2 Клавиатура
В этом разделе мы подробно рассмотрим одно из важнейших устройств персонального компьютера - клавиатуру. Практически ни одна программа не обходится без обращения к клавиатуре.
Программа может использовать клавиатуру по-разному. Она может задерживать свое выполнение до тех пор, пока пользователь не введет какое-нибудь число или пока не нажмет какую-нибудь клавишу. Выполняя некоторую работу, программа может периодически проверять, была ли нажата клавиша, изменяющая режим работы программы. Резидентные программы могут активизироваться, когда пользователь нажимает заранее определенную комбинацию. Можно использовать прерывание, вырабатываемое клавиатурой, например, для завершения работы программы.
Мы расскажем о работе с клавиатурой в среде MS-DOS на разных уровнях - от использования клавиатурных портов ввода/вывода до средств, предоставляемых стандартными библиотеками трансляторов C. Какой уровень вам следует выбрать, зависит от решаемой задачи. Единственное, что можно порекомендовать - это использовать по возможности средства высокого уровня. Если ваша программа обращается к клавиатуре через порты ввода/вывода, ее работоспособность может оказаться зависимой от типа клавиатуры и от модели компьютера.
Что же касается методики работы с клавиатурой в операционных системах Microsoft Windows, то она была описана в 11 томе «Библиотеки системного программиста», который называется «Операционная системаMicrosoft Windows для программиста».
Как работает клавиатура
Клавиатура выполнена, как правило, в виде отдельного устройства, подключаемого к компьютеру тонким кабелем. Малогабаритные блокнотные компьютеры содержат встроенную клавиатуру.
Что же находится внутри клавиатуры?
Оказывается, там есть компьютер! Только этот компьютер состоит из одной микросхемы и выполняет специализированные функции. Когда вы нажимаете на клавиши, он посылает номер нажатой клавиши в центральный компьютер.
Клавиатурная матрица
Если рассмотреть сильно упрощенную принципиальную схему клавиатуры, представленную на рисунке, можно заметить, что все клавиши находятся в узлах матрицы (рис. 2.1).
Рис.2.1. 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 нулю, клавиатурный компьютер опрашивает состояние горизонтальных линий. Если ни одна клавиша не нажата, уровень напряжения на всех горизонтальных линиях соответствует логической единице (так как все эти линии подключены к источнику питания +5 В через резисторы).
Если вы нажмете на какую-либо клавишу, то соответствующая вертикальная и горизонтальная линии окажутся замкнутыми. Когда на этой вертикальной линии процессор установит значение логического нуля, то уровень напряжения на горизонтальной линии также будет соответствовать логическому нулю.
Как только на одной из горизонтальных линий появится уровень логического нуля, 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 вы отпускаете нажатую ранее клавишу.