3.2. Интерфейсы манипуляторов

Устройство ввода мышь (mouse) передает в систему информацию о своем перемещении и нажатии-отпускании кнопок. Обычная конструкция имеет свободно вращающийся массивный обрезиненный шарик, передающий вращение на два координатных диска с фотоэлектрическими датчиками — две открытые оптопары (светодиод — фотодиод), в оптический канал которых входит вращающийся диск с прорезями.

По интерфейсу с компьютером различают три основных вида мышей: Bus Mouse, Serial Mouse и PS/2-Mouse. Ожидается появление мышей с интерфейсом USB.

Bus Mouse (шинная мышь) — вариант, применявшийся в первых мышах. Содержит только датчики и кнопки; обработка их сигналов производится на специализированной плате адаптера. Муль-

типортовые карты (СОМ-, LPT- и GAME-порты), на которых установлен и адаптер Bus Mouse, встречаются редко. Кабель Э-проводный, разъем специальный (см. рис. 3.2 и табл. 3.2), хотя на первый взгляд напоминает разъем PS/2-Mouse.

Serial Mouse — мышь с последовательным интерфейсом, подключаемая через 25 или 9-штырьковый разъем СОМ-порта (табл. 2.3). Имеет встроенный микроконтроллер, который обрабатывает сигналы от координатных датчиков и кнопок. Каждое событие кодируется двоичной посылкой по интер­фейсу RS-232C (см. 2.5.1).

PS/2-Mouse — мышь, появившаяся с компьютерами PS/2. Ее интерфейс и 6-штырьковый DIN мини-разъем аналогичны клавиатурному (рис. 3.3). Адаптер и разъем PS/2-Mouse устанавливается на современных системных платах brand-name. Контроллер такой мыши может входить в контроллер клавиатуры или занимать дополнительные адреса в про­странстве ввода/вывода. Для PS/2-Mouse используется прерывание IRQ 12.

С интерфейсами Serial Mouse и PS/2-Mouse иногда возникают недоразумения. Хотя оба они последовательные, но имеют принципиальные различия в уровнях сигналов, спо­собе синхронизации, частоте и формате посылок:

» Интерфейс PS/2 использует однополярный сигнал с уровнями ТТЛ, питание мыши — однополярное с напряжением +5 В относительно шины GND. Интерфейс RS-232C, применяемый в Serial Mouse, использует двухполярный сигнал (см. 2.1.1) с уровнями срабатывания +3 В и -3 В, требует двухполярного питания.

ж Синхронный интерфейс PS/2-Mouse использует две раз­дельные сигнальные линии, одну — для передачи данных, другую — для сигналов синхронизации. Serial Mouse ис­пользует асинхронный способ передачи данных по одной линии.

Ясно, что совместимости между этими интерфейсами нет. Тем не менее, выпускаются и продаются переходники (пассивные!), позволяющие выбирать способ подключения мыши. Они предназначены только для универсальных мышей, у которых встроенный контроллер по напряжению питания способен распознать, к какому интерфейсу его подключили, и установить соответствующий тип своего выходного интерфейса. Универсальные мыши не особо распространены, поэтому часто приходится слышать о неудачных попытках применения таких переходников к обычным Serial Mouse или PS/2-Mouse.

Дополнительную путаницу вносят мыши для компьютеров Macintosh, которые имеют разъем, с виду напоминающий PS/2. Однако разъемы эти разные, да и интерфейс совер­шенно иной.

Манипулятор трекбол (trackball) («шар») представляет собой перевернутую мышь, шарик которой вращают пальцами. Иногда встраивается в клавиатуру.

3.3. Интерфейс игрового адаптера - GAME-порт

Интерфейс игрового адаптера занимает особое место в классификации. Он позволяет вводить значения дискретных

(4 бита) и аналоговых сигналов (сопротивления 4 резисторов). Изначально порт был предназначен для подключения джойстиков и других игровых устройств ввода (Paddle), но может применяться и для подключения «серьезных» датчиков. Метод измерения сопротивления основан на програм­мном определении длительности импульса, пропорциональ­ной сопротивлению. Преобразование начинается по выводу любого байта в регистр адаптера (201h), при этом биты 0-3 устанавливаются в 1. Время измеряется до возврата в нуле­вое состояние бит 0—3, соответствующих четырем аналоговым каналам. Если аналоговый вход закорочен на шину GND или цепь измеряемого сопротивления разорвана, соответствующий бит не обнулится. Поэтому в программе преобразования должен быть предусмотрен тайм-аут. Для измеряемых сопротивлений в диапазоне 0—100 кОм время определяется по формуле

Т-24,2 + llxR,

где Т — время (в микросекундах), a R — сопротивление (в ки-лоомах).

Точность и линейность преобразования невысока, преобра­зование выполняется не быстро (до 1,12 мс) и сильно загружает процессор. Однако в отличие от «настоящих» аналого-цифровых преобразователей этот достается даром — игровой адаптер входит в состав практически всех комбинированных плат последовательных и параллельных портов, звуковых карт или системных плат.

Порт имеет разъем-розетку DB-15S. Назначение выводов и соответствие сигналов битам регистра приведены в табл. 3.3. Резисторы подключаются к шине питания +5 В, кнопки — к шине GND (рис. 3.4). Замыканию кнопок соответствуют нули в битах 5-7. Аналоговые каналы можно использовать для дискретного ввода, если их входы подключить к кнопкам, замыкающим их на шину GND, и к резисторам, «подтягива-ющим» их к уровню + 5 В. Два джойстика (А и В) подключаются через Y-образный переходник-разветвитель. На звуковых картах через разъем «Game» вместе с джойстиками могут подключаться и внешние MIDI-устройства через спе­циальный кабель-адаптер, обеспечивающий гальваническую

развязку входного сигнала и ограничение выходного тока (см. рис. 2.16). Для интерфейса MIDI используются контакты 12 и 15, ранее предназначавшиеся для шин GND и +5V. Такое назначение делает безопасным подключение адаптера MIDI к «чистому» игровому порту и обычного джойстика к игровому порту с сигналами MIDI.