7.2 常用输出设备 (1)（课件）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

计算机原理 -第31课时- 电工版第五版 常用输出设备 (1) 教学目标 了解输出设备的分类及特点 掌握 CRT 显示器的工作原理、结构及类型 熟悉 CRT 显示器的显示方式和显示标准 教学重难点 光栅扫描的实现原理 CRT 显示器的工作原理、彩色 CRT 显示器的结构、显示方式和显示标准 不同显示标准的特点及应用 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 同学们，在我们使用计算机的过程中，输出设备是必不可少的。大家能说出常见的输出设备有哪些吗？ 显示器作为最常用的输出设备之一，你们了解它是如何工作的吗？ 今天我们就来深入学习 CRT 显示器的相关知识。 新知讲授 CRT就是阴极射线管，俗称显像管。显示原理和老电视一样，都是比较古老的技术。 最早在1897年就已经出现（布朗的示波管）， 1925年英国发明家贝尔德用旧收音机零件、霓虹灯管、光电管等别人不要的物件，发明了世界上第一台显像管电视机。 CRT概述 新知讲授 从前的显示器，都有一个优美但占地方的“大翘臀”，他们就是CRT显示器。 CRT 显示器概述 利用阴极电子枪发射电子，在阳极高电压的作用下加速，射向萤光屏，使萤光粉发光，同时电子束在偏转线圈的偏转磁场的作用下，受洛伦兹力，作上下左右的移动来达到扫描的目的。 新知讲授 CRT 显示器输出画面的形成可归纳为：点 → 线 → 面。点（由电子枪发出的电子束）是组成图像的最基本单位，按一定规律移动的点形成线（行），若干行组成一幅画面（一帧）。 CRT 显示器工作原理 新知讲授 单色 CRT 显示器基本结构 —— 电子枪 由灯丝、阴极、控制栅极、加速极、聚焦极和高压阳极组成。灯丝加热阴极使其发射电子，控制栅极控制电子束到达荧光屏的数量，加速极控制电子束到达荧光屏的速度，聚焦极调节电子束的聚焦程度，高压阳极提供强电场利于电子束运动和提高荧光屏亮度。 电子枪 02 01 03 单色CRT显示器的组成结构 新知讲授 单色 CRT 显示器基本结构 —— 偏转系统 负责控制电子束在水平和垂直方向的偏转，通过电磁场或静电场的调节，使电子束能够精准扫描荧光屏上的不同位置，形成完整的图像显示。 偏转系统 02 01 03 单色CRT显示器的组成结构 新知讲授 计算机的 CRT 显示器一般采用光栅扫描，包括水平扫描和垂直扫描。 偏转系统—光栅扫描分类 不断重复扫描过程，除回扫期间通过消隐信号抑制电子束发射外，正扫期间形成水平扫描线，即光栅。 新知讲授 光栅扫描分为逐行扫描和隔行扫描。 逐行扫描克服了隔行扫描的缺点，显示效果的稳定性更强，画面平滑自然无闪烁，动态失真较小。 隔行扫描显示效果稳定性偏差，行间闪烁比较明显。 偏转系统—光栅扫描类型 新知讲授 小组讨论，判断下面图像的扫描类型？哪个是逐行扫描？哪个是隔行扫描？ 偏转系统—光栅扫描类型 新知讲授 光栅扫描显示器显示图形时，电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。 电子束先从荧光屏左上角开始，向右扫一条水平线，然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置， 再扫第二条水平线，照此固定的路径及顺序扫下去，直到最后一条水平线，即完成了整个屏幕的扫描。 偏转系统—光栅扫描原理 新知讲授 单色 CRT 显示器基本结构 —— 荧光屏 作为显示终端，荧光屏表面涂有荧光粉，当受到电子束轰击时会发光，通过控制电子束的强度和扫描路径，显示出相应的图像或文字内容。 