7.2 常用输出设备 (课件) 《计算机原理》(电工版第五版) 【上好课】

常用输出设备 计 算 机 原 理 -第30课时- (电工版第五版) 学习目标 深入理解CRT与LCD显示器的成像原理及核心区别；系统掌握针式与激光打印机的工作机制与技术差异；熟悉常见显示标准规范，牢记LCD显示器的关键性能技术指标。 能够准确区分各类显示器与打印机的类型及适用场景；依据显示标准快速识别设备的分辨率、色彩数等关键参数；具备分析打印机卡纸、打印模糊等常见故障成因的能力。 理解光电转换与精密机械控制的工程逻辑，建立系统的技术认知；树立工程实践中的安全防护意识，尤其是激光设备的安全使用规范；养成严谨、规范的设备操作与维护习惯。 1 2 3 知识目标 技能目标 素养目标 目录 01 CRT显示器 02 LCD显示器 03 打印机 04 拓展与总结 教学引入 思考：究竟是什么核心特性，让它在技术迭代中屹立不倒？ 知识讲授 光栅扫描：图像绘制的运动逻辑 光栅扫描是显示器成像的基础运动方式，电子束在偏转磁场控制下，以从左到右、从上到下的规律逐行扫过屏幕，形成连续的水平扫描线（即“光栅”）。它分为逐行扫描（画面流畅，无闪烁感）和隔行扫描（分奇偶行两次完成，节省传输带宽）两种模式，是所有电子显示设备构建画面的底层逻辑。 CRT显示器 第一部分 知识讲授 CRT显示器 知识讲授 显示器的分类 LCD 显示器 LED 显示器: LCD 显示器 3D 显示器 目前显示器分为四种： CRT 显示器 LCD 显示器 LED 显示器 等离子体显示器 3D 显示器等 知识讲授 彩色CRT与显示标准 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。 知识讲授 CRT显示器的工作原理 图示：CRT显示器内部核心构造 直观呈现电子枪、偏转线圈与荧光屏的协作关系 ▍成像逻辑：从“点”到“面”的动态构建 01 像素发光 (基础) 电子枪发射高能电子束，精准轰击荧光屏涂层，使荧光粉受激瞬间发光，形成图像的最小可视单元——像素点，是成像的物理基础。 02 行场扫描 (构建) 偏转线圈通以锯齿波电流产生磁场，操控电子束从左到右完成行扫描，再从上到下进行场扫描，逐行点亮像素形成连续的扫描线。 03 动态成帧 (呈现) 借助荧光粉的余晖特性与高频逐帧扫描，数万条扫描线快速刷新叠加，利用人眼视觉暂留效应，让离散光点融合为稳定流畅的画面。 三大核心部件的协同运作： ①电子枪：成像“画笔”，由灯丝、阴极等组成，负责发射并加速电子束；②偏转系统：轨迹“操控手”，通过磁偏转线圈控制电子束的行场移动；③荧光屏：显示“画布”，涂覆荧光粉，受电子轰击发光并利用余晖特性保障画面稳定。 知识讲授 CRT显示器的电路组成框图 CRT显示器主要由开关电源、视频信号处理电路、控制电路、行场小信号处理电路、行输出、场输出、枕校、高压电路及显像管等组成。 知识讲授 彩色CRT与显示标准 彩色CRT显示器的荧光屏上涂有三种荧光物质，它们分别能发红（Red） 、绿（Green）、蓝（Blue）三种颜色的光。 彩色成像：三原色电子枪与荫罩板协同 背诵记忆 序号 核心考点 记忆要点与核心解析 01 电子枪 作为CRT的“动力源”，负责发射高能电子束，同时调控屏幕亮度与聚焦效果，是图像信号转化为物理光束的起点。 记忆口诀：“电子枪是源，亮聚调控全靠它”，抓住“源头”与“亮度聚焦”两个关键词即可快速记忆。 02 荧光屏与VGA标准 荧光屏将电子束动能转为光能，利用余晖效应实现画面连贯；VGA是经典模拟接口标准，标志着彩色显示时代的开启。 记忆口诀：“光屏显影象，VGA彩满堂”，前者是成像终端，后者是推动显示器进入多彩时代的核心标准。 课堂练习 单选题 例题1：CRT显示器中，控制电子束水平和垂直扫描的部件是？ A. 电子枪 B. 荧光屏 C. 偏转系统 D. 荫罩板 【答案】C 【解析】偏转系统是CRT显示器的核心控制部件之一，它包含水平和垂直偏转线圈，通过产生变化的磁场来控制电子束的运动轨迹，使其按规律进行水平与垂直扫描，从而在荧光屏上形成稳定的光栅图像。电子枪负责发射电子束，荧光屏负责将电子束的能量转化为可见光，荫罩板则用于辅助彩色显示的像素定位。 课堂练习 综合应用题 题目：CRT显示器需要不断进行刷新（重复扫描）才能保持图像不消失，而LCD显示器则不需要高频刷新来维持图像显示。