2. Клавиатура ibm pc

Клавиатура IBMPC включает в себя несколько компонентов: матрицу быстродействующих кнопочных контактов из 23 строк по 4 колонки. 8- разрядный микропроцессор с встроенным ПЗУ, логику управления, параллельный порт и специальный буфер клавиатуры. Клавиатура подсоединена к системному блоку пятью проводниками (линиями). Название и назначение этих линий приведены ниже.

KEYBOARD CLOCK- линия синхросигналов системного таймера;

KEYBOARD DATE - линия для обмена данными с системой в последовательном формате;

RESET - сброс регистров контроллера клавиатуры;

GND - общая линия (заземление);

+SV - питание контроллера.

Клавиши подсоединены к матрице специальными микровыключателями. При нажатии на клавишу замыкается контакт на пересечении строки X и столбца Y матрицы. Каждые 3-5 мс микропроцессор клавиатуры сканирует матрицу, проверяя, какая линия имеет низкий уровень. Координаты X и У линий с низким уровнем по существу являются кодом нажатой клавиши. Этот код называется скан-кодом. Перед тем, как передать скан- код в системный блок, микропроцессор клавиатуры выдает на линию DATE логическую единицу в течении 0,2 мс, затем 8-битовую последовательность скан-кода, начиная с младшего бита, каждый бит через 0,1 мс.

Клавиатура, как периферийное устройство, имеет наивысший приоритет обслуживания, поэтому всякий раз, когда нажимается клавиша в системе вызывается аппаратное прерывание, которое передает управление обработчику прерываний I NT 09Н. Центральный процессор прекращает работу, вызывает драйвер клавиатуры и анализирует полученный скан- код.

Если нажата символьная клавиша, то драйвер клавиатуры преобразует скан-код в код ASCII и записывает его в буфер клавиатуры с начальным адресом 0040:001Е. Если код поступает от клавишей-переключателей, то инициализируется код состояния клавиатуры, записываемый в два байта по адресу 0040:0017 и 0040:0018.Прерывание клавиатуры проверяет всякий раз содержимое этих байтов перед тем, как присвоить код введенному символу.

В таблице 3 описаны названия клавишей-переключателей и назначения битов статуса клавиатуры.

Адрес	Бит	Клавиша	Значение при b=1
0040:0017	7 6 5 4 3 2 1 0	INSERT CAPSLOCK NUMLOCK SCROLL LOCK ALT CTRL Левый SHIFT Правый SHIFT	Режим включен _”_ _”_ _”_ Клавиша нажата _”_ _”_ _”_
0040:0018	7 6 5 4 3 2,1,0	1NSERT CAPSLOCK NUMLOCK SCROLL LOCK CTRL NUMLOCK не используется	Клавиша нажата _”_ _”_ _”_ Режим включен

Когда программа изменяет один из этих битов, то это интерпретируется как физическое нажатие клавиши. Поэтому работоспособность программы можно определить по включенным индикаторам клавиатуры. Кроме того, драйвер клавиатуры различает и другие типы клавишей, например:

1) функциональные клавиши;

2) комбинации клавиш.

Коды этих клавиш соответствуют скан-кодам. Коды можно прочитать в старшем байте аккумулятора (АН), если воспользоваться прерыванием INT 16H с функцией ООН.Ниже приведен фрагмент программы чтении кода.

MODELTIHY

CODE

ORB 100H

START: MOV АК, ООН

INT 16Н

MOV AH, 4CH

INT 21H

END START

В таблице 4 приведены коды часто используемых функциональных клавиш и комбинаций клавиш.

Таблица 4

Клавиши	Код Н	Клавиши	Код Н	Клавиши	Код Н	Клавиши	Код Н
F1	3B	Shift-F1	54	Ctrl-F1	5E	Alt-F1	68
F2	3C	Shift-F2	55	Ctrl-F2	5F	Alt-F2	69
F3	3D	Shift-F3	56	Ctrl-F3	60	Alt-FЗ	6A
F4	3E	Shift-F4	57	Ctrl-F4	61	Alt-F4	6B
F5	3F	Shift~F5	58	Ctrl-F5	62	Alt-F5	6C
F6	40	Shlft-F6	59	Ctrl-F6	63	Alt-F6	6D
F7	41	Shift-F7	5A	Ctrl-F7	64	Alt-F7	6E
F8	42	Shift-FS	5B	Ctrl-F8	65	Alt-F8	6F
F9	43	Shift-F9	5C	Ctrl-F9	66	Alt-F9	70
F10	44	Stuft-F10	5D	Ctrl-F10	67	Alt-F10	71

Ввести с клавиатуры символ в выполняемую в данный момент программу можно несколькими способами:

1) путем нажатия соответствующей клавиши пишущей машинки, либо клавиши на малой цифровой клавиатуре, когда она установлена в режим ввода;

2) путем нажатия комбинации CTRL-КЛ, соответствующей символу, где КЛ - клавиша пишущей машинки;

3) путем нажатия клавиш ALT/ код ASCII в десятичной системе на малой клавиатуре и последующего отпускания клавиши ALT.

Наиболее универсальный третий способ. Он обеспечивает ввод любого символа. Код символа записывается в буфер клавиатуры. Прочитать его можно различными способами, включая средства DOS и BIOS.

Для работы с клавиатурой используются и другие средства, например, функции DOS типа дескрипторов, символьно-ориентированные функции DOS, функции драйвера клавиатуры BIOS, физический уровень.

Указанные средства обеспечивают различную степень гибкости, переносимости и аппаратной независимости.

Основным средством МS-DOS ввода с клавиатуры о помощью дескрипторов является прерывания INT 21Н с функции 3FH (чтение устройства). В качестве параметров этой функции используется дескриптор, сегмент, относительный адрес буфера и его длина. Используя это средство можно оминимальными программными затратами записывать массивы данных, а также переправлять ввод-вывод с другого устройства или файла.

Для клавиатуры система MS-DOS предоставляет программе определенные дескрипторы: 0- стандартный ввод, 1- стандартный вывод, 2- стандартная ошибка.

Ниже приведен фрагмент программы формирования массива, используя дескриптор "О" стандартного ввода.

MODEL TINY

CODE

ORG 100H '

START: JMP QD

BUFF DB 80 DUP(?) ; буферввода

GO: MOV AH, 3FH ; функциячтенияустройства

MOV AL, O ; количество прочитанных символов

MOV BX, O ; дескриптор стандартного ввода

MOV CX, 80 ; количество вводимых символов

MOV DX,OFFSET BUFF ; адрес буфера в DX

INT 21H

MOVАН,4СН

INT21H

ENDSTART

Если функция выполнена успешно, то в AL записываетсяколичество прочитанных символов и сбрасывается флаг переноса. В противном случае устанавливается флаг переноса, а в AL записывается код ошибки.

Символьно ориентированные функции MS-DOS осуществляются через прерывание INT 21H с функциями 01, 06, 07, 08, ОАН, ОВН, ОСН. В лабораторной работе эти функции не используются.

К аппаратно зависимым методам работы с клавиатурой относятся метод с обращением к драйверу клавиатуры ПЗУ BIOS по прерывания INT16H и по аппаратному прерыванию INT09H.Последний метод предполагает написание нового обработчика прерываний INT09H и прямое обслуживание прерываний контроллера клавиатуры. При этом необходимо самому программисту перевести скан-коды в коды ASCII при работе с буфером клавиатуры.Рассмотрим подробнее функции ПЗУ BIOS.