荧光屏 02 01 03 单色CRT显示器的组成结构 新知讲授 彩色 CRT 显示器概述 彩色CRT显示设备在1950年出现，RCA公司研发出三枪三束荫罩式显像管，简单的说就是把原来的电子枪升级成了RGB。 新知讲授 彩色 CRT 显像管中有 3 条电子束，分别轰击红、绿、蓝 3 种颜色的荧光粉使其发光。 彩色 CRT 显示器 —— 彩色 CRT 显像管 荧光屏上每个像素点由规则排列的 3 种荧光粉组成，为保证电子束准确击中各自荧光粉，在荧光屏前装有荫罩板，对应每个像素点有小孔。3 个电子束入射角不同，击中的荧光粉也不同。 新知讲授 彩色 CRT 显示器主要由视频放大驱动电路、行扫描电路、场扫描电路、高压电路、CRT 显像管和机内直流电源 6 大部分组成。 彩色 CRT 显示器 —— 基本组成 新知讲授 视频放大驱动电路将主机送来的视频信号放大驱动后送显像管阴极产生电子束。 行扫描电路和场扫描电路根据主机送来的同步信号，为偏转线圈提供锯齿波电流，产生偏转磁场控制电子束作水平和垂直方向偏转，形成扫描光栅。 彩色 CRT 显示器 —— 基本组成 目前常见的显示系统有字符显示方式和图形显示方式。字符显示方式即字母、数字显示方式 A/N，常用的显示模式有每屏 “列 × 行” 字符数为 40×25 和 80×25 两种。不同显示模式下，屏幕显示的规格、分辨率和显示彩色的种类有所不同，且都有相应的显示适配器（卡）支持。 新知讲授 显示方式 —— 字符显示方式 字符显示方式即字母、数字显示方式A/N，常用的显示模式有每屏 “列 × 行” 字符数为 40×25 和 80×25 两种。不同显示模式下，屏幕显示的规格、分辨率和显示彩色的种类有所不同，且都有相应的显示适配器（卡）支持。 目前常见的显示系统有字符显示方式和图形显示方式。 新知讲授 图形显示方式是全点可寻址图形显示方式 APA，以每屏 “列 × 行” 像素的点数区分不同显示模式。与字符显示方式一样，图形显示方式也有多种显示模式，屏幕显示的规格、分辨率和显示彩色的种类因模式而异，也需相应的显示适配器（卡）支持。 显示方式 —— 图形显示方式 目前常见的显示系统有字符显示方式和图形显示方式。 新知讲授 显示标准 ——MDA及EGA MDA指单色显示适配器，是IBM公司1981年制定的微型计算机显示系统的第一个标准。它只支持字符显示方式，为黑白显示，不支持图形显示方式。MDA显示标准为模式7，显示规格字符显示方式为80×25，相应像素为720×350，字符块为9×14，字符点阵为7×9。适配器上配置的显示器缓冲区VRAM规模为4KB，绝对地址始于B0000H，偶数地址单元存字符的ASCII代码，奇数地址单元存字符的属性代码。 MDA显示标准 EGA指增强型图形适配器，随着计算机图形应用发展，为弥补CGA的局限而推出。它能兼容CGA和MDA的所有功能，在图形方式下增加了4种显示模式，使显示色彩数目和分辨率都有提高。新增模式包括模式0DH（320×200图形显示，16种色彩）、模式0EH（640×200图形显示，16种色彩）、模式0FH（640×350图形显示，单色）、模式10H（640×350图形显示，16种色彩）。 EGA显示标准 新知讲授 CGA （ Color Graphic Adaptor ）指彩色图形适配器，最早由 IBM 推出，相比 MDA 增加了彩色显示和图形显示功能。 字符显示方式有 模式 0（40×25 字符显示，单色）、 模式 1（40×25 字符显示，16 色）、 模式 2（80×25 字符显示，单色）、 模式 3（80×25 字符显示，16 色）， 图形显示方式有 模式 4（320×200 图形显示，4 色）、 模式 5（320×200 图形显示，单色）、 模式 6（640×200 图形显示，单色）。 