请结合两种显示技术的物理发光与工作特性，解释产生这一差异的根本原因。 思考提示： 1. 关注CRT荧光粉的“余辉效应”持续时间； 2. 分析LCD液晶分子的“电光效应”稳定性及电场控制原理。 【原理解析】 1. CRT 显像管机制：其核心是荧光粉受电子束轰击发光，但荧光粉的“余辉”极短（亮度迅速衰减）。为了利用人眼的视觉暂留效应形成稳定画面，必须通过电子束以高频反复扫描屏幕，持续激发荧光粉发光，否则画面会瞬间变暗。 2. LCD 液晶显示机制：液晶分子通过外部电场控制其排列方向，从而改变透光性。一旦电场稳定，分子排列状态就保持不变，图像也会稳定显示，无需高频刷新（仅在画面内容改变时更新驱动信号即可）。 LCD显示器 第二部分 知识讲授 LCD显示器 知识讲授 LCD 显示器 LCD全称为Liquid Crystal Display，即液晶显示，它为显示领域开创了一个全新的时代。其显像原理是通过“背透式”照射方式，将荧光灯管投射到光源上，让光线通过彩色滤光片，将其与偏光板过滤后再进入由液晶组成的液晶层。 知识讲授 LCD 显示器 显像原理 显像原理是将液晶材料置于俩片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另壹边射出。 如果在俩片导电玻璃通电之后，俩片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。 新知讲授 无源矩阵 LCD 及有源矩阵 LCD特点 TN、STN、DSTN三种液晶的原理基本相同，只是各个液晶分子的扭曲角度略有差异。DSTN（俗称“伪彩”）曾在早期的笔记本电脑显示器及掌上游戏机上广泛应用，但由于必须借用外界光源来显像，应用有很大局限性。 无源矩阵LCD特点 TFT-LCD的每个像素点由集成在自身上的TFT控制，是有源像素点。它具有反应时间短、对比度和亮度高、分辨率提升等优点，能提供更高的对比度、更丰富的色彩和更快的荧屏更新频率，被称为“真彩”。 有源矩阵LCD特点 知识讲授 LCD 显示器彩色显示原理 液晶显示器的色彩原理是通过色彩滤光片和液晶分子的作用来实现的。 一般情况下，液晶显示器需要同时显示红、绿、蓝三种颜色，从而形成所有其他颜色的组合。 为了实现这种效果，液晶显示器在液晶分子前后各加了一层色彩滤光片，分别为红色、绿色和蓝色。 当电场作用于液晶分子时，入射光线会被分解成三个色彩分量，并根据液晶分子的排列方式透过对应的色彩滤光片，从而形成对应颜色的像素点。 背诵记忆 序号 名称 核心说明与记忆要点 1 字长分类标准 按微处理器字长划分：4/8/16/32/64位。关键词：字长决定运算精度与寻址能力 2 8位典型芯片 Intel 8080/8085、Zilog Z80、摩托罗拉6800。关键词：技术成熟，早期微型机核心 3 16位典型芯片 Intel 8086/8088，IBM PC/XT标配。关键词：奠定PC兼容机硬件基础，兼容性强 4 64位典型芯片 Intel酷睿/安腾、苹果A系列。关键词：支持大内存，具备高性能并行计算能力 课堂练习 单选题 例题1：下列关于LCD显示器的描述中，错误的是（ ）。 A. 液晶本身不发光，显示时需要背光源提供亮度 B. TFT-LCD 属于有源矩阵液晶显示器，响应速度更快 C. LCD 的分辨率可以任意调整，且画面始终清晰不失真 D. 显示器响应时间过长，会导致动态画面出现拖尾现象 【答案】C 【解析】LCD的物理像素数量是固定的，只有在标准分辨率下显示效果最佳。若强制调整为非标准分辨率，系统会通过插值算法填充像素间隙，这会破坏画面原有细节，导致边缘模糊、文字发虚，无法做到“任意调整且不失真”。 课堂练习 单选题 2. IBM PC/XT微型计算机使用的CPU是？ A. Intel 8086 B. Intel 8088 C. Intel 80286 D. Intel 80386 【答案】B 【解析】IBM PC/XT选用Intel 8088作为CPU，它是8086的简化版，内部为16位结构但外部数据总线为8位，更适配当时的硬件工艺与成本需求，是开创个人计算机时代的经典配置，因此正确答案为B。 打印机 第三部分 知识讲授 打印机 新知讲授 打印机是输出硬拷贝的常用设备，常见的打印机有针式打印机、喷墨式打印机和激光打印机。 