3.3. Принципы работы и интерфейс

Управление работой клавиатур современных ПЭВМ в большинстве случаев осуществляется контроллером, выполненным микропроцессорах.

Клавиши клавиатуры формируют и передают по интерфейсу два кода: код нажатия и код отжатия. Такая двойная кодировка позволяет различать комбинации с использованием служебных клавиш. В соответствии с установленным протоколом обмена информацией клавиатура передает в ПЭВМ два основных вида сигналов: данные и синхроимпульсы. Данные кодируются в 8-битовые кодовые комбинации, в которых младшие (первые) семь бит представляют код символа клавиши, а старший (последний) бит — признак кода нажатия (логический нуль) или кода отжатия (логическая единица). При разрешении передачи данных они передаются в ПЭВМ по шине данных последовательно: побайтно, начиная с младшего бита.

При отсутствии разрешения передачи в ПЭВМ код клавиши запоминается в буфере. Выдача кодов осуществляется в той же последовательности, что и запись. Каждый передаваемый бит информации сопровождается синхроимпульсом.

Использование микропроцессора или микроЭВМ для программного получения кодов символов позволяет сделать клавиатуру универсальной, с точки зрения набираемой информации. Микропроцессор, используемый в клавиатуре, обрабатывает информацию, поступающую с матрицы клавишного поля и по линиям связи с системного устройства ПЭВМ.

Его основные функции: последовательный опрос клавиш с целью обнаружения нажатой (сканирование матрицы клавишного поля), обработка «дребезга» при нажатии и отпускании клавиш, буферизация кодов сканирования с целью их запоминания для последующей передачи в системное устройство, поддержание двунаправленной последовательной передачи данных с системным устройством и выполнение протокола связи, требуемого каждой передачей кода сканирования. Микропроцессор выполняет также автоматическое тестирование клавиатуры при включении электропитания или по требованию системного устройства. При автотестировании контролируется память микропроцессора и осуществляется проверка «залипших» (постоянно нажатых) клавиш. При нажатии на любую клавишу микропроцессор посылает в системное устройство последовательный код (код нажатия), сопровождаемый маркерными единицами — стартовым и стоповым единичными битами. Отжатие клавиши микропроцессор подтверждает сообщением другого кода сканирования — кода отжатия.

Обработка приема позиционного кода центральным процессором осуществляется следующим образом. При поступлении запроса на прерывание центральный процессор ПЭВМ прерывает выполнение текущей программы, считывает позиционный код клавиши и обращается к программе, записанной в ПЗУ и управляющей клавиатурой. Эта программа преобразует позиционный код в код символа. Затем управление снова передается основной программе, которая была прервана, а интерфейс клавиатуры освобождается для приема следующего символа. Таким образом, работа с клавиатурой проходит последовательно через два основных цикла; цикл сканирования клавишного поля и цикл выдачи позиционного кода.