输入设备(input device)是向计算机输入数据和信息的设备,也是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户与计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等都属于输入设备。

输入设备是人或外部环境与计算机进行交互的一种装置,用于将原始数据和处理这些数据的程序输入计算机中。计算机能够接收各种各样的数据,既可以是数值型的数据,也可以是各种非数值型的数据,如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入计算机中,进行存储、处理和输出。

计算机的输入设备按功能可分为下列几类:

①字符输入设备:键盘;

②光学阅读设备:光学标记阅读机,光学字符阅读机;

③图形输入设备:鼠标器、操纵杆、光笔;

④图像输入设备:摄像机、扫描仪、传真机;

⑤模拟输入设备:语言模数转换识别系统。

(1)键盘

键盘(keyboard)(图3.17)是最常见的计算机输入设备,它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上,计算机操作人员通过键盘向计算机输入各种指令、数据,指挥计算机的工作。计算机的运行情况输出到显示器,操作人员可以很方便地利用键盘和显示器与计算机对话,对程序进行修改、编辑,控制和观察计算机的运行。

图3.17　人体工程学键盘

键盘每一个按键在计算机中都有它的唯一代码。当按下某个键时,键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中,并将按键字符显示在显示器上。当快速大量输入字符,主机来不及处理时,先将这些字符的代码送往内存的键盘缓冲区,然后再从该缓冲区中取出进行分析处理。键盘接口电路多采用单片微处理器,由它控制整个键盘的工作,如上电时对键盘的自检、键盘扫描、按键代码的产生、发送及与主机的通信等。

键盘外壳,有的键盘采用塑料暗钩的技术固定在键盘面板和底座两部分,实现无金属螺丝化的设计。因此,在分解时要小心,以免损坏。

常规键盘具有Caps Lock(字母大小写锁定)、Num Lock(数字小键盘锁定)、Scroll Lock三个指示灯(部分无线键盘已经省略这三个指示灯),显示键盘的当前状态。这些指示灯一般位于键盘的右上角,不过有一些键盘如ACER的Ergonomic KB和HP原装键盘则采用键帽内置指示灯,这种设计可以更容易地判断键盘当前状态,但工艺相对复杂,因此,大部分普通键盘均未采用此项设计。

无论键盘形式如何变化,基本的按键排列还是基本保持不变,可以分为主键盘区,Num数字辅助键盘区、F键功能键盘区、控制键区,对于多功能键盘还增添了快捷键区。

键盘电路板是整个键盘的控制核心,它位于键盘的内部,主要担任按键扫描识别、编码和传输接口的工作。

键帽的反面是键柱塞,直接关系键盘的寿命,其摩擦系数直接关系按键的手感。

键盘的按键数曾出现过83、87、93、96、101、102、104和107键等。104键的键盘是在101键键盘的基础上为Windows 9X平台提供增加了三个快捷键(有两个是重复的),所以也被称为Windows 9X键盘。但在实际应用中习惯使用Windows键的用户并不多。

107键的键盘是为了贴合日语输入而单独增加了三个键。在某些需要大量输入单一数字的系统中还有一种小型数字录入键盘,基本上就是将标准键盘的小键盘独立出来,以达到缩小体积、降低成本的目的。(www.daowen.com)

按照应用可以分为台式机键盘、笔记本电脑键盘、工控机键盘、速录机键盘、双控键盘、超薄键盘、手机键盘七类。图3.18所示为人体工程学键盘。

(2)鼠标

指点设备常用于完成一些定位和选择物体的交互任务。鼠标是最常用的一种指点输入设备,另外还有触摸板、控制杆、光笔、触摸屏、手写液晶屏、眼动跟踪系统等。

1963年,美国Douglas Englebart发明了鼠标器。他最初的想法是为了让计算机输入操作变得更简单、容易。

第一只鼠标器的外壳是用木头精心雕刻而成的,整个鼠标器只有一个按键,在底部安装有金属滚轮,用以控制光标的移动。

1984年,苹果公司把经过改进的鼠标器安装在Lisa微电脑上,从而使鼠标器声名显赫,它与键盘一道成为电脑系统中必备的输入装置。

鼠标的分类:

①机械式鼠标(图3.18)。在机械式鼠标底部有一个可以自由滚动的球,在球的前方及右方装置两个支成90°的编码器滚轴,移动鼠标时小球随之滚动,便会带动旁边的滚轴,前方的滚轴记录前后滑动,右方的滚轴记录左右滑动,两轴一起移动则代表非垂直及水平方向的滑动。编码器由此识别鼠标移动的距离和方位,产生相应的电信号传给电脑,以确定光标在屏幕上的位置。

②光电式鼠标(图3.19)。利用一块特制的光栅板作为位移检测元件,光栅板上方格之间的距离为0.5 mm。鼠标器内部有一个发光元件和两个聚焦透镜,发射光经过透镜聚焦后从底部的小孔向下射出,照在鼠标器下面的光栅板上,再反射回鼠标器内。当在光栅板上移动鼠标器时,由于光栅板上明暗相间的条纹反射光有强弱变化,鼠标器内部将强弱变化的反射光变成电脉冲,对电脉冲进行计数即可测出鼠标器移动的距离。

图3.18　机械式鼠标

图3.19　光电式鼠标

鼠标在发展过程中,其接口也在不断变化。

①串行接口设计(梯形9针接口)。

②随着PC机器上串口设备的逐渐增多,串口鼠标逐渐被采用新技术的PS/2接口鼠标所取代(小圆形接口)。

③随着即插即用概念的提出,使得采用USB接口的鼠标成为主流。

④而对于一些有专业要求的用户而言,采用红外线信号来与电脑传递信息的无线鼠标也成为一种专业时尚。

⑤Blue Tooth无线鼠标。