外設(shè)及控制技術(shù)外設(shè)是指與計(jì)算機(jī)主機(jī)連接的外部設(shè)備，例如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等?？刂萍夹g(shù)則是指對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的方法和技術(shù)，例如使用編程語(yǔ)言控制硬件設(shè)備。課程介紹課程目標(biāo)掌握外設(shè)及控制技術(shù)的原理和應(yīng)用，能夠獨(dú)立完成外設(shè)的選型、安裝和調(diào)試，并能夠運(yùn)用控制技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。課程內(nèi)容涵蓋外設(shè)概述、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、接口技術(shù)和控制技術(shù)等內(nèi)容。教學(xué)方法理論講解、實(shí)驗(yàn)操作和案例分析相結(jié)合，并結(jié)合最新的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。課程評(píng)估平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末考試等方式進(jìn)行綜合評(píng)估。外設(shè)概述外設(shè)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除中央處理器、主板、內(nèi)存等核心部件之外的所有設(shè)備。外設(shè)主要用于擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出。常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)外設(shè)包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。輸入設(shè)備輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中接收用戶輸入信息的硬件設(shè)備，主要負(fù)責(zé)將現(xiàn)實(shí)世界中的信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。這些設(shè)備可以是鍵盤、鼠標(biāo)、繪圖板等，它們負(fù)責(zé)將用戶的指令和數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)。鼠標(biāo)機(jī)械鼠標(biāo)機(jī)械鼠標(biāo)是最常見(jiàn)的類型，使用滾珠或光學(xué)傳感器來(lái)跟蹤鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)。無(wú)線鼠標(biāo)無(wú)線鼠標(biāo)通過(guò)無(wú)線信號(hào)連接到電腦，方便移動(dòng)使用，無(wú)需連接線。鍵盤機(jī)械鍵盤機(jī)械鍵盤使用獨(dú)立的機(jī)械開(kāi)關(guān)，提供更精確的按鍵反饋和更舒適的打字體驗(yàn)。筆記本電腦鍵盤筆記本電腦鍵盤通常采用薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，更加緊湊，適合移動(dòng)辦公。游戲鍵盤游戲鍵盤通常具有背光、宏按鍵等功能，可以提升游戲體驗(yàn)。繪圖板圖形輸入設(shè)備繪圖板通常用于繪畫(huà)、設(shè)計(jì)和圖像編輯等工作。壓力敏感繪圖板可以檢測(cè)筆的壓力，使線條更精確，更富有表現(xiàn)力。高精度與鼠標(biāo)相比，繪圖板提供了更高的精度和控制能力。掃描儀11.光學(xué)掃描將紙質(zhì)文檔轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。22.圖像處理使用軟件將掃描的圖像進(jìn)行處理，如調(diào)整亮度、對(duì)比度、顏色等。33.數(shù)字化文檔將處理后的圖像保存為數(shù)字格式，如JPEG、TIFF、PDF等。數(shù)碼相機(jī)捕捉圖像數(shù)碼相機(jī)使用圖像傳感器捕捉圖像，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。鏡頭數(shù)碼相機(jī)配備鏡頭，以調(diào)節(jié)光線并聚焦圖像。存儲(chǔ)卡數(shù)碼相機(jī)使用存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)拍攝的圖像。顯示屏數(shù)碼相機(jī)配備顯示屏，用于預(yù)覽圖像和設(shè)置參數(shù)。視頻輸入設(shè)備攝像頭攝像頭將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，用于視頻會(huì)議、監(jiān)控等應(yīng)用。視頻采集卡視頻采集卡將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，用于視頻編輯和制作。網(wǎng)絡(luò)攝像頭網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到計(jì)算機(jī)，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控和視頻通話。輸出設(shè)備輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理后的信息以用戶可理解的形式呈現(xiàn)出來(lái)。常見(jiàn)的輸出設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、投影儀等。顯示器顯示設(shè)備顯示器將計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為人類可讀的視覺(jué)圖像。它們是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，負(fù)責(zé)呈現(xiàn)文本、圖形和視頻。種類繁多顯示器有多種類型，包括液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器，每種類型都有其優(yōu)缺點(diǎn)。