13.2. Мікрофон

Мікрофон – це пристрій, який приймає звуковий сигнал і перетворює його в електричний сигнал пропорційно амплітуді звуку з частотою електричного сигналу, пропорційною частоті звуку (рис. 13.3). Мікрофони бувають дротяні і бездротяні. Дротяні мікрофони мають батьківське роз'єднання Mini Jack, бездротяні – передаючий пристрій. Вихід більшості мікрофонів є аналоговим, але останні типи мікрофонів містять аналого-цифровий перетворювач і передають сигнал у цифровому форматі.

Деякі мікрофони мають стереофонічний ефект за рахунок наявності в одній рукоятці спарених мікрофонів.

13.3. Акустична система

Акустична система призначена для відображення звуку (рис.13.4). Основним елементом акустичної системи є динамік, що складається з мембрани, голосової катушки та ін. Струм, проходячи через катушку, утворює магнітне поле. Магнітне поле примушує рухатися мембрану і генерувати звукові коливання.

Корпус, в який поміщений динамік, називають колонкою, або стовпчиком. Звичайна колонка містить декілька динаміків (для відображення низьких і високих частот). Систему з двох колонок називають стереофонічною системою.

Акустичні системи підключаються до комп'ютера по аналоговому інтерфейсу Line Out1 і Line Out2 звукової карти. Деякі акустичні системи можна підключати за допомогою цифрового виходу Sony/Fhilips Digital Interfase Format звукової карти. В цьому випадку АЦП виконується безпосередньо в акустичній системі.

Колонки бувають зовнішні і внутрішні (в системному блоці або в моніторі). Деякі містять вбудований програвач і можуть працювати автономно без комп'ютера.

Розділ 14. Периферійне обладнання комп’ютера

14.1. Клавіатура. Принцип роботи клавіатури

Клавіатура – це один з основних пристроїв введення інформації в комп’ютер, який дозволяє вводити різні види інформації (рис. 14.1). Інформація, що вводиться, визначається програмою, яка інтерпретує коди натиснення або відпускання тієї чи іншої клавіші. За допомогою клавіатури можна вводити будь-які символи – від букв і цифр до ієрогліфів і знаків музичної нотації. Клавіатура дозволяє керувати положенням курсора на екрані дисплея (встановлювати його в потрібну точку екрана, переміщати по екрану), “прокручувати” екран в режимі скролінгу, відправляти вміст екрана на принтер, проводити вибір за наявності альтернативних варіантів і т.п.

На комп’ютерах IBM PC AT використовується клавіатура з великою кількістю клавіш. На цих машинах є можливість керувати деякими функціями клавіатури, наприклад, змінювати час очікування і частоту автоповтору або запалювати і гасити світлодіоди на панелі керування клавіатурою.

Клавіатури, що випускаються різними виробниками, розрізняються за відстанню між клавішами, числом спеціальних клавіш, способом перемикання цифрових регістрів для швидкого введення числових даних, кутом нахилу, формою і текстурою поверхні клавіш, зусиллям натиску і величиною ходу клавіш, розташуванням клавіш, що часто використовуються, та ін.

Загальне число клавіш у клавіатурі – 105 та ін. Кількість різних сигналів від клавіатури значно перевищує це число, оскільки:

1) при натисненні і звільненні клавіші в комп’ютер передаються різні кодові комбінації: при натисненні – порядковий номер натиснутої клавіші на клавіатурі (її скан-код), а при звільненні – скан-код, збільшений на число 128;

2) великі і малі букви першої групи клавіш (алфавітно-цифрових і знакових) набираються на різних регістрах. Оперативне перемикання регістрів проводиться клавішею <Shift>. Якщо при натиснутій (і утримуваній в натиснутому стані) клавіші <Shift> “клікнути” (від англійського слова “click”) будь-яку алфавітну клавішу, то в комп’ютер буде відправлений код великої букви, який відповідає натиснутій клавіші;

