Интерфейс для подключения клавиатур к ПК Клавиатура. Клавиатура выполнена, как правило, в виде отдельного устройства, подключаемого к компьютеру тонким кабелем. Малогабаритные компьютеры Lap-Top используют встроенную клавиатуру. Традиционно все имеющиеся на клавиатуре клавиши делят на две группы: ·Буквенно-цифровые, предназначенные для ввода информации. Нажатие каждой из этих клавиш «посылает» в компьютер команду вывести на экран букву или цифру. «Значение» этих клавиш является постоянным и не меняется — вне зависимости от «запускаемых» на вашем компьютере программ. Буквенные клавиши могут работать как в режиме латинских, так и русских букв. Схема их расположения — «раскладка» — соответствует той, которая используется в традиционных пишущих машинках. Совершенно особой является группа цифровых клавиш в правой части клавиатуры: она может работать как в буквенно-цифровом режиме, так и просто в цифровом ·Функциональные клавиши предназначены для отдания компьютеру команды выполнить какую-либо операцию. Дополнительные клавиши условно делятся на три группы: 1. Клавиши управления питанием (включение/выключение ПК (Power) и перевод компьютера в «спящий» режим (Sleep)). 2. Клавиши для управления программами Интернет (открыть браузер, запустить программу электронной почты и т. д.). 3. Мультимедиа-клавиши (запуск воспроизведения компакт-диска, клавиши перехода между песнями, управление громкостью). Что же находится внутри клавиатуры? Оказывается, там есть компьютер! Только этот компьютер состоит из одной микросхемы и выполняет специализированные функции. Он отслеживает нажатия на клавиши и посылает номер нажатой клавиши в центральный компьютер. Если рассмотреть упрощенную принципиальную схему клавиатуры, можно заметить, что все клавиши находятся в узлах матрицы:  Рис.1. Упрощенная схема клавиатуры Все горизонтальные линии матрицы подключены через резисторы к источнику питания +5 В. Клавиатурный компьютер имеет два порта - выходной и входной. Входной порт подключен к горизонтальным линиям матрицы (X0-X4), а выходной - к вертикальным (Y0-Y5). Устанавливая по очереди на каждой из вертикальных линий уровень напряжения, соответствующий логическому 0, клавиатурный компьютер опрашивает состояние горизонтальных линий. Если ни одна клавиша не нажата, уровень напряжения на всех горизонтальных линиях соответствует логической 1 (т.к. все эти линии подключены к источнику питания +5 В через резисторы). Если оператор нажмет на какую-либо клавишу, то соответствующая вертикальная и горизонтальная линии окажутся замкнутыми. Когда на этой вертикальной линии процессор установит значение логического 0, то уровень напряжения на горизонтальной линии также будет соответствовать логическому 0. Как только на одной из горизонтальных линий появится уровень логического 0, клавиатурный процессор фиксирует нажатие на клавишу. Он посылает в центральный компьютер запрос на прерывание и номер клавиши в матрице. Аналогичные действия выполняются и тогда, когда оператор отпускает нажатую ранее клавишу. Номер клавиши, посылаемый клавиатурным процессором, однозначно связан с распайкой клавиатурной матрицы и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиш. Этот номер называется скан-кодом (Scan Code). Слово scan ("сканирование"), подчеркивает тот факт, что клавиатурный компьютер сканирует клавиатуру для поиска нажатой клавиши. Но программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий обозначению на этой клавише ASCII-код. Этот код не зависит однозначно от скан-кода, т.к. одной и той же клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода. Это зависит от состояния других клавиш. Например, клавиша с обозначением '1' используется еще и для ввода символа '!' (если она нажата вместе с клавишей SHIFT). Поэтому все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программным обеспечением. Как правило, эти преобразования выполняют модули BIOS. Для использования символов кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами. Если нажать на клавишу и не отпускать ее, клавиатура перейдет в режим автоповтора. В этом режиме в центральный компьютер автоматически через некоторый период времени, называемый периодом автоповтора, посылается код нажатой клавиши. Режим автоповтора облегчает ввод с клавиатуры большого количества одинаковых символов. Следует отметить, что клавиатура содержит внутренний 16-байтовый буфер, через который она осуществляет обмен данными с компьютером. В настоящее время существует три различных типа клавиатуры. Это клавиатура для компьютеров IBM PC/XT, 84-клавишная клавиатура для IBM AT и 101-клавишная (расширенная) клавиатура для IBM AT. Некоторые клавиатуры имеют переключатель режима работы (XT/AT), расположенный на нижней крышке. Он должен быть установлен в правильное