Principi rada poznatih vrsta tipkovnica. Princip tipkovnice. Sklop upravljačkih programa za ulazne uređaje sustava

Naziv tako poznate i naizgled jednostavne komponente računala kao što je tipkovnica - tipkovnica s engleskog se doslovno može prevesti kao "ploča s tipkama". I to nije slučajno: nemoguće je zamisliti rad na računalu bez ovog uređaja.

Tipkovnica je glavni posrednik između ljudi i elektroničkih uređaja mnogih vrsta: od osobnih računala do mobilnih telefona. Unatoč časnoj starosti tipkovnice (koristila se na pisaćim strojevima i prije pojave računala) i razvoju alternativnih, "humanih" sučelja - koordinatnih uređaja i tehnologija prepoznavanja govora, na računalu je nemoguće raditi bez tipkovnice, a u nekim slučajevima čak i igrati igre. Još nema razumne alternative tipkovnicama, postoje samo njihove različite preinake i varijante koje izvode iste osnovne funkcije i niz dodatnih, ovisno o zahtjevima korisnika.

Dizajn tipkovnice

Uređaj

Po svom dizajnu tipkovnice se dijele na tipke i osjetljive na dodir.

Senzorni modeli ne sadrže mehaničke elemente (vodljivi kontakti ovih uređaja izrađeni su u obliku dvije ploče razdvojene malim razmakom), zbog čega takve tipkovnice rade tiho i vrlo su izdržljive (jer su zaštićene od prašine i drugih vanjskih utjecaja) . Ovi uređaji nemaju tipke kao takvi, pa se taktilni osjećaji korisnika u radu s njima bitno razlikuju. Dodirne tipkovnice nisu bile široko korištene zbog potrebe za ovisnošću i visokih troškova (preko 100 USD).

Većina korisnika nema posla s modernim dodirnim zaslonima, već s tradicionalnim tipkovnicama s tipkama. O njima ćemo dalje.

Standardne tipkovnice sve vrste imaju slične dimenzije (približno 45,0x15,0x1,5 cm) i zatvorene su u pravokutne plastične ili metalne kućišta različitog stupnja čvrstoće i nepropusnosti. Gumbi (101 ili više) na njima poredani su u određenom redoslijedu, imaju (osim najčešće korištenih) jednaku veličinu i oblik, veličinu poteza i također se nalaze na istoj udaljenosti jedan od drugog (svi ovi parametri a dopuštene varijacije njihovih vrijednosti regulirane su industrijskim standardima, posebno ISO 9241-4). Nestandardne tipkovnice mogu imati različite karakteristike, ali zato su nestandardne ...

Tastature su pak podijeljene na membranske, polumehaničke i mehaničke. U modelima prvog tipa, kada se pritisne tipka, dvije se membrane zatvaraju (obično izgledaju poput diskova na plastičnoj foliji, zbog čega se koristi naziv "membranska tipkovnica"). Za povratak ključa odgovorna je elastična kupola (s osovinom u sredini). Za razdvajanje membrana koristi se srednja folija s rupama. Zbog činjenice da su kontakti na unutarnjim stranama filmova, ovaj je dizajn dobro zaštićen od prašine i vlage. U najzapečaćenijoj izvedbi membranska tipkovnica sadrži jednu gumenu „prostirku“ iznutra s izbočenim kupolama smještenim ispod tipki. Prednosti membranskih tipkovnica uključuju tih rad, "mekoću" (lakoću pritiskanja tipki), spomenutu zaštitu od vanjskih utjecaja i nisku (od 150 rubalja) cijenu. Njihov jedini nedostatak je niža trajnost u usporedbi s drugim vrstama konstrukcija (20-30 milijuna klikova - oko godinu dana intenzivnog korištenja).

Polumehaničke tipkovnice koriste trajnije (50-100 milijuna klikova) metalne kontakte (u skupim modelima mogu biti i pozlaćeni), lemljene na tiskanu ploču. Inače se ne razlikuju od membranskih: tipke u njima također se vraćaju u prvobitno stanje uz pomoć elastične plastične kupole. Samo su takvi uređaji skuplji (od 500 rubalja).

U mehaničkim tipkovnicama tipka se nakon pritiska vraća oprugom. Prednosti takvih uređaja su trajnost i pouzdanost, kao i odsustvo učinka "zamora" strukture (u mehaničkim tipkovnicama otpor pritisku praktički ne ovisi o njihovom broju, što se ne može reći o membranskim i polu -mehaničke tipkovnice). Ozbiljan nedostatak modela ove vrste prilično je bučan posao. Osim toga, ovi su uređaji prilično skupi (mehanička tipkovnica koštat će korisnika više od 1000 rubalja) i njihov mehanizam nije zaštićen od vanjskih utjecaja. Istina, postoje zapečaćeni modeli, ali oni su još skuplji (oko 100 USD).

