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

58 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

24127. Исторические типы диалектики. Законы и категории диалектики 17.53 KB
  Диалектика – это философское учение о наиболее общих закономерных связях и развитиях. Вершина диалектики – учение Гегеля который выделил учение о противоречии как источник развития движения силы развития. В живой материи при процессах развития накопление информации количества переходит в совершенствование качество генетического кода универсализацию и повышение жизнеспособности. Существуют процессы как развития так и деградации переходы как качества в количество так и количества в качество.
24129. Личность и индивид. Личность и общество, проблема отчуждения 16.37 KB
  Личность и индивид. Личность и общество проблема отчуждения. От этих двух понятий необходимо отличать понятие личность. Слово личность лат.
24130. Основные понятия философской аксиологии. Этические и эстетические ценности. Ценности современного общества 14.17 KB
  Этические и эстетические ценности. Ценности современного общества. Этические ценности это прежде всего ценности взаимоотношений с другими людьми. ЭСТЕТИЧЕСКИЕ ЦЕННОСТИ это ценности образного постижения мира в процессе любой деятельности человека прежде всего в искусстве на основе законов красоты и совершенства.
24131. Проблема смысла жизни, цели жизни, счастья 15.82 KB
  Проблема смысла жизни цели жизни счастья. Вопрос о смысле жизни это очень человеческий вопрос. С незапамятных времен вопрос о смысле жизни занимал человека. Когда же речь заходит о самом человеке и его жизни то уже ставится вопрос: Зачем Различное отношение людей к вопросу о смысле жизни нашло отражение в таких воззрениях как оптимизм пессимизм и скептицизм.
24132. Проблема смерти и бессмертия. Основные концепции бессмертия 14.36 KB
  Бессмертие идея о том что очевидный закон жизни что всё живое смертно может нарушаться. Понятие бессмертие следует отличать от понятий характеризующих возможность живого организма существовать долго в зависимости от скорости метаболизма в нём или существовать дольше обычных сроков существования для подобных организмов. В понятие бессмертие входят: бессмертие души представление о том что человеческая душа живёт вечно независимо от тела. бессмертие физического тела представление о вечно живущем человеке.
24133. Культура и цивилизация. Причины духовного кризиса современной цивилизации 14.31 KB
  Культура и цивилизация. Культура и цивилизация Цивилизация это преобразованный человеком мир внеположенных ему материальных объектов а культура это внутреннее достояние самого человека оценка его духовного развития его подавленности или свободы его полной зависимости от окружающего соц. Если культура с этой точки зрения формирует совершенную личность то цивилизация формирует идеального законопослушного члена общества довольствующегося предоставленными ему благами. Цивилизация Ц – это синоним культуры В социальной философии...
24134. Понятие глобальных проблем: виды и взаимосвязь, пути их решения 18.5 KB
  Глобальные проблемы это совокупность проблем человечества которые встали перед ним во второй половине XX века и от решения которых зависит существование цивилизации и следовательно требующие согласованных международных действий для их решения. Эти проблемы характеризуются динамизмом возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира. Стало очевидным глобальные проблемы...
24135. Классификация глобальных проблем. Демографическая, экологическая проблемы 14.81 KB
  Демографическая проблема глобальная проблема человечества связанная с продолжающимся значительным приростом населения Земли опережающим рост экономического благосостояния в результате чего обостряются продовольственная и другие проблемы угрожающие жизни населения в этих странах. Глобальные экологические проблемы делят на несколько групп тесно связанных друг с другом: демографическая проблема негативные последствия роста численности населения в 20м в.; энергетическая проблема дефицит энергии порождает поиск новых ее источников и...