положение. В зависимости от конструкции клавиш (типу установленных клавиш) клавиатуры делятся на: Механические клавиатуры. Механические клавиши представляют собой совокупность металлических контактных площадок и пружины, которая возвращает клавишу в исходное положение. Иногда конструкцию дополняет металлическая пластина, прогибающаяся при нажатии клавиши. При этом ощущается сопротивление клавиши и издается характерный щелчок. Клавиатуры данного типа очень надежные (выдерживают до 20 млн. срабатываний), но не очень распространены в связи с их дороговизной. Полумеханические клавиатуры. Полумеханические клавиши также имеют металлические контактные площадки. Разница (по сравнению с механическими) состоит в том, что вместо металлической пружины используется упругий элемент, изготовленный из резины или другого подобного материала. Мембранные клавиатуры. Контактные площадки клавиш данного типа состоят из токопроводящего полимерного материала, а роль упругого элемента выполняет полимерная пленка. Хотя клавиатуры с мембранными клавишами уступают механическим и полумеханическим конструкциям по надежности (в среднем мембранные клавиши выдерживают около 10 млн. нажатий), но из-за своей дешевизны они наиболее распространенные. Кроме того мембранные клавиатуры более устойчивые к загрязнению и воздействию влаги. В зависимости от количества клавиш клавиатуры делятся на: · 83-клавишная клавиатура PC и XT; · 84-клавишная клавиатура AT; · 101-клавишная расширенная клавиатура; · 104-клавишная расширенная клавиатура Windows. · Мультимедийные клавиатуры Рассмотрим три последних типа клавиатур, поскольку первых два практически не используются. 101-клавишная расширенная клавиатура. Время изготовления - 1986 год (компания IBM). Была стандартом клавиатур для всех PC-совместимых систем, пока не появилась 104-клавишная клавиатура Windows. 101-клавишная клавиатура может быть условно разделена на следующие области: - область печатных символов; - дополнительная цифровая клавиатура; - область управления курсором и экраном; - функциональные клавиши.  Рис.1 101-клавишная расширенная клавиатура. 104-клавишная клавиатура Windows. Время изготовления – 1995 год (была представлена вместе с Windows 95). Сравнительно с 101 – клавишной клавиатурой используются три новые клавиши, используемые при работе с Windows (левая и правая Windows-клавиша и клавиша <Application (приложение)>).  Рис.2 104-клавишная клавиатура Windows Мультимедийные клавиатуры. Современные клавиатуры, помимо ста четырёх клавиш, очень часто снабжаются дополнительными клавишами. Эти клавиши предназначены для упрощённого управления некоторыми функциями (основными или наиболее использованными) компьютера: управление громкостью звука, проигрывателем, сетевыми возможностями компьютера, наиболее популярными программами, управление состоянием окон операционной системы (свернуть, закрыть, перейти к следующему или к предыдущему), управление состоянием компьютера (ждущий режим, спящий режим, выключить компьютер). Многие из этих функций относятся к сфере мультимедиа – отсюда и название.  Рис.3 Мультимедийная клавиатура Интерфейс для подключения клавиатур к ПК Наиболее распространенными интерфейсами, используемыми в настоящее время для подключения клавиатур к ПК, являются PS/2 и USB, хотя в последние годы значительно возросла популярность беспроводных клавиатур. 
Так как PS/2 доживает свои последние дни, на современных материнских платах зачастую размещают всего один совмещенный разъем, к которому можно подключить либо клавиатуру либо мышь. Если оба ваших устройства оснащены разъемом PS/2, а свежекупленная материнка имеет всего один вход, то вам придется докупить переходник. Он выглядит примерно так:  Беспроводные устройства подключаются к компьютеру с помощью специального адаптера, который идет в комплекте.  В зависимости от типа корпуса клавиатуры делятся на: Традиционные (стандартные) – обычные AT-клавиатуры; Эргономичные. Конструкции клавиатур данного типа учитывают естественное положение рук во время набора (в таких конструкциях клавиатура преломлялась в центре, клавиши находились под прямым углом к естественному положению кистей рук при наборе). Эргономичная клавиатура дает возможность повысить производительность и избежать опасности некоторых хронических заболеваний.  Рис.4 Эргономичная клавиатура Гибкие. Название говорит само за себя (гибкую клавиатуру можно легко скатать в рулон) Первые модели гибких клавиатур появились в 2002 году. К преимуществам гибких клавиатур также можно отнести высокую влаго- и пылезащищенность (если клавиатура загрязнилась – достаточно промыть ее под струей воды).  Игровые клавиатуры это в основном устройства высшего ценового диапазона. Они максимально оптимизированы для управления компьютерными играми.  |