3) після однократного натиснення клавіші <CapsLock> (запалюється відповідна лампочка на клавіатурі) змінюється порядок роботи клавіші <Shift>: без натиснення на неї набиратимуться великі букви, а при натисненні – малі. Після повторного натиснення на <CapsLock> порядок роботи клавіші <Shift> відновлюється, а лампочка гасне. Такий режим перемикання роботи клавіші називається режимом тригера, або flip-flop;

4) аналогічно клавіші <Shift> діють клавіші <Alt> і <Ctrl> – при одночасному натисненні з ними будь-якої іншої клавіші в комп’ютер передається не скан-код, а розширений код (2 байти). Іноді таким же чином використовується клавіша <Esc>;

5) клавіша <NumLock> є перемикачем (тригером) додаткової цифрової клавіатури: при лампочці (з написом NumLock), що не горить, ця клавіатура працює як клавіатура для керування курсором, а при засвіченій – як цифрова;

6) для перемикання регістрів (або навіть груп регістрів) іноді використовуються інші комбінації клавіш: наприклад, програми-русифікатори клавіатури перемикають шрифт за допомогою правої клавіші <Shift> або при одночасному натисненні двох клавіш <Shift> (правої і лівої), або при якійсь комбінації інших клавіш. Ці комбінації клавіш мають ефект тригера.

Введення даних з клавіатури відбувається таким чином. Під клавіатурою розташована матриця провідників. Клавіша, розташована на перетині двох провідників, у разі натиснення замикає електричне коло. Струм проходить по рядках і стовпцях матриці. Контролер клавіатури контролює проходження струму тільки по рядках. Якщо клавіша натиснута, то схема декодера контролера починає опитувати стовпці матриці. Процес опитування продовжується доти, поки не буде відпущена натиснута клавіша. В цьому випадку можливо зафіксувати одночасне натиснення декількох клавіш. У ROM-пам'яті контролера клавіатури (звичайно місткістю 8 Кб) зберігається таблиця відповідності номера рядка і стовпця натиснутої клавіші або комбінації клавіш. Однобайтові або двобайтові коди окремих клавіш або їх комбінацій називають скан-кодом. Для перших 128 символів скан-код збігається з кодом ASCII.

Для кожної клавіші генеруються два типи скан-кодів: код натиснення і код звільнення клавіші. При тривалому натисненні клавіші генерується повторний скан-код клавіші.

Згенеровані скан-коди надходять у буферну пам'ять контролера клавіатури (звичайно місткістю 15 байт), а потім передаються в контролер клавіатури на материнській платі. Контролер може перепризначати код деяких клавіш. Наприклад, якщо включений режим української мови, то замість символу «q» буде згенерований символ «й». Далі контролер пересилає дані операційній системі, яка обробляє їх сама або передає прикладній програмі.

Сигнали, що надходять від клавіатури, проходять трирівневу обробку: на фізичному, логічному і функціональному рівнях.

Фізичний рівень – сигнали надходять в обчислювальну машину при натисненні і відпусканні клавіш.

На логічному рівні, реалізованому BIOS через переривання 9, скан-код транслюється в спеціальний 2-байтовий код. Молодший байт для клавіш першої групи містить ASCII-код, відповідний зображеному на клавіші символу. Цей байт називають головним. Старший байт (допоміжний) містить побітну інформацію про стан (включені або виключені) допоміжних клавіш.

На функціональному рівні окремим клавішам програмним шляхом приписуються певні функції. Таке “програмування” клавіш здійснюється за допомогою програми-драйвера, яка обслуговує клавіатуру в операційній системі.

Сучасні клавіатури підключають до материнської плати через інтерфейс PS/2 або USB. Існують також бездротові клавіатури, які підключаються через інфрачервоний порт або за технологією BlueTooth. Як додаткові пристрої в клавіатуру можуть бути вбудовані: мікрофон, трекбол, динамік та ін.