Sučelja: žičana i bežična

Dva žičana sučelja koriste se za povezivanje tipkovnice s računalom.

Većina jeftinih i relativno starih modela usredotočeni su na PS / 2 sučelje. Odgovarajući okrugli 6-pinski konektor prisutan je na većini matičnih ploča i obično se iznosi na stražnju ploču sistemske jedinice (i na stolnim i na prijenosnim računalima) u obliku ljubičaste plastične luke.

Povezivanje putem USB priključka (moderne tipkovnice opremljene su odgovarajućim konektorom) ima niz prednosti. Na primjer, USB tipkovnica može se priključiti i isključiti (izvođenje ove radnje s tipkovnicom PS / 2 može uzrokovati pad sustava ili oštećenje kontrolera na matičnoj ploči).

Postoje posebni adapteri, od mini-DIN priključka do PS / 2, i obrnuto - od USB sučelja do PS / 2.

Bežične tipkovnice koriste radio kanal umjesto kabelskih sučelja za komunikaciju s računalom. Za povezivanje s računalom takvi su uređaji opremljeni adapterom povezanim na USB priključak. Bluetooth se često koristi kao standard radijske komunikacije, ali rješenja koja koriste jedinstveno vlasničko radio sučelje također su prilično česta. Modeli drugog tipa imaju širi raspon djelovanja - do 60 m (vrijednost ove činjenice čini se upitnom, jer zaslon monitora na takvoj udaljenosti možete vidjeti samo kroz dvogled, međutim, proizvođači se usredotočuju na ovu karakteristiku za nepoznatu razlog).

Napajaju se ili iz ugrađene baterije ili iz zamjenjivih baterija, čiji je set (obično 2xAA ili 4xAAA) dovoljan za 2-3 mjeseca rada. Zbog toga se trenutni troškovi baterija dodaju njihovim troškovima (već značajni - od 500 rubalja i više).

Kako bi nekoliko identičnih bežičnih tipkovnica istovremeno radilo u istoj sobi, svaka od njih ima jedinstveni identifikator. Osim toga, prijenos naredbi ključa ovi uređaji izvode u šifriranom obliku, što sprječava mogućnost presretanja radio signala.

Pažnja

Neke USB tipkovnice srednje i visoke klase mogu se koristiti kao USB čvorišta, jer su opremljene USB priključcima za povezivanje čitača kartica, bljeskalica i ostalih uređaja za pohranu, kao i perifernim uređajima sa sličnim sučeljem. Takva su rješenja prilično prikladna, posebno za vlasnike stolnih računala s minimalnim brojem USB priključaka (kojima je također teško pristupiti), ali su znatno skuplja od standardnih modela.

Kako tipkovnica radi

Postupak obrade unosa s tipkovnice pružaju dva mikrokontrolera: jedan se nalazi na matičnoj ploči računala, drugi je ugrađen u samu tipkovnicu. Dakle, sama tipkovnica računala zaseban je računalni sustav.

Kao što možete vidjeti na dijagramu, sve vodoravne crte matrice ključa povezane su preko otpornika na napajanje. Ugrađeni čip za tipkovnicu ima dva ulaza - izlazni i ulazni. Prva je povezana s okomitim (Y0 - Y5) linijama matrice, a druga s vodoravnom (X0 - X4).

Kontroler tipkovnice radi prema sljedećem algoritmu. Postavljanjem zauzvrat na svakoj od vertikalnih linija razine napona koja odgovara logičkoj nuli, mikroračunalo tipkovnice kontinuirano procjenjuje stanje vodoravnih linija - bez obzira na aktivnost na središnjem procesoru.

Ako se ne pritisne nijedna tipka, razina napona na svim vodoravnim crtama odgovara logičkoj jedinici. Čim se tipka pritisne, okomite i vodoravne crte koje odgovaraju tipki zatvaraju se. Kada procesor postavi vertikalnu liniju na logičku nulu, razina napona na vodoravnoj liniji također će odgovarati logičkoj nuli.

Ako se na jednoj od vodoravnih crta pojavi logička nulta razina, procesor tipkovnice popravit će pritisak tipke. Poslat će zahtjev za prekidom i broj ključa u matrici računalu (putem unutarnjeg 16-bajtnog međuspremnika) (naziva se kodom za skeniranje - ovo je slučajna vrijednost koju je IBM odabrao kad je stvorio prvu tipkovnicu za računalo). Razmjena podataka s računalom ponovit će se kad se otpusti prethodno pritisnuta tipka.

Kôd za skeniranje nedvosmisleno je povezan s ožičenjem tipkovnice i ne izravno ovisi o oznakama primijenjenim na površinu tipke. No, programu nije potreban redni broj pritisnute tipke, već ASCII kôd koji odgovara znaku na ovoj tipki. Važno je shvatiti da ovaj kod ne ovisi u potpunosti o kodu za skeniranje, jer se istom ključu može dodijeliti nekoliko vrijednosti. Ovisi, između ostalog, o stanju ostalih tipki (na primjer, gumb 0 služi i za unos znaka) kada se pritisne zajedno s gumbom) i postavkama sustava. To vam omogućuje promjenu rasporeda tipkovnice (odnosno redoslijed tipki na njoj).

