Клавиатура

Клавиатура одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. По своей конструкции стандартные клавиатуры делятся на: кнопочные сенсорные.

Виды нестандартных клавиатур 1) Портативные 2) Эргономичные. 3) Мультимедийные. 4) Мобильные. 5) Игровые. 6) Дизайнерские. 7) Лазерные. 8) Пленочные 9) Гибкие 10) С подсветкой

Кнопочная клавиатура Внутри корпуса клавиатуры расположены: датчики клавиш, электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Принцип действия. Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя (механического или мембранного). Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.

Если рассмотреть сильно упрощенную принципиальную схему клавиатуры, представленную на рисунке, можно заметить, что все клавиши находятся в узлах матрицы:

Все горизонтальные линии матрицы подключены через резисторы к источнику питания +5 В. Клавиатурный компьютер имеет два порта - выходной и входной. Входной порт подключен к горизонтальным линиям матрицы (X0-X4), а выходной - к вертикальным (Y0-Y5). Устанавливая по очереди на каждой из вертикальных линий уровень напряжения, соответствующий логическому 0, клавиатурный компьютер опрашивает состояние горизонтальных линий. Если ни одна клавиша не нажата, уровень напряжения на всех горизонтальных линиях соответствует логической 1 (т.к. все эти линии подключены к источнику питания +5 В через резисторы). Если оператор нажмет на какую-либо клавишу, то соответствующая вертикальная и горизонтальная линии окажутся замкнутыми. Когда на этой вертикальной линии процессор установит значение логического 0, то уровень напряжения на горизонтальной линии также будет соответствовать логическому 0.

Как только на одной из горизонтальных линий появится уровень логического 0, клавиатурный процессор фиксирует нажатие на клавишу. Он посылает в центральный компьютер запрос на прерывание и номер клавиши в матрице. Аналогичные действия выполняются и тогда, когда оператор отпускает нажатую ранее клавишу. Номер клавиши, посылаемый клавиатурным процессором, однозначно связан с распайкой клавиатурной матрицы и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиш. Этот номер называется скан-кодом (Scan Code). Слово scan ("сканирование"), подчеркивает тот факт, что клавиатурный компьютер сканирует клавиатуру для поиска нажатой клавиши.

Но программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий обозначению на этой клавише ASCII-код. Этот код не зависит однозначно от скан-кода, т.к. одной и той же клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода. Это зависит от состояния других клавиш. Например, клавиша с обозначением '1' используется еще и для ввода символа '!' (если она нажата вместе с клавишей SHIFT). Поэтому все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программным обеспечением. Как правило, эти преобразования выполняют модули BIOS. Для использования символов кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами. Если нажать на клавишу и не отпускать ее, клавиатура перейдет в режим автоповтора. В этом режиме в центральный компьютер автоматически через некоторый период времени, называемый периодом автоповтора, посылается код нажатой клавиши. Режим автоповтора облегчает ввод с клавиатуры большого количества одинаковых символов.

Сенсорная клавиатура Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавиш. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например, одного или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент касания пальцем контактных площадок статистический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный формируемому при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы (вместо традиционных клавиш используются чувствительные эле­менты), и информация о нажатии той или иной «клавиши» (касании чувствительного элемента) формируется только электроникой.

Эргономичная клавиатура Некоторые производители предлагают для клавиатур так называемые эргономическийе приспособления, например приставку для ладони из искусственной кожи, которая должна обеспечить лучшее положение руки при работе и разгрузить ладонь. Это несколько облегчает многочасовую работу. Так называемая клавиатура Butterfly (бабочка) предлагает гораздо более эффективные эргономическийе свойства. Клавиши, исходя из соображений средней линии клавиатуры, расположены У-образно. Таким образом, клавиатура практически делится на две половины. Для работы десятью пальцами такое расположение, несомненно, обеспечивает эргономический наиболее благоприятное расположение пальцев.

Другие производители идут дальше, снабжая клавиатуру шарнирами, так что клавиатура практически раскрыва­ется от середины, как книга. За счет этого индивидуально можно установить наиболее оптимальный угол для положения рук. Тогда как в области PC такие разработки, види­мо, несколько затянулись, подобные клавиатуры в «парал­лельном компьютерном мире», прежде всего в компьюте­рах Apple, уже широко применяются.

Мультимедийные клавиатуры. Представляют собой музыкальную приставку (или простой синтезатор) и служат для записи музыки непосредственно в компьютер.

Пленочные клавиатуры (иногда называют мембранными) – в них входят три пленки, которые, в свою очередь содержат нанесенный диэлектрик посередине и контуры контактов.

Гибкая клавиатура - изготовлена из силиконовой резины, удобна тем, что она бесшумна, ее можно свернуть в трубочку, не боится ударов, падений, пыли, воздействий жидкости, часто имеет встроенную подсветку.

Клавиатура с подсветкой

Дизайнерская клавиатура

Лазерная клавиатура Единственным осязаемым компонентом такой клавиатуры является компактная «коробочка» проектора. Испускаемый ею луч света «рисует» клавиши на поверхности стола, а инфракрасные датчики следят за тем, когда и какую из них «нажимает» пользователь.