12183

Строении и принцип действия клавиатуры и мыши

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа № 18 Строении и принцип действия клавиатуры и мыши 1. Цель работы Изучение принципа действия клавиатуры и мыши. 2. Теоретические сведения Клавиатура Клавиатура выполнена как правило в виде отдельного устройства подключаемого к компьютеру то...

Русский

2013-04-24

98.7 KB

59 чел.

Лабораторная работа № 18

Строении и принцип действия клавиатуры и мыши

1. Цель работы

Изучение принципа действия клавиатуры и мыши.

2. Теоретические сведения

Клавиатура

Клавиатура выполнена, как правило, в виде отдельного устройства, подключаемого к компьютеру тонким кабелем. Малогабаритные компьютеры Lap-Top используют встроенную клавиатуру.

Что же находится внутри клавиатуры? Оказывается, там есть компьютер! Только этот компьютер состоит из одной микросхемы и выполняет специализированные функции. Он отслеживает нажатия на клавиши и посылает номер нажатой клавиши в центральный компьютер.

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.

Следует отметить, что клавиатура содержит внутренний 16-байтовый буфер, через который она осуществляет обмен данными с компьютером.

В настоящее время существует три различных типа клавиатуры. Это клавиатура для компьютеров IBM PC/XT, 84-клавишная клавиатура для IBM AT и 101-клавишная (расширенная) клавиатура для IBM AT. Некоторые клавиатуры имеют переключатель режима работы (XT/AT), расположенный на нижней крышке. Он должен быть установлен в правильное положение.

Принцип работы компьютерной мыши

• Оптико-механические мыши

Это устройства на основе шарика и нескольких датчиков его перемещения. Они вполне подходят для большинства домашних и офисных задач. Основным недостатком можно назвать засорение и износ механических элементов (шарика, валиков). Впрочем, при должном уходе такая мышь может прослужить несколько лет, для этого лишь надо периодически ее чистить и использовать специальный коврик.


• Оптические мыши

В этих устройствах в качестве датчика перемещения используется система из источника света и фотоэлемента, что позволяет точно регистрировать перемещения манипулятора. Оптические мыши необходимы большинству профессиональных пользователей (дизайнерам, конструкторам), а также всем пользователям, для которых важна повышенная точность при работе. За счет отсутствия подвижных механических элементов такие мыши весьма долговечны и практически не требуют специального ухода. Оптические модели надежны и неприхотливы: они устойчиво работают безо всякого коврика, на любой поверхности (за исключением лишь прозрачных и зеркальных, на которых возможны сбои позиционирования курсора).

• Датчик компьютерной мышки


Датчик разделен на две части передающая (VD1) и принимающая (VD2). Передающая это светодиод работающий в инфракрасном диапазоне, а принимающая это два фотодиода в одном корпусе. Понятно, что два - для того чтобы можно было определить в какую сторону крутится колесико мышки.

R1 - задает ток для светодиода. R2 служит для преобразования тока фотоприемника в напряжение (не использованная ножка VD2 это выход второго фотоприемника). Напряжение на этом сопротивлении меняется от 1.5В (нет света) до 3.4В (есть свет). Нижний предел в 1.5В слишком велик для переключения цифровой TTL схемы, в которой порог переключения составляет 0.8В. Поэтому используется операционный усилитель DA1 в режиме компаратора. Пороговое напряжение для него задает резистивный делитель R3, R4 которое составляет 2.5В. Можно считать, что с выхода DA1 идет уже цифровой сигнал.

Для уменьшения случайных наводок и ложных срабатывания, можно ввести гистерезис в уровни переключения DA1. Для этого нужно включить условно показанные резисторы R6, R7 (R6 в разрыв между R2 и DA1). Чем ближе номинал R6 к R7 тем шире будет петля гестерезиса или тем дальше друг от друга будут уровни переключения из "0" в "1" и из "1" в"0". Так при приведенных номиналах уровень переключения из "0" в "1" 2.8В, а из "1" в "0" 2.1В.

Далее для примера изображена простенькая схемка индикации из инвектора DD1 и светодиода. Когда между VD1 и VD2 будет находится предмет мешающий прохождению света, будет гореть светодиод VD3.

Необходимо учитывать возможность внешних, мешающих, воздействий. Датчик также хорошо принимает излучение, как на стороне передатчика так и с противоположной. Когда я испытывал схему, она реагировала на настольную лампу. Поэтому датчик нужно помещать в какой ни будь корпус, защищающий его от внешнего света.

3 Подготовка к выполнению работы

3.1 Ознакомиться с инструкцией.

3.2 Проработать теоретический материал за темой работы.

3.3 Дать ответы на контрольные вопросы входного контроля.

3.4 Продумать методику выполнения работы.

3.5 Подготовить бланк отчета.

                                         4 Оборудование:

Клавиатура , мышь.

                                            5 Оформление отчета:

5.1 Цель работы.

5.2 Теоретические сведения.

5.3 Оборудование.

5.4 Задание.

5.5 Описание проделанной работы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2926. Фельетон как публицистический жанр 109.5 KB
  В творчестве, как известно, нет лёгких путей, но особенно трудно сатирику. Может быть, труднее, чем кому бы то ни было из его собратьев по перу. Призвание сатирика – срывать улыбчивые и благочестивые маски, обнажая скрытый под ними хищный оскал...
2927. Свойства машиностроительных материалов 269.5 KB
  Конструкционные стали и сплавы Конструкционными называются стали, предназначенные для изготовления деталей машин (машиностроительные стали), конструкций и сооружений (строительные стали). Углеродистые конструкционные стали Углеродистые конс...
2928. Эволюция понятий техника и технология 67.14 KB
  Понятие технология используется в разных областях знания, оно употребляется в науке, искусстве, промышленности и поэтому подходов к его трактовке известно довольно много. На заре развития человечества решались отдельные технологические зада...
2929. Безопасность жизнедеятельности в экстремальных ситуациях 46.12 KB
  Стихийные бедствия, промышленные аварии и катастрофы на транспорте, экологические последствия антропогенного воздействия на биосферу, применение противником в случае военных действий различных видов оружия, создают ситуации, опасные для жиз...
2930. Денежная реформа 1895—1897 годов 29.99 KB
  Денежная реформа 1895—1897 годов Среди реформ С.Ю. Витте, естественно, наибольший интерес вызывает опыт стабилизации российского рубля. Конечно, современный мир и экономика качественно отличаются от образцов...
2931. Оптическая плотность оттиска. Влияние технологических добавок для офсетных красок на параметры отпечатка 64.88 KB
  Оптическая плотность оттиска. Влияние технологических добавок для офсетных красок на параметры отпечатка. Влияние технологических добавок для офсетных красок на параметры отпечатка В технических описаниях практически любой современной серии печатных красок для листового офсета указывается, что краски поставляются готовыми к применению...
2932. Социология как наука. Социологические исследования 64.67 KB
  Объект, предмет, задачи и функции социологии. Социология - учение об обществе. Объект социологии - современное общество и информация о нем, полученная другими науками. Предметом изучения социологии является закономерности функционирования развити...
2933. Охрана и рациональное использование вод Мирового океана 61 KB
  Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Из него поступает более половины кис...
2934. Основы физики. Вещества и их перемещения 616 KB
  С каждой движущейся массой вещества связан волновой процесс, а длина волны определяется соотношением где n – постоянная Планка, m – масса тела, v – скорость движения. Это соотношения называется «постулат Луи де Бройля» Элек...