Sve pretvorbe koda za skeniranje u ASCII kôd izvode se programski. Te funkcije u pravilu preuzimaju odgovarajući BIOS moduli. Za kodiranje ćiriličnih znakova, ovi su moduli prošireni pogoniteljima tipkovnice (sada su uključeni u operativne sustave).

Izvan kontakta sa standardima

Ako vas ne zanima čitanje o standardnim tipkovnicama, pogledajte, na primjer, http://onegadget.ru i provjerite publikacije koje imaju oznaku "Tipkovnica". Govori o posebnoj radnoj tipkovnici za tipkanje SMS poruka te o raznim igrama, dizajnu, ergonomskim i mobilnim modelima ... Možda i previše korisni (uostalom, izuzetno je teško kupiti ove uređaje u našoj zemlji), ali nevjerojatno zanimljivo! I nećemo se upuštati u egzotiku, već ćemo navesti samo neke od najčešćih vrsta nestandardnih tipkovnica.

Prijenosni. Oni su manji od standardnih i obično imaju 83 tipke, koje se ugrađuju blizu jedna drugoj (s razmakom između središta od 13-15 mm umjesto uobičajenih 19). Prije svega, prijenosne tipkovnice tipične su za prijenosna računala.

Kategorija prijenosnih uključuje ne samo reducirane, već i kompozitne modele u kojima su digitalni i složni blokovi autonomni (postoje i modeli u kojima se blok za biranje sastoji od dva dijela), kao i sklopive tipkovnice iz kojih digitalni blok (u radi uštede prostora ili iz drugih razloga) može se odspojiti. Može se raspravljati o svrsishodnosti takvog rješenja, kao i o zaslugama tipkovnica u sljedećoj kategoriji.

Ergonomski. Zabrinuti zbog zdravlja korisnika koji puno vremena provode za računalom, proizvođači sve više objavljuju modele tipkovnica, oblik kućišta i relativni položaj tipki na kojima odgovaraju prirodnom položaju ruku osobe. Gotovo sve ergonomske tipkovnice imaju ugrađeni oslonac za dlanove (obično se ne mogu ukloniti, ali mogućnosti su moguće). Redovi abecednih tipki na njima odvojeni su i okrenuti jedan prema drugome, uslijed čega njihov raspored postaje u obliku slova V, a cijela tipkovnica ima oblik slova S. Međutim, korisnik naviknut na standardnu ​​tipkovnicu (pogotovo ako slijepo tipka) teško će se prilagoditi ergonomskom modelu.

Multimedija. U posljednje vrijeme gotovo svi proizvođači opremljuju tipkovnice dodatnim tipkama pomoću kojih možete, primjerice, kontrolirati reprodukciju glazbe ili videa. Proizvode se čak i specijalizirani modeli, "izoštreni" za multimedijske centre. S upravljačkim programima isporučenim s ovom tipkovnicom, funkciju dodatnih tipki obično je lako promijeniti.

Mobilni. Dizajnirani su za upotrebu u tandemu s džepnim računalom, komunikatorom ili ultra prijenosnim prijenosnim računalom (odnosno s onim uređajima čija vlastita tipkovnica nije optimalna za tipkanje) te za jednostavnu prenosivost, savijanje ili čak smotanje u cijev. Takve će modele cijeniti prvenstveno oni koji puno rade i često na putu - lagani su, vodootporni, prilično izdržljivi. Ali nisu jeftini.

Igre. Za entuzijaste igrače proizvode se posebni modeli s kratkim hodom tipki i bogatim setom dodatnih gumba. Uz to, određene tipke, na primjer Ü, na takvim tipkovnicama mogu biti blokirane: uostalom, ako ga igrač slučajno pritisne u žaru bitke, igra će biti prekinuta ...

Neki proizvođači opremljuju tipkovnice raznim dodatnim "značajkama", na primjer tipkama s pozadinskim osvjetljenjem za rad ili igranje u mraku ili kompaktnom zaslonu za prikaz dodatnih informacija. U početku stvorene za igrače, ove su mogućnosti pronašle primjenu u drugim područjima: na primjer, zasloni na tipkovnicama već su naučili kako koristiti uslužne programe za nadzor sustava u svoje vlastite svrhe.

