資料介紹
隨著IBM PC機的發(fā)展,鍵盤也分為XT, AT, PS/2鍵盤以至于后來的USB鍵盤. PC系列機使用的鍵盤有83鍵、84鍵、101鍵、102鍵和104鍵等多種。XT和AT機的標準鍵盤分別為83鍵和84鍵,而286機以上微機的鍵盤則 普遍使用101鍵、102鍵或104鍵。83鍵鍵盤是最早使用的一種PC機鍵盤,其鍵號與掃描碼是一致的。這個掃描碼被直接發(fā)送到主機箱并轉換為 ASCII碼;隨著高檔PC機的出現(xiàn),鍵盤功能和按鍵數(shù)目得到了擴充,鍵盤排列也發(fā)生了變化,產生的掃描碼與83鍵鍵盤的掃描碼不同。為了保持PC系列微 機的向上兼容性,需將84/101/102/104鍵鍵盤的掃描碼轉換為83鍵鍵盤的掃描碼,一般將前者叫作行列位置掃描碼,而將后者稱為系統(tǒng)掃描碼。顯 然,對于83鍵鍵盤,這兩種掃描碼是相同的。
鍵盤是由一組排列成矩陣方式的按鍵開關組成,通常有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型,IBM系列個人微型計算機的鍵盤屬于非編碼類型。微機鍵盤主要由單片 機、譯碼器和鍵開關矩陣三大部分組成。其中單片機采用了INTEL8048單片微處理器控制,這是一個40引腳的芯片,內部集成了8位 CPU、1024×8位的ROM、64×8位的RAM、8位的定時器/計數(shù)器等器件。由于鍵盤排列成矩陣格式,被按鍵的識別和行列位置掃描碼的產生,是由 鍵盤內部的單片機通過譯碼器來實現(xiàn)的。單片機在周期性掃描行、列的同時,讀回掃描信號線結果,判斷是否有鍵按下,并計算按鍵的位置以獲得掃描碼。當有鍵按 下時,鍵盤分兩次將位置掃描碼發(fā)送到鍵盤接口;按下一次,叫接通掃描碼;釋放時再發(fā)一次,叫斷開掃描碼。因此可以用硬件或軟件的方法對鍵盤的行、列分別進 行掃視,去查找按下的鍵,輸出掃描位置碼,通過查表轉換為ASCII碼返回。
鍵盤是與主機箱分開的一個獨立裝置,通過一根5芯電纜與主機箱連接,系統(tǒng)主板上的鍵盤接口按照鍵盤代碼串行傳送的應答約定,接受鍵盤發(fā)送來的掃描碼;鍵盤 在掃描過程中,7位計數(shù)器循環(huán)計數(shù)。當高5位(D6一D2)狀態(tài)為全“0”時,經(jīng)譯碼器在O列線上輸出一個“0”,其余均為“1”;而計數(shù)器的低二位 (D1D0)通過4選1多路選擇器控制0—3行的掃描。計數(shù)器計一個數(shù)則掃描一行,計4個數(shù)全部行線掃描一遍,同時由計數(shù)器內部向D2進位,使另一列線1 變低,行線再掃描一遍。只要沒有鍵按下,多路選擇器就一直輸出高電平,則時鐘一直使計數(shù)器循環(huán)計數(shù),對鍵盤輪番掃描。當有一個鍵被按下時,若掃描到該鍵所 在的行和列時,多路選擇器就會輸出一個低電平,去封鎖時鐘門,使計數(shù)器停止計數(shù)。這時計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)就是被按鍵的位置碼(即掃描碼)。8048利用程序 讀取這個鍵碼后,在最高位添上一個“O”,組成一個字節(jié)的數(shù)據(jù),然后從P22引腳以串行方式輸出。在8048檢測到鍵按下后,還要繼續(xù)對鍵盤掃描檢測,以 發(fā)現(xiàn)該鍵是否釋放。當檢測到釋放時,8048在剛才讀出的7位位置碼的前面(最高位)加上一個“1”,作為“釋放掃描碼”,也從 P22引腳串行送出去,以便和“按下掃描碼”相區(qū)別。送出“釋放掃描碼”的目的是為識別組合鍵和上、下檔鍵提供條件。
同時,主機還向鍵盤發(fā)送控制信號,主機CPU響應鍵盤中斷請求時,通過外圍接口芯片8255A一5的PA口讀取鍵盤掃描碼并進行相應轉換處理和暫存;通過PB口的PB6和PB7來控制鍵盤接口工作。
從 用途上看,鍵盤可分為臺式機鍵盤、筆記本電腦鍵盤和工控機鍵盤三大類;其中臺式機鍵盤從按鍵結構上又可分為兩類,即機械鍵盤和電容鍵盤(又稱有觸點鍵盤 和無觸點鍵盤)。機械鍵盤存在著開關容易損壞、易污染、易老化的缺點,現(xiàn)已基本淘汰。電容鍵盤在可靠性上比前者有質的飛躍,使用壽命較長,目前大多為電容 鍵盤。
早期的鍵盤是由美國IBM公司推出的,當時采用的計算機鍵盤為83鍵鍵盤。不久IBM又推出了84鍵的鍵盤設計標準,將鍵盤分為三個區(qū),即功能區(qū)、打字鍵 區(qū)及負責光標控制和編輯的副鍵盤區(qū),這種鍵盤主要區(qū)域的劃分標準一直沿用至今。隨著微軟Windows視窗操作系統(tǒng)的廣泛應用,IBM公司于1986年首 次推出了101鍵的標準鍵盤,除添加了F11、F12兩個功能鍵之外,還在鍵盤的中部多加了一組專用的光標控制和編輯的鍵,使鍵盤功能得到了進一步擴充, 成為當時業(yè)界的標準鍵盤。后來,為與微軟的Win95操作系統(tǒng)相配合,IBM又推出了104鍵鍵盤,新增了3個功能鍵(亦稱Windows快捷鍵或熱鍵
但是,無論是機械鍵盤或者電容鍵盤,還是從早期的83鍵鍵盤發(fā)展到目前通稱的標準鍵盤104鍵鍵盤,其應用都是主要依賴于硬件CPU和軟件操作系統(tǒng)。以下就鍵盤的構造及工作原理等問題進行介紹。
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