是没有用途的。而输入输出操作是通过外部设备来完成的，这些外部设备提供了外部环境和主机之间交换数据的手段。随着计算机技术的发展，外部设备在计算机系统中的作用越来越重要，所占价格的比重也越来越大。80年代后，以个人计算机和工作站为代表的微机迅速普及与提高：一方面，半导体集成电路的发展，使CPU和主存的造价大大降低；另一方面，各种方便实用的文字处理设备，精密灵巧的绘图机、打印机及种类繁多的机械、电子、光学设备的发展，使外设在计算机系统中所起的作用大大提高了。现代的外设已朝着智能化，功能复合化、高可靠性的方向发展，使智能计算机发展成为现实。;8.1 输出设备;8.1.1 打印机;打印设备的种类繁多，性能各异，结构上的差别也很大，一般打印机可按印字方法和工作方法两种方式进行分类。按印字方法分类可分击打式和非击打式两大类。击打式打印机又分活字式打印和点阵式打印两种。根据字模结构形状不同，活字式打印有球形、鼓轮形、圆柱形、菊花瓣形和链形等。目前活字式打印机已不常使用。非击打式打印是近年来出现的新型打印机，又称印字机。它是采用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法印刷字符。如激光印字机等。其特点是非机械方式印字，所以速度快，噪音低，印字质量好，但价格相对较贵。按工作方法分类可分为串行打印机和行式打印机。串行打印机是单字锤的，打印时将需要打印的字符逐字顺序打印出来。行式打印机是多字锤的，一次可打印一行，打印速度快。;一．点阵针式打印机;图8-1 5*7点阵打印机打印”N”字符格式;图8-2 针式打印机结构;二．喷墨打印机;图8-7 电荷控制式喷墨打印机;三．激光打印机;图8-8 激光打印机组成框图;1．主要组成部分;图8-9 转镜扫描原理;(2)电子摄影系统电子摄影系统包括感光鼓、充电器、显影磁刷、转印分离部件、???影器及消电清洁装置等。感光鼓是一个用铝合金制成的圆筒，表现涂有一层光导材料(如硒)。这种光导材料在黑暗中为绝缘体，若被光照射，其电阻值下降，成为导体。感光鼓预先在暗处充电，以便当载有字符信息的激光束扫描鼓面时，其光照部分的电阻值降低，使电荷流失，而未照部分保持电荷，这样便在鼓面形成字符的静电潜象。显影磁刷中装有带电荷(与静电潜象极性相反)的墨粉，当磁刷接触鼓面时，墨粉被潜象吸附，形成可见图象。充电器、转印器、分离器和消电器一般均采用电晕丝，通过电晕放电实现对感光鼓充电、将墨粉图象转印在纸上、将纸与感光鼓分离以及印刷完成后消除感光鼓表面残留的电荷等等。墨粉转印到纸上后容易被擦掉，需要经过定影将墨粉图象固定在纸上。可用热辊作定影器将墨粉固定在纸上。当纸接触到热辊时，墨粉受高温立即溶化而粘附在纸上，并经加压形成固定图象。;(3)控制系统控制系统对激光打印机的整个打印过程进行控制，包括控制激光器的调制；控制扫描电机驱动多面棱镜匀速转动；进行行同步信号检测，控制行扫描定位精度；控制步进电机驱动感光鼓等速旋转，保证垂直扫描精度，使激光束每扫描一行都与前一行保持相等的间距。此外，还对显影、转印、定影、消电、走纸等操作进行控制。接口控制部分接收和处理主机发来的各种信号，并向主机回送激光打印机的状态信号。;2．激光打印过程;(1)充电预先在暗处由充电电晕靠近感光鼓放电，使鼓面充以均匀电荷。(2)曝光主机输出的字符代码经接口送入激光打印机的缓冲存储器，通过字符发生器转换为字符点阵信息。调制驱动器在同步信号控制下，用字符点阵信息调制半导体激光器，使激光器发出载有字符信息的激光束。这种激光束是发散的，经透镜整形成为准直光束，并照射在多面转镜上，再通过聚焦镜将反射光束聚焦成所需要的光点尺寸，然后光束沿感光鼓轴线方向匀速扫描成一条直线。当充有电荷的鼓面转到激光束照射处时，便进行曝光。由于激光束已按字符点阵信息调制，使鼓面上不显示字符的部分被光照射，而显示字符的部分不被光照射。光照部位电阻下降，电荷消失，其它部位仍然保持静电荷，于是在鼓面形成一行静电潜象。转镜每转过一面，由同步信号控制重新调制激光束，并在旋转的鼓面上再次扫描，形成下一行静电潜象。(3)显影当载有静电潜象的感光鼓面转到显影处时，磁刷中带相反电荷的墨粉便按鼓面上静电分布的情况被吸附在鼓面带有电荷的部位，从而在鼓面显影成可见的字符墨粉图象。;(4)转印墨粉图象随鼓面转到转印处，在纸的背面用转印电晕放电，使纸面带上与墨粉极性相反的静电荷，于是墨粉便靠静电吸引而粘附到纸上，完成图象的转印。(5)分离在转印过程中，静电引力使纸紧贴鼓面。当感