Dizajner. Ekskluzivno dizajnirani modeli tipkovnica dostupni su korisnicima koji su posebno zahtjevni za izgled tehnologije. U eri ludosti za modificiranjem i podešavanjem svega i čitave raznolikosti "modificiranih" tipkovnica nevjerojatna je. Metal, silikon, staklo, porculan, krzno, koža, rhinestones, kora od breze i drvo, slikanje ... Mnoge tvrtke specijalizirale su se za stvaranje neobičnih tipkovnica, primjenjujući zračenje na ovaj računalni pribor, pa čak i slikajući ih "poput hohlome". Naravno, nema praktične koristi u ukrašavanju tipkovnica. I prema takvim užicima morate se ponašati kritično i pažljivo - zbog iste brige za vlastito zdravlje. A ostalo je stvar ukusa i bogatstva ...

Ova kategorija također uključuje tipkovnice, gumbi na kojima su opremljeni malim zaslonima sa slikama koje se mijenjaju ovisno o pokrenutom programu. Najpopularniji predstavnik ove klase uređaja je Optimus Maximus "tipkovnica", koju je razvio studio Artemy Lebedev. Ovaj je model nevjerojatno skup: oko 44 tisuće rubalja, odnosno 50 puta skuplje od visokokvalitetne tipkovnice srednje klase. Možete pokušati shvatiti zašto traže tako lud novac čitajući materijale bloga projekta Optimus (unutar kojeg je proizvedeno još nekoliko modela "tipkovnica sutrašnjice") - http://community.livejournal.com/optimus_project.

Laser. Jedina opipljiva komponenta ove tipkovnice je kompaktna kutija za projektor. Snop svjetlosti koji njime emitira "crta" tipke na površini stola, a infracrveni senzori nadgledaju kada i koju od njih korisnik "pritisne". Takvi su uređaji skupi, a jednostavnost upotrebe zasad ostavlja mnogo želja: oni ne podržavaju brzi ispis.

Pažnja

Da bi se proširile mogućnosti prijenosne tipkovnice prijenosnog računala, koristi se dodatna tipka modifikatora. U kombinaciji s abecednim, numeričkim i funkcijskim tipkama, omogućuje vam čak i kontrolu postavki hardvera vašeg računala. Na primjer, pritiskom na + e na nekim računalima zaslon se zatamni, a + f ga poveća. Specifičnosti korištenja modifikatora ovise o modelu prijenosnog računala.

Savjeti za kupce

Obavezno testirajte nekoliko modela u trgovini. Karakteristike tipkovnice koje su značajne za korisnika mogu se doslovno procijeniti "vrhovima prstiju". Za razliku od većine računalnih komponenata, koje je sasvim prihvatljivo odabrati "u odsutnosti", usredotočujući se na sadržaj popisa tehničkih karakteristika, tipkovnica se može procijeniti samo izravnim kontaktom.

Izvedite niz tipki ili, bolje, upišite nekoliko rečenica stvarnog teksta. Obratite pažnju na taktilne karakteristike gumba. Jeste li zadovoljni veličinom alfanumeričkih tipki i razmakom između njih? Odgovaraju li vam oblik i veličina tipki í, r i w, koje se, čak i na standardnim tipkovnicama, često povećavaju i smanjuju? Jeste li zadovoljni putovanjem ključa (je li preveliko ili premalo)? Jesu li dovoljno izdržljivi? Imaju li tipke jasnu fiksaciju pritiska (taktilno i po sluhu)? Postoji li puno zazora u vodoravnoj ravnini? Sve ove sitnice daleko su od nevažnih, kao što bi se moglo činiti na prvi pogled: ljudi koji aktivno rade s tekstovima tijekom dana naprave desetke tisuća tipki! Uz to, slijepe daktilografke svakako bi trebale obratiti pažnju na prisutnost i praktičnost izbočina na tipkama A i O, kao i na gumbu 5 na numeričkoj tipkovnici.

Na tipkovnice se može kliknuti ili ne. "Klik" je klik, tipičan uglavnom za mehaničke uređaje, ali se nalazi i u relativno skupim modelima drugih vrsta. "Klik" se ostvaruje uz pomoć zasvođene tanke ploče ispod tipke (koja se u trzaju savija stvarajući zvuk) i omogućuje vam da na uho odredite da li je tipka pritisnuta i da ne brzo preskačete slova prilikom brzog tipkanja. Ako radite za računalom u odvojenoj sobi, a klikovi tipki nikome ne smetaju, izbor "klikanja" ili "tihe" tipkovnice isključivo je stvar vaših osobnih želja. Ako morate lupati po tipkama kod kuće (posebno noću), u skučenom uredskom prostoru ili na javnom mjestu, ima smisla kupiti tipkovnicu bez "klika".

Uz dizajn, izgled uređaja važan je pri odabiru. Dugo vremena kućišta i gumbi stolnih tipkovnica izrađivani su od standardne svijetlo sive plastike. Ponekad su neke tipke (uglavnom servisne i funkcionalne) obojane u tamniju boju; u takvom rješenju nema primjetne koristi, već je dizajnersko. Tada su se počele pojavljivati ​​crno-bijele tipkovnice, a već neko vrijeme proizvode se i prodaju modeli obojeni u razne boje. Mogućnost odabira tipkovnice koja odgovara vašem stolu ili nekom drugom ukrasu sobe je lijepo, ali to ne bi trebao predstavljati problem. Zamislite da provodite duge sate za vruće ružičastom tipkovnicom i teško da želite postaviti ovaj uređaj ispred sebe, što će zasigurno poslužiti kao dodatni izvor stresa i naprezanja očiju.

