Дослідження будови та програмування клавіатури ІВМ РС AT

Тема роботи: Дослідження будови та програмування клавіатури ІВМ РС AT

 

Мета роботи: Дослідити структуру, принцип дії, програмування клавіатури ІВМ РС AT

 

 

Клавіатура PC містить контролер клавіатури і8048/і8049 (рис.1), що виконує роботу, метою якої є зменшення навантаження на систему. Основна діяльність 8048 - стеження за клавішами і видача повідомлень ROM-BIOS при натисненні i відпусканні клавiші. Якщо певна клавіша залишається натисненою більше половини секунди, то 8048 надсилає сигнали через задані інтеpвали часу. Контролер 8048 має також обмежені можливості в плані діагностики i знаходження помилок, а крім  того у нього є буфер, в якому може зберігатися до 20 дій клавіш, які  не зміг прийняти основний комп'ютер (це трапляється дуже рідко). Дані від клавіатури сприймає  контролер клавіатури- і8042.  Блок схема мікро-ЕОМ i8042 з точки зору програмування - на рис. 2. Приклад вмикання контролера клавіатури в ПЕОМ показаний на рис. 3.

Кожен раз, коли натискається чи відпускається одна з клавіш клавіатури   PC,   схеми   клавіатури генерують однобайтове чи багатобайтове число (скан-код), яке   однозначно   ідентифікує   переміщення   клавіші. Клавiатура видає різнi скан-коди при натисненнi i вiдпусканнi клавіші. При натисненні клавіші байт скан-коду включає в себе число в діапазоні від 1 до 83 (в стандартній клавіатурі,  PCАТ) При відпусканні клавіші клавіатура генерує скан-код що складається з двох байт перший з них F0h а другий код клавіш, що передався при натисканні. Наприклад, коли ми натискаємо літеру Z, клавіатypa генерує скан-код 2Ch; при відпусканні цієї клавіші клавіатура генерує скан-коди F0h та 2Ch.

 

Таблиця 1. Скан-коди клавіатури

HexDecKey

011Esc

0221 !

0332 @

0443 #

0554 $

0665 %

0776 ^

0887 &

0998 * 

0a 109 ( 

0b 110 ) 

0c 12-

0d 13+ ≡

0e 14bksp 

0f15Tab

1016Q

1117W

1218E

1319S

1420T

1521Y

1622U

1723I

18240

1925P 

1a 26[ { 

1b 27] } 

1c 28Enter,

1d 29Ctrl

1e 30A

1f 31S

20 32D

21 33F

22 34G

23 35H

24 36J

25 37K

26 38L

27 39 : :

28 40“ ‘

29 41 ' -

2a 42 Shft(L)

2b 43\ I

2c 44Z

2d 45X

2e 46C

2f47V

30 48B

31 49N

32 50M

33 51 , <

34 52 . >

35 53/ ?

36 54Shft(K)

37 55* PrtSc

38 56Alt

HexDecKey

3957Spacebar 

3a 58CapsLocfc 

3b 59Fl

3c 60F2

3d 61F3

3e 62F4

3f 63F5

40 64F6

41 65F7

42 66F8

43 67F9

 

44 68F10

45 69NumLock

46 70ScrollLock

47 71Home 7

48 728

49 73PgUp 9

4a74K -

4b 75 4

4c 76 5

4d 77 6

4e 78K +

4f79End 1

50 802

51 81PgDn 3

52 82 Ins 0

53 83Del •

 

Рис.1 Клавіатура IBM PC AT.

 

Рис. 2. Структура мікросхеми з точки зору програмування.

 

Рис.3 Приклад вмикання контролера  клавіатури в ПЕОМ.

 

Опрацювання натискання клавіш

 Перевід натискання клавіш в інформацію, яка .використовується  програмами, здійснюють підпрограми обробки переривань, яка найчастіше розміщається в RОМ-ВІОS. Схема взаємодії апаратних та програмних засобів обслуговування клавіатури з прикладними програмами ілюструє рис. 4.

 

Рис.4.  Взаємодія апаратних та програмних засобів обслуговування клавіатури  з прикладними програмами.

Кожен раз,  коли натискається чи відпускається якась клавіша на клавіатурі РС, про цю дію повідомляє RОМ-ВІОS РС з допомогою переривання 9-переривання від клавіатури. Переривання 9 викликає підпрограму  обробки  переривання, яка  читає з порта 60 h для визначення  клавіші, що була натиснена чи  відпущена.Отриманий  скан-код  повертається ВІОS, де підпрограми обслуговування клавіатури, переводять його в 2-байтний код. Молодший байт цього коду включає звичайно код  АSСІІ  клавіші, а  старший байт - скан-код клавіатури.  Спеціальні клавіші (функціональні, клавіші додаткової цифрової клавіатури)  мають  в молодшому байті нуль, а в старшому - скан-код. Підпрограми ВІОS розміщують відтрансльований код в чергу, яка знаходиться в молодших адресах пам'яті, починаючи з  0000:041Е.  Коди знаходяться тут доти, поки  не будуть взяті програмою, що чекає вводу з клавіатури.

Перевід скан-кодів.

Робота, пов'язана  з переводом скан-коду, ускладнюється тим, що клавіатура ІВМ має декілька операцій по зміні регістрів, які змінюють значення натиснених клавіш. Якщо  натиснута клавіша зміни регістра і клавіша с,  то має отриматись літера "С",  якщо Сtrl-с,  то має генеруватись  сигнал  "break". Це - приклади  різних  станів  клавіш  зміни регістрів.  Стан регістру можна змінити,  натиснувши Shift,  Аlt  чи Сtrl. Крім цього  є  ще  три  клавіші-перемикачі регістрів клавіатури: ScrollLock, СapsLock і NumLock. 

СapsLock