1.Загальна характеристика клавіатури.

Клавіатура РС являє собою уніфіковане пристрій зі стандартним роз'ємом і послідовним інтерфейсом зв'язку з системною платою.

Датчики клавіш являють собою механічні контакти (відкриті або герметичні у скляних колбах магнітокерованих - геркони) або кнопки на основі струмопровідної гуми, або ємнісні датчики або датчики Холла. Ємнісні датчики і датчики Холла не мають рухомих контактів і є найбільш надійними для клавіатури. Незалежно від типу застосовуваних датчиків, всі клавіші об'єднані в матрицю, рис.2.1.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 .........

2 А

3

4 З

5 В

6

7

Рис. 2.1. Матриця клавіатури

Місце розташування літер А, В, С на даній матриці може бути описано відповідним кодом (скан-код):

А - 23d; В - 55d; С - 410d

Скан-коди передаються в комп'ютер за фактом натискання і відпускання клавіш:

при натисканні передається її скан-код, тобто номер ідентифікує її розташування на клавіатурі, після її відпускання передаються 2 байти:

1-й байт - містить ознаку відпускання - F0;

2-й байт - не модифікований скан - код.

1-й байт (F0) 2-й байт

Для клавіш, що генерують пару кодів (префікс і розширений код) при відпусканні спочатку передається префікс (Е0 або Е1-верхній або нижній регістр, наприклад) потім ознака відпускання F0, а потім передається розширений код.

Е0 (Е1) F0 розширений код

Типова клавіатура має внутрішній контролер, виконаний на мікросхемі з сімейства MCS - 48 фірми Intel, який здійснює контроль клавіш матриці і керування індикаторами, внутрішню діагностику і зв'язок з системною платою послідовним інтерфейсом по лініях КВ - Data і КВ - Cloсk.

У стандартному виконанні існують 3 типи клавіатур:

- Клавіатура ХТ - 83 клавіші без індикаторів, доданих на більш пізніх розробках (Num Lock, Caps Lock);

- Клавіатура АТ - 84 клавіші, що відрізняється появою додаткової клавіші SysRec та індикаторів Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock, а також двонаправленим інтерфейсом з системною платою, що забезпечує програмування параметрів клавіатури і її діагностику;

- Розширена клавіатура - 101/102 клавіші, використовувана для моделей АТ і PS / 2 і є сучасним стандартом. Інші розширені клавіатури можуть мати 104, 105 або 122 клавіші.

Розширена клавіатура має наступні групи клавіш:

- Основної клавіатури;

- Цифрові клавіші;

- Функціональні клавіші;

- Клавіші управління курсором і екраном;

- Клавіші управління живленням;

- Кнопки швидкого доступу до додатків.

По електричному інтерфейсу Клавіатури ХТ і АТ збігаються, а по логічному вони не сумісні. Клавіатура PS / 2 відрізняється від АТ тільки роз'ємом. В іншому - повний збіг.

Сучасні клавіатури працюють в одному з трьох наборів (таблиць) скан-кодів:

^ 2. Інтерфейс клавіатури.

Підключення клавіатури до системної плати здійснюється послідовним синхронним інтерфейсом, що складається з двох обов'язкових сигналів: КВ - Data і КВ - Cloсk. Контролер інтерфейсу клавіатури та його роз'єм розташовані на системній платі. Роз'єм клавіатури може бути двох типів:

- Звичайна 5 контактна розетка DIN, рис. 2.2;

- Малогабаритна розетка mini-DIN, рис 2.3.

3 1 5

Ключі 6

5 4 4 3

2 2 1

Рис.2.2. Ріс2.3.

Позначення клем на схемах:

Ріс2.2. 1 - KB Clock; 2 - KB Data; 3 - КВ - Reset #;

4 - GND (загальний - заземлення); 5 - +5 В.

Рис.2.3. 1 - KB Data; 2 - порожній; 3 - GND (загальний - заземлення);

4 - +5 В; 5 - KB Clock; 6 - Ключ.

Процесор спілкується з клавіатурою через контролер інтерфейсу клавіатури, використовуючи порт 60h. Прийом скан кодів здійснюється читанням цього порту. Про необхідність читання скан-кода контролер сигналізує процесору через апаратне переривання, сигнал якого виробляється по кожному спрацюванню клавіші. Крім того, цей же контролер транслює команди, що посилаються до клавіатури.

З використанням шини USB з'явилися клавіатури з контролером 8042. вони мають і вбудований ХАБ для підключення миші через USB. При цьому з боку BIOS для такої клавіатури потрібна спеціальна підтримка.