Tipke tamne boje često je teško vidjeti, pa preporučujemo kupnju bijelih tipkovnica (poput onih koje se nalaze na Apple računalima) ili modela sa svijetlosivim tipkama (često se naziva "računalno siva"). Poželjno je da se latinični i ćirilični znakovi na gumbe ispisuju ne samo visokokvalitetno i prepoznatljivo, već i u različitim bojama. To će vam omogućiti da se ne zbunite u tipkama, pokušavajući utvrditi pritiskate li "hi" ili "en", "er" ili "pi" ...

Sve navedeno vrijedi i za stolna i za prijenosna računala. No ocjeni tipkovnice prijenosnog računala trebalo bi pristupiti još pažljivije, jer je se može zamijeniti drugom samo s mobilnim računalom.

Skuplja tipkovnica nije uvijek bolja. Cijena je, naravno, važan čimbenik, ali individualna udobnost, općenito, ne ovisi o tome: najjeftiniji model nepoznatog proizvođača možda vam je najprikladniji. Žična ili bežična, standardna ili otmjena, tipkovnica - poput cipela ili rukavica, na primjer - trebala bi odgovarati vama i baš vama, pogotovo ako puno vremena provodite za računalom.

"Mjere opreza" pri radu s tipkovnicom

U svjetlu gore navedenog (odnosno, s obzirom na činjenicu da značajan dio vašeg života prolazi za računalom), trebate razmišljati ne samo o dizajnu i funkcioniranju opreme, već i o njezinom radu. Imajte na umu da ne samo da možete naštetiti tipkovnici, već i može biti nesigurna za vas!

Najveća opasnost povezana s tipkovnicom je onečišćenje. Studije su pokazale da u nekim slučajevima ima više mikroorganizama na tipkovnici nego na zidovima zahoda! Stoga bi "tipkovnicu" trebalo redovito čistiti vlažnim maramicama za računalnu opremu i istresati ostatke iz praznina između tipki. Prije toga tipkovnicu morate odspojiti s računala ili isključiti prijenosno računalo. U suprotnom, uređaj se može oštetiti slučajnim pritiskanjem tipki tijekom čišćenja: red tipki prestat će raditi.

Neka vam postavi pravilo da nikada ne jedete za tipkovnicom. Ne biste trebali piti ni pred računalom: prije ili kasnije sadržaj šalice ili čaše prelit će se po „instrumentu za proizvodnju“. Kava i druge tekućine zarobljene između tipki, nakon isparavanja vode, ostavljaju ljepljivu tvar unutar i na površini uređaja, koju je teško ukloniti, a prilično ometa rad, jer tipke se počnu lijepiti.

Prekomjerno raditi s rukama jednako je opasno kao i prljati ključeve. Pri radu s tipkovnicom ruke su u savijenom položaju, što negativno utječe na stanje zapešća, a također dugo visi nad tipkovnicom, što dovodi do preopterećenja laktova i podlaktica.

Nije teško spasiti ruke od prekomjernog opterećenja: potrebno je stvoriti potporu rukama tako da tijekom cijelog vremena rada za računalom ne trebaju visjeti u zraku. Paradoksalno, ali istinito: tipkovnica prijenosnog računala u tom pogledu ispada ergonomskija od standardne stolne tipkovnice - većina prijenosnih računala, s izuzetkom nekih ultra prijenosnih modela, ima pločicu za podršku ispred redova tipki. Odgovarajući oslonac za dlanove na stolnim tipkovnicama može se stvoriti s dodatnom podlogom koja se isporučuje s nekim modelima, odgovarajućom pločicom na vrhu stola ili posebnim dodatnim valjkom. Potonje rješenje je optimalno, ali takvi valjci, koji su obično izrađeni od polimera meke pjene, rijetko se mogu naći na tržištu.

Čak i s ergonomskom tipkovnicom, postavi za pravilo praviti pauze nakon svakog sata rada, protežući ruke i dajući im odmor. Sjećate se kako ste u prvom razredu radili najjednostavnije vježbe: "Napisali smo, napisali, prsti su nam umorni"? Oni ostaju relevantni čak i kada aktivno rade na tipkovnici u zrelijoj dobi.