技術(shù)指標(biāo)顯示器的關(guān)鍵指標(biāo)包括尺寸、分辨率、刷新率和響應(yīng)時(shí)間，這些指標(biāo)影響視覺(jué)體驗(yàn)的質(zhì)量。打印機(jī)噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)使用墨盒或墨囊將墨水噴射到紙張上。激光打印機(jī)激光打印機(jī)使用激光束在感光鼓上形成圖像，然后將墨粉轉(zhuǎn)印到紙張上。熱升華打印機(jī)熱升華打印機(jī)使用熱敏紙，通過(guò)加熱墨帶將墨水轉(zhuǎn)移到紙張上。繪圖儀精確繪制繪圖儀用于精確繪制圖形，線條平滑、精確，適用于工程制圖、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。多種類型繪圖儀可分為平床式、滾筒式、筆式等，不同類型適合不同的應(yīng)用場(chǎng)景。數(shù)字投影儀概述數(shù)字投影儀使用數(shù)字技術(shù)將圖像和視頻投射到屏幕上，通常用于演示、會(huì)議、電影放映等場(chǎng)景。特點(diǎn)數(shù)字投影儀具有高分辨率、高亮度、低成本、便攜性等優(yōu)勢(shì)，其圖像質(zhì)量清晰銳利，色彩還原度高。存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。計(jì)算機(jī)必須有存儲(chǔ)設(shè)備，以便在關(guān)閉電源后保留數(shù)據(jù)。軟磁盤驅(qū)動(dòng)器軟磁盤驅(qū)動(dòng)器是一種將數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀取軟盤的設(shè)備。軟盤是一種可重復(fù)寫(xiě)入和擦除的磁性介質(zhì)，通常用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或操作系統(tǒng)文件。軟磁盤驅(qū)動(dòng)器在個(gè)人電腦早期很常見(jiàn)，但隨著存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，如今已逐漸被其他存儲(chǔ)設(shè)備取代。硬盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)容量大硬盤驅(qū)動(dòng)器提供大量的存儲(chǔ)空間，可以保存各種數(shù)據(jù)和文件。高速數(shù)據(jù)傳輸硬盤驅(qū)動(dòng)器使用高速旋轉(zhuǎn)磁盤，提供快速的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度。數(shù)據(jù)安全保障硬盤驅(qū)動(dòng)器通過(guò)磁性介質(zhì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有較高的數(shù)據(jù)安全性和可靠性。多種類型選擇硬盤驅(qū)動(dòng)器有多種類型，如機(jī)械硬盤、固態(tài)硬盤等，可以根據(jù)不同需求選擇合適的硬盤。光驅(qū)11.光盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器是一種利用激光束讀取或?qū)懭牍獗P數(shù)據(jù)的設(shè)備。22.光盤類型常見(jiàn)的類型包括CD、DVD和藍(lán)光光盤，它們具有不同的存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)傳輸速率。33.存儲(chǔ)介質(zhì)光盤驅(qū)動(dòng)器使用激光束在光盤表面上的介質(zhì)層刻錄或讀取數(shù)據(jù)。44.優(yōu)點(diǎn)光盤驅(qū)動(dòng)器具有便攜性、存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。磁帶驅(qū)動(dòng)器磁帶驅(qū)動(dòng)器磁帶驅(qū)動(dòng)器是一種用于讀取和寫(xiě)入磁帶的設(shè)備。磁帶是一種薄而長(zhǎng)的條帶，在其表面涂有磁性材料。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁帶驅(qū)動(dòng)器用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，例如備份數(shù)據(jù)、存檔數(shù)據(jù)和視頻文件。數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度磁帶驅(qū)動(dòng)器的訪問(wèn)速度較慢，因?yàn)榇艓?qū)動(dòng)器需要從磁帶上搜索特定的數(shù)據(jù)。成本效益磁帶驅(qū)動(dòng)器是一種經(jīng)濟(jì)高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，尤其適用于大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的硬件組件。它分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）。主存儲(chǔ)器通常是指隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM），它用于存儲(chǔ)當(dāng)前正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，訪問(wèn)速度快，但容量有限，斷電后數(shù)據(jù)丟失。ROM只讀存儲(chǔ)器ROM是一種非易失性存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)內(nèi)容在制造過(guò)程中寫(xiě)入，并無(wú)法更改。特點(diǎn)數(shù)據(jù)保持，即使斷電也不會(huì)丟失，并且讀取速度快。用途通常用于存儲(chǔ)基本系統(tǒng)軟件，例如引導(dǎo)程序，BIOS和固件。RAM11.隨機(jī)存取內(nèi)存RAM是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的主要工作內(nèi)存，用于存儲(chǔ)正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。22.