显示标准 ——CGA 1981年，IBM推出了其标志性的5150个人计算机，搭载了两款开创性的2D加速卡 - MDA（单色显示适配器）和CGA（彩色图形适配器） 新知讲授 显示标准 ——VGA及TVGA VGA是视频图形阵列，兼容EGA所有标准模式，还增加了新的图形显示标准。新增模式有模式11H（640×480图形显示，2种色彩）、模式12H（640×480图形显示，16种色彩）、模式13H（320×200图形显示，256种色彩）。与EGA相比，VGA分辨率提高到640×480，采用模拟信号输出接口，使显示色彩更丰富。 VGA显示标准 TVGA是高性能的彩色图形适配器，是超（Super）VGA产品，由Trident公司开发推出。它兼容VGA全部标准模式，还新增了若干字符显示和图形显示的新模式，能支持最大分辨率为1024×768和256种色彩的图形显示模式。常见的TVGA显示标准模式在表7.2中有详细列出，前一部分（模式0-7、0DH-13H）兼容VGA，后一部分（模式50H-5AH，5BH-62H）是新扩展的标准。 TVGA显示标准 随堂检测1 光栅扫描分为哪两种类型，计算机显示器和电视机显示器分别采用哪种类型？ 答案：光栅扫描分为逐行扫描和隔行扫描。计算机显示器一般采用逐行扫描，电视机显示器一般采用隔行扫描。 解析：了解不同扫描类型的特点和应用场景，有助于理解不同显示设备的工作原理和显示效果差异。 MDA 显示适配器支持哪种显示方式，其 VRAM 地址始于何处？ 答案：MDA 只支持字符显示方式，其 VRAM 地址始于 B0000H。 解析：这是 MDA 显示标准的重要特征，掌握这些信息有助于区分不同的显示适配器和显示标准。 练一练 随堂检测2 CGA 彩色图形适配器在 320×200 图形显示方式下，每个像素点有几种颜色可供选择？ 答案：在 320×200 图形显示方式下，16KB 显示缓冲区对应 64000 个显示像素点，用 2 位表示一个像素点，所以每个像素点有 4 种颜色可供选择。 解析：通过对 CGA 显示缓冲区和像素点表示方式的理解，可以计算出每个像素点的颜色选择数。 VGA 相比 EGA 有哪些优点？ 答案：VGA 分辨率由 EGA 的 640×350 增加到 640×480，且采用模拟信号输出接口，使显示色彩更丰富。解析：对比 VGA 和 EGA 的特点，分辨率和信号输出接口的改进是 VGA 的主要优势，这也是显示技术发展的体现。 练一练 随堂检测3 VGA 与 EGA 比较，其优点不包括（ ） A. 分辨率提高 B. 显示色彩更加丰富 C. 采用数字信号输出接口 D. 以上都不是 【答案】C 【解析】VGA 与 EGA 比较，VGA 的分辨率由 EGA 的 640×350 增加到 640×480，且 VGA 采用了模拟信号输出接口，这使其显示色彩丰富多彩，而不是采用数字信号输出接口，所以答案选 C。 练一练 随堂检测4 MDA 显示标准只支持（ ） A. 字符显示方式，为黑白显示 B. 图形显示方式，为彩色显示 C. 字符显示方式，为彩色显示 D. 图形显示方式，为黑白显示 【答案】A 【解析】MDA（Monochrome Display Adapter）指单色显示适配器，它只支持字符显示方式，为黑白显示，不支持图形显示方式，所以答案选 A。 练一练 师生互动 1 请同学们分组讨论，如果要为一个专业的动画制作工作室选择显示设备，应该考虑哪些因素？如何在不同的显示标准和显示设备中做出选择？ 课题小结 1. 输出设备基础概念 常用输出设备 (1) 2. CRT 显示器 CRT 显示器工作原理 彩色 CRT 显示器 输出设备分类 显示设备分类 显示方式 显示标准 3. 显示方式和显示标准 谢谢观看 THANKS $