UKUPNO

Na www.cybernetman.com možete se upoznati s računarom Zero-Footprint, jedinstvenim za danas, ali vrlo indikativnim. Košta 699 dolara i ... puna je, pomalo zadebljana tipkovnica s ozbiljnim nadjevom. Amerikanci su već shvatili da mogu i bez sistemske jedinice i ostalih "sivih kutija". Ali bez tipkovnice - nigdje! Nadamo se da ste se zahvaljujući našem članku uspjeli i uvjeriti u ovo. I zato ćete kupnji tipkovnice pristupiti svjesno, pametno odabrati "novu stvar" i pravilno je upotrijebiti.

Neki pojam "tipkovnica" povezuju isključivo s ulaznim uređajem osobnih računala ili prijenosnih računala. Zapravo je značenje ovog pojma mnogo šire.

Proizvođači elektroničke opreme, računala i inteligentnih sustava uvijek su nastojali svoje proizvode učiniti univerzalnim, pogodnim za što veći broj potencijalnih korisnika. Kao rezultat toga postalo je potrebno stvoriti posredne uređaje uz pomoć kojih se računalu daju naredbe.

Sada je nemoguće zamisliti bilo koju tehniku ​​bez tipkovnice. Kućanski aparati, automobilski uređaji i industrijska oprema - sva raznolikost postojećih elektroničkih uređaja, od najsloženijih jedinica do uobičajenih daljinskih upravljača za kućnu elektroniku, opremljena je sustavima upravljanja tipkama jednog ili drugog tipa.

Glavni čimbenik po kojem se razlikuju različite vrste tipkovnica je princip njihova rada. Dvije glavne kategorije mogu se razlikovati:

  • mehanički, kod kojeg se upravljanje vrši fizičkim zatvaranjem kontakta;
  • senzorni, u čijem se radu koriste različita električna svojstva materijala i poluvodiča i njihova svojstva.

Ova je razlika prilično proizvoljna, ali radi boljeg razumijevanja može se svrstati u ove dvije prihvaćene skupine.

Mehaničke tipkovnice

Općenito, princip rada mehaničkih tipkovnica sličan je radu konvencionalnog električnog gumba. Kada se pritisne na pokretnu površinu, zatvaraju se dva kontakta kroz koja se logički signal prenosi na procesorske jedinice elektroničkog uređaja. Tipke obično imaju elastične dijelove koji vraćaju gumb u izvorno stanje kad prestanete pritiskati.

Upečatljiv primjer takvih upravljačkih sustava su uobičajeni računalni ulazni uređaji za osobna računala ili prijenosna računala.


Glavne prednosti:

  • krajnja trajnost (do 50 milijuna klikova ili više);
  • jednostavnost upotrebe zbog velike taktilnosti;
  • jednostavnost održavanja.

Glavni nedostaci:

  • visoka cijena zbog složenosti proizvodnje;
  • velike dimenzije koje ne omogućuju minimaliziranje veličine ukupne radne površine;
  • nedostatak nepropusnosti, što dovodi do mogućeg začepljenja unutarnjih područja.

Membranske tipkovnice

Membranske tipkovnice omogućuju smanjenje radnog područja površine tipkovnice. Ti su uređaji za interakciju s elektroničkim uređajima u principu slični jednostavnim mehaničkim tipkovnicama. Jedino im nedostaje gumb kao takav, čije funkcije obavljaju elastične membrane. Pritiskom na membranu dolazi do pritiska vodljivog kontakta montiranog u jednom od njezinih slojeva na nepokretni kontakt smješten izravno na ploči elektroničkog uređaja.

Primjeri opreme koja koristi membranske tipkovnice uključuju daljinske upravljače za televizijsku i audio opremu, programske ploče za ostale kućanske uređaje - mikrovalne pećnice, perilice rublja i slično.

Membranske tehnologije danas se rijetko koriste u proizvodnji računalnih tipkovnica.

Prednosti membranskih tipkovnica:

  • niska cijena;
  • praktički šutljiv;
  • mogućnost potpunog brtvljenja;
  • mogućnost minimalizacije veličine upravljačkog uređaja.

Negativne strane:

  • najmanji resurs od svih postojećih vrsta, zbog habanja membrane;
  • niska osjetljivost, opada s vremenom rada;
  • loša taktilnost rada.


Makazne tipkovnice

U svojoj su osnovi ulazni uređaji ove vrste hibrid konvencionalne mehaničke tipkovnice s membranom. S jedne strane tipke su opremljene posebnim uređajem koji s malom razlikom podsjeća na klasični tip. Umjesto elastične dijafragme, kontakt se nanosi na posebnu stabljiku.

Pomicanje tipki vrši se jednostavnim mehanizmom - prekriženim pločama, međusobno povezanim pomičnom šarkom. Općenito, cijeli uređaj nalikuje škarama - otuda i naziv.

Glavne prednosti:

  • nije najviša cijena;
  • izvrsne taktilne povratne informacije, omogućujući brzo biranje;
  • visoka izdržljivost, nije inferiorna u odnosu na mehaničke sorte;
  • rad s malo buke.