高速讀寫(xiě)RAM提供快速的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，使應(yīng)用程序能夠快速運(yùn)行，并允許用戶快速打開(kāi)和保存文件。33.易失性存儲(chǔ)器RAM是一種易失性存儲(chǔ)器，這意味著當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)閉時(shí)，存儲(chǔ)在其上的數(shù)據(jù)將丟失。44.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存大多數(shù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)使用DRAM，它是一種需要定期刷新才能保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性的內(nèi)存類型。EPROM可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM是一種可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，它可以被用戶寫(xiě)入一次，但不能被多次改寫(xiě)。紫外線擦除EPROM的數(shù)據(jù)可以通過(guò)暴露在紫外線燈下進(jìn)行擦除，然后重新編程。具有“窗口”的芯片EPROM芯片通常有一個(gè)“窗口”，用來(lái)暴露在紫外線下擦除數(shù)據(jù)。EEPROM可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM是一種非易失性存儲(chǔ)器，可以在電路板上進(jìn)行擦除和重寫(xiě)，無(wú)需使用特殊的程序員。數(shù)據(jù)保存EEPROM可以保存數(shù)據(jù)，即使電源關(guān)閉后數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，可以滿足各種嵌入式應(yīng)用的存儲(chǔ)需求。微處理器EEPROM廣泛用于微處理器、存儲(chǔ)器和外設(shè)的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和無(wú)線設(shè)備。接口技術(shù)接口技術(shù)是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和外設(shè)的橋梁，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。常見(jiàn)接口類型包括串行接口、并行接口和USB接口，它們?cè)谒俣?、傳輸方式和?yīng)用場(chǎng)景方面各有優(yōu)劣。串行接口串行傳輸串行接口使用單根數(shù)據(jù)線逐個(gè)傳輸數(shù)據(jù)位。效率較低，但成本低，適合遠(yuǎn)距離傳輸。常見(jiàn)應(yīng)用串行接口常用于連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)等外設(shè)。也用于連接調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。并行接口數(shù)據(jù)傳輸并行接口同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)，速度快，適用于大數(shù)據(jù)量傳輸。應(yīng)用場(chǎng)景打印機(jī)、掃描儀等外設(shè)廣泛使用并行接口，但隨著USB接口的普及，并行接口應(yīng)用逐漸減少。USB通用串行總線USB是通用串行總線，是一種廣泛應(yīng)用的接口標(biāo)準(zhǔn)。高速數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)SB支持高速數(shù)據(jù)傳輸，連接各種外設(shè)，如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、掃描儀等。熱插拔USB支持熱插拔，用戶可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連接或斷開(kāi)USB設(shè)備。簡(jiǎn)單易用USB接口易于使用，使用即插即用技術(shù)，無(wú)需額外配置?？刂萍夹g(shù)控制技術(shù)是指利用各種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器、設(shè)備或過(guò)程的自動(dòng)控制?？刂萍夹g(shù)在工業(yè)自動(dòng)化、智能家居、航空航天等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。PID控制比例控制比例控制根據(jù)偏差的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用。積分控制積分控制用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的精度。微分控制微分控制可以預(yù)測(cè)偏差的變化趨勢(shì)，提前進(jìn)行調(diào)節(jié)。模糊控制模糊控制概念模糊控制是一種基于模糊邏輯的控制方法。它利用語(yǔ)言變量和模糊集合來(lái)描述系統(tǒng)的狀態(tài)和控制規(guī)則。模糊控制系統(tǒng)能夠處理不確定性和非線性系統(tǒng)，并提供更人性化的控制策略。模糊控制特點(diǎn)模糊控制易于實(shí)現(xiàn)，無(wú)需精確的數(shù)學(xué)模型，且具有較強(qiáng)的魯棒性。模糊控制系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，并能夠處理各種不確定性和干擾因素。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制11.適應(yīng)性強(qiáng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)和適應(yīng)環(huán)境變化，具有很強(qiáng)的魯棒性。22.非線性處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以處理非線性系統(tǒng)，并能有效地解決傳統(tǒng)控制方法難以處理的復(fù)雜