打印机分类 按用途可分为通用型和专用型两大类； 按打印动作可分为打击式和非打击式； 按字符成型又可分为点阵式和字模式。 知识讲授 针式打印机的工作原理与特性 图示：针式打印机核心结构（打印头、字车与走纸系统） 01. 核心原理：击打式点阵成像 属于典型的击打式打印技术，由电磁铁驱动打印针高速撞击色带，在纸张表面形成微小墨点；通过密集点阵的排列组合，最终构建出清晰的字符、数字或图形，是针式打印的基础工作逻辑。 02. 双工作模式与核心结构 支持文本模式（主机传字符码，打印机调内置字库）与图形模式（主机送点阵数据，直控打印针）；核心结构含打印头（电磁铁+钢针）、字车机构（水平移动）、走纸机构（垂直进纸）及色带机构，协同完成打印动作。 03. 核心特性与行业应用 独有多层复写能力，可一次打印多联票据（如发票、快递单），满足金融、物流的票据留存需求；但受机械结构限制，存在打印速度较慢、工作噪音较大的特点，是专业票据打印的刚需设备。 核心总结：尽管打印速度和噪音表现不及激光/喷墨打印机，但其不可替代的多联复写能力，使其成为商务办公与行业票据打印场景中的核心设备。 知识讲授 激光打印机的工作原理 激光打印机属于非击打式页式打印设备，核心是利用激光束在感光鼓上生成静电潜像，吸附碳粉后转印并加热定影。它凭借高精度、低噪音与快速度的优势，成为现代办公的主流打印设备。 01 充电 · Charging 充电辊向感光鼓表面均匀充上负电荷，使鼓面形成均匀的静电场，为后续吸附碳粉打下物理基础，确保成像的均匀性。 02 曝光 · Exposure 激光束根据打印数据扫描感光鼓，受光区域的电荷会瞬间消失，从而在鼓面形成肉眼不可见的“静电潜像”，勾勒出图像轮廓。 03 显影 · Development 带正电的碳粉在电场力作用下，被吸附到感光鼓上带负电的潜像区域，将原本无形的静电图案转化为清晰可见的碳粉图像。 04 转印 · Transfer 打印纸被充上更强的正电荷，当纸张经过感光鼓时，利用更强的电场力将鼓面上的碳粉图像完整地转移到纸张表面。 05 定影 · Fusing 纸张通过定影组件，高温加热使碳粉熔化，配合压力辊的挤压，让碳粉彻底渗透并永久固着在纸张纤维中，完成图像定型。 06 清洁 · Cleaning 清洁刮板刮除感光鼓表面残留的碳粉，放电灯消除鼓面剩余电荷，使感光鼓恢复初始状态，为下一轮打印循环做好准备。 背诵记忆 序号 核心名称 说明与记忆要点 01 打印类型核心辨析 针式是击打式打印，利用撞针敲击色带实现多层拷贝，联想“复写纸”原理；激光为非击打式页式打印，成像逻辑与复印机一致。 记忆口诀：“针式击打能复写，激光非击复印同”，核心区分是否物理接触纸张。 02 激光核心部件：感光鼓 感光鼓（又称OPC鼓）是激光打印的成像核心，负责接收激光扫描并形成静电潜像，是碳粉吸附的载体。 记忆口诀：“OPC鼓是心脏，静电潜像它来创”，它决定了打印的清晰度与稳定性。 课堂练习 单选题 1. 针式打印机在打印多层票据（如发票）时具有优势，主要是因为它是（ ）。 A. 非击打式打印机 B. 击打式打印机 C. 喷墨式打印机 D. 激光式打印机 【答案】B 【解析】针式打印机属于击打式打印机，其打印针会通过撞击色带产生机械冲击力，这种冲击力能够穿透多层复写纸，从而在每一层纸张上都留下清晰的印记，这是它适配多层票据打印的核心原因；而喷墨、激光等非击打式打印机依靠墨水喷射或碳粉吸附成像，无法产生穿透多层纸张的机械力。 师生互动 01 讨论题：CRT与现代显示器的对比 随着显示技术的飞速发展，传统CRT显示器已逐步被LCD、OLED等现代显示方案取代。本次讨论将围绕环保特性（能耗与辐射）、物理形态（体积与重量）、视觉表现（刷新率与色彩）三大核心维度展开。 请各小组深度挖掘两类显示技术的优缺点，探讨技术迭代背后的取舍逻辑，以及不同场景下的适配价值，重新审视“经典”与“现代”的技术边界。 知识小结 课后任务 布置作业： 1.绘制"常用输出设备"完整思维导图（包含CRT/LCD显示原理对比、显示标准发展、三类打印机对比）。 2.完成课件配套显示、打印原理选择题和简答题。 3.观察家中显示器、打印机型号与接口，梳理显示标准由MDA到SVGA等的发展历程。 谢谢观看 THANKS $