Negativne strane:

  • problem velikih dimenzija svojstvenih mehaničkim tipkovnicama - ne može svaka oprema biti opremljena takvim uređajem za unos informacija;
  • osjetljivost na vlagu.


Kapacitivni senzori

Minijaturizacija modernih uređaja iziskivala je stvaranje nove vrste tipkovnice. Jedno od rješenja bilo je korištenje kapacitivnih senzora koji se koriste u većini uređaja, tableta i pametnih telefona.

Debljina takvih senzora može biti samo nekoliko milimetara.

Na pojednostavljeni način, princip rada može se opisati kako slijedi. Cijela radna površina podijeljena je u mnoge (od 1000 do nekoliko milijuna) segmenata. Svaki segment sadrži mikrokondenzator - elektronički uređaj određenog kapaciteta. Klikom na segment mijenja se kapacitet. Ovu činjenicu bilježi mikroprocesor koji je obrađuje prema programiranom programu.

U pritvoru

Treba napomenuti da se koncept "odabira vrste tipkovnice" ne odvija uvijek. Dakle, među uređajima s tankim zaslonom praktički nema raznolikosti. Potpuno je ista situacija s kućanskim aparatima, gdje se uglavnom koriste membranske tipkovnice. Međutim, ako govorimo o uređajima za interakciju s procesorima osobnih računala, onda je bolje zaustaviti se na škarama. Oni maksimalno kombiniraju visoku kvalitetu konstruktivnog rješenja s prihvatljivom cijenom za većinu.

Stranica 10 od 19

Interakcija tipkovnice na niskoj razini putem I / O priključaka

Interakcija s upravljačem tipkovnice sustava odvija se putem I / O priključka od 64 sata. Pročitavši bajt s ovog priključka, možete odrediti status kontrolera tipkovnice, pisanjem bajta - pošaljite naredbu kontroleru.

Interakcija s mikrokontrolerom na samoj tipkovnici događa se pomoću I / O priključaka 60h i 64h. Bitovi 0 i 1 u bajtu statusa (port 64h u načinu čitanja) pružaju mogućnost upravljanja postupkom interakcije: prije upisivanja podataka u ove priključke, bit 0 porta 64h mora biti postavljen na 0. Kada su podaci dostupni za čitanje s porta 60h, bit 1 porta 64h je 1. Bitovi za omogućavanje / onemogućavanje bita u naredbenom bajtu (port 64h u načinu pisanja) određuju je li tipkovnica aktivna i hoće li kontroler tipkovnice uzrokovati prekid u sustavu kada korisnik pritisne tipku ključ.

Bajtovi napisani na priključak 60h šalju se na kontroler tipkovnice, a bajtovi zapisani na port 64h šalju se na sistemski kontroler tipkovnice. Za popis dopuštenih naredbi koje se mogu poslati na kontroler tipkovnice, pogledajte, na primjer, IBM-ov Tehnički referentni priručnik 8042 Kontroler tipkovnice ili poglavlje 20 Programiranja jezika umjetnosti montaže.

Bajtovi pročitani s porta 60h dolaze s tipkovnice. Priključak 60h prilikom čitanja sadrži kod za skeniranje zadnje pritisnute tipke, a u načinu pisanja koristi se za proširenu kontrolu tipkovnice. Kada se za snimanje koristi priključak 60h, program dodatno dobiva sljedeće značajke:

  • postavljanje vremena čekanja prije nego što se tipkovnica prebaci u način automatskog ponavljanja;
  • postavljanje razdoblja generiranja koda za skeniranje u način automatskog ponavljanja;
  • kontrola LED dioda smještenih na prednjoj ploči tipkovnice - Scroll Lock, Num Lock, Caps Lock.

Sumirajući, napominjemo da je za čitanje podataka unesenih s tipkovnice dovoljno da se mogu pročitati vrijednosti ulaznih / izlaznih priključaka 60h i 64h. Međutim, u sustavu Windows aplikacijama u korisničkom načinu nije dopušten rad s priključcima, pa ovaj zadatak izvode upravljački programi operativnog sustava.

Tipkovnica je uređaj za upravljanje tipkovnicom za osobno računalo. Služi za unos alfanumerički (potpisano) podataka, kao i upravljačke naredbe. Kombinacija monitora i tipkovnice pruža najjednostavnije korisničko sučelje. IZ tipkovnica se koristi za upravljanje računalnim sustavom, a monitor se koristi za dobivanje odgovora od njega.

Princip rada... Tipkovnica spada u standardna sredstva osobnog računala. Njegove glavne funkcije ne trebaju podržavati posebni sistemski programi (upravljački programi). Neophodan softver za početak rada s računalom već je dostupan u ROM čipu kao dio osnovnog I / O sustava (BIOS), i stoga računalo reagira na pritiske tipki odmah nakon uključivanja. Princip rada tipkovnice je sljedeći.

10) Kad pritisnete tipku (ili kombinaciju tipki), poseban mikrovezje ugrađeno u tipkovnicu odaje tzv. kod za skeniranje.

