Міністерство освіти та науки України
Механіко-металургійний технікум
ПДТУ
Методичні вказівки
до виконання практичної роботи №4
на тему: “ Робота із стандартними периферійними пристроями ”
з дисципліни: “Архітектура комп’ютера”
Тема: Робота із стандартними периферійними пристроями
Мета: 1) Вивчити, з яких частин складаються клавіатура, пристрої позіціонування;
2) Ознайомитися з принципом дії;
3) Закріпити практичні навічки роботи з усіма стандартними перриферійними пристроями.
Хід роботи:
Вивчити теоретичний матеріал, користуючись методичними вказівками, конспектом лекцій та рекомендованою літературою.
Відповісти на контрольні питання.
Підготуватися до захисту практичної роботи. Теоретичні основи:
Клавиатура — одно из важнейших устройств компьютера, используемое для ввода в систему команд и данных.
Существуют такие основные типы клавиатур:
- 83-клавишная клавиатура PC и XT;
- 84-клавишная клавиатура AT;
- 101-клавишная расширенная клавиатура;
- 104-клавишная расширенная клавиатура Windows.
Внешний вид клавиатур отличается в зависимости от индивидуального дизайна и исполнения.
Основными элементами клавиатуры являются клавиши. Клавиша представляет собой управляемый механический или сенсорный элемент, принимающий два состояния (нажатое и отжатое) и генерирующий два сигнала (нажатия и отпускания клавиши).
Конструкции клавиш.
В современных клавиатурах используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены механические переключатели, в которых происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш.
Наиболее широко распространены контактные клавиатуры. Существуют следующие их разновидности:
- с механическими переключателями;
- с замыкающими накладками;
- с резиновыми колпачками;
- мембранные.
В механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. В них для создания “осязательной” обратной связи зачастую устанавливается дополнительная конструкция из пружины и смягчающей пластинки. При этом вы ощущаете сопротивление клавиши и слышите щелчок. Механические переключатели очень надежны, их контакты обычно самоочищающиеся. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкост ных датчиков. Обратная связь у них просто превосходная.
Типичный механический переключатель
Клавиатуры с механическими переключателями, несмотря на свою долговечность и тактильную обратную связь, значительно менее распространены, чем мембранные клавиатуры, которые рассматриваются несколько позже. Многие компании, занимающиеся производством клавиатур, используют механические переключатели только в некоторых дорогостоящих моделях.
Клавиши с замыкающими накладками широко применялись в старых клавиатурах. Они использовались в большинстве старых совместимых клавиатур компании Keytronics и др. В них прокладка из пористого материала с приклеенной снизу фольгой соединяется с кнопкой клавиши. При нажатии клавиши фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение. При этом пористая прокладка смягчает удар, но клавиатура становится слишком “мягкой”. Основной недостаток этой конструкции — отсутствие щелчка при нажатии (нет обратной связи), поэтому в системах с такой клавиатурой часто приходится программным образом выводить на встроенный динамик компьютера какие-нибудь звуки, свидетельствующие о наличии контакта. Компания Compaq использовала подобные клавиатуры в своих компьютерах. Ощущения от работы на них сугубо индивидуальные.
Конструкция клавиши с замыкающей накладкой из фольги
Еще один недостаток такой конструкции состоит в том, что она весьма чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате.
Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, но превосходит ее во многих отношениях. Вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он “проваливается”. При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние. Замыкающие вставки делаются из очищенного угля, потому они не подвержены коррозии и сами по себе очищают металлические контакты, к которым прижимаются. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Количество деталей в такой конструкции минимально. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры и ее широкое распространение.
Мембранная клавиатура. Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш: вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. При этом ход каждой клавиши ограничен, и такая клавиатура не годится для обычной печати. Но, поскольку рассматриваемая клавиатура состоит фактически из трех пластин и минимума других деталей, она может оказаться незаменимой в экстремальных условиях. Мембранные клавиатуры часто используются в пультах управления (станками, агрегатами и т.п.), т.е. там, где необходимо вводить большие объемы данных. Тем не менее в настоящее время мембранные клавиатуры уже практически не используются в промышленности или в ресторанах быстрого питания. В течение последних лет мембранные переключатели со стандартными колпачками клавиш полностью заменили переключатели с резиновыми колпачками, получив при этом широкое распространение на рынке клавиатур низшего и среднего классов. Мембранные переключатели, имеющие достаточно низкую себестоимость, стали общепризнанным фаворитом на дешевых рынках стран Тихоокеанского бассейна. Несмотря на то что срок жизни дешевых мембранных переключателей ограничен 5–10 млн. нажатий, лучшие модели выдерживают до 20 млн. нажатий, что доказывает надежность переключателей такого типа.
Типичный мембранный переключатель
Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, чем клавиатуры с резиновыми колпачками или устаревшие клавиатуры с замыкающими накладками, но по чувствительности уступают механическим или емкостным переключателям.
Емкостные датчики. Это единственные бесконтактные переключатели, которые получили широкое распространение. Клавиатуры с такими датчиками дороже клавиатур с резиновыми колпачками, но более устойчивы к загрязнению и коррозии. Для обеспечения обратной связи в них используются цилиндрические (винтовые) пружины.
Клавиша с емкостным датчиком
В емкостных датчиках нет замыкающихся контактов. Их роль выполняют две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение емкости между ними. Клавиатура представляет собой набор таких датчиков. При нажатии клавиши шток смещает верхнюю пластинку ближе к неподвижной нижней. Клавиши сконструированы так, что переход между пластинками происходит скачкообразно и при этом слышен щелчок. Когда верхняя пластинка приближается к нижней, емкость между ними увеличивается, что регистрируется схемой компаратора, установленной в клавиатуре. Благодаря бесконтактным датчикам такая клавиатура устойчива к коррозии и загрязнению. В ней практически отсутствует “дребезжание” (явление, когда при одном нажатии на клавишу символ вводится несколько раз подряд). Ее долговечность — до 25 млн. нажатий, в отличие от 10–12 млн. для клавиатур других типов. Единственный недостаток такой клавиатуры — высокая стоимость, но она во многом компенсируется удобством и долговечностью.