11) Kod za skeniranje ulazi u mikrovezje koje izvršava funkcije luka tipkovnica. (Portovi su posebni hardversko-logički uređaji koji su odgovorni za komunikaciju između procesora i drugih uređaja.) Ova mikroveznica nalazi se na glavnoj ploči računala unutar sistemske jedinice.

12) Port tipkovnice izdaje prekid procesoru ( Prekinuti- privremeno zaustavljanje izvršavanja jednog programa radi brzog izvršavanja drugog, trenutno važnijeg (prioritetnijeg) programa s fiksnim brojem. Za tipkovnicu je broj prekida 9 (Prekid 9, Int9).

13) Nakon što je primio prekid, procesor odgađa trenutni rad i prema broju prekida odnosi se na posebno područje RAM-a, u kojem je tzv. vektor prekida. Vektor prekida je popis adresa podataka fiksne duljine. Svaki zapis sadrži adresu programa koji bi trebao servisirati prekid s brojem koji odgovara broju zapisa.

14) Nakon što je odredio adresu početka programa koji obrađuje nastali prekid, procesor prelazi na njegovo izvršavanje. Najjednostavniji program za obradu prekida na tipkovnici "tvrdo je kodiran" u ROM mikrovezje, ali programeri mogu za njega "zamijeniti" vlastiti program ako promijene podatke u vektoru prekida.

15) Program za rukovanje prekidima usmjerava procesor na priključak tipkovnice, gdje pronalazi kod za skeniranje, učitava ga u svoje registre, a zatim, pod kontrolom voditelja, određuje koji kod karaktera odgovara danom kodu za skeniranje.

17) Procesor zaustavlja obradu prekida i vraća se na zadatak na čekanju.

Uneseni znak pohranjuje se u međuspremnik tipkovnice dok ga odatle ne preuzme program kojem je namijenjen, na primjer uređivač teksta ili procesor teksta. Ako znakovi stignu u međuspremnik češće nego što su uzeti od tamo, pojavit će se efekt prelijevanja međuspremnika. U tom se slučaju unos novih znakova na neko vrijeme zaustavlja. U praksi, u ovom trenutku, kad se pritisne tipka, čujemo zvučni signal upozorenja i ne promatramo unos podataka.

Malo je nas zainteresiranih za razumijevanje rada računalne tipkovnice, ali činjenica je da je njegov rad prilično zabavan, a o tome je ukratko napisano u ovom članku.

Znaš li to?

Trenutni raspored tipkovnice ili raspored QWERTY, koji se temelji na rasporedu pisaće mašine, nije dizajniran da ubrza tipkanje, već da ga uspori i izbjegne zaglavljivanje pisaćih strojeva.

Računalna tipkovnica hardverski je uređaj koji funkcionira prema uputama korisnika. Uključuje sklopove, prekidače i procesore koji pomažu u prijenosu ključnih poruka na računalo. Svi znamo da je tipkovnica ulazni uređaj koji djeluje prema uputama korisnika. Koristi se za razne zadatke poput tipkanja, pristupanja izbornicima i igranja igara. U ovom ćemo članku pobliže pogledati kako funkcionira računalna tipkovnica.

Vrste tipkovnica

Ovaj uređaj nije pretrpio značajnu transformaciju od kada je predstavljen. Pojavili su se samo dodatni ključevi, dostupni u posebnim verzijama u svakom od elektroničkih uređaja, u praktički istom formatu (s izuzetkom samo nekoliko tipki), na prijenosnom računalu, iPadu, pametnom telefonu itd. Međutim, evo nekoliko najčešćih tipkovnica:

  • Apple standardna tipkovnica s 82 tipke
  • Proširena tipkovnica Apple s 108 tipki
  • Proširena tipkovnica s 101 tipkom
  • Windows tipkovnica s 104 tipke

Vrste ključeva

Tipkovnica je modelirana 1940. godine na temelju tehnologije pisaćih strojeva. Općenito, većina tipkovnica sadrži između 80 i 110 tipki, ovisno o OS-u, proizvođaču ili aplikaciji za koju je izrađena. Postoje četiri glavne vrste tipki:

  • Tipke funkcije
  • Tipke za tipkanje
  • Numeričke tipke
  • Tipke za upravljanje

Oni se mogu vidjeti na donjem dijagramu.

Na slici se gornji red (F1-F12) sastoji od funkcijskih tipki. Izvršavaju određene naredbe koje dodjeljuje operativni sustav. Primjerice, u sustavu Windows 8, u programu Microsoft Power Point, tipka F5 prečac je za pokretanje "prezentacije", dok se u programu Microsoft Word tipka F11 koristi za formatiranje podataka.

Drugi redak sadrži numeričke ili numeričke tipke. Ovaj je redak uveden za brzi unos podataka, posebno za programe koji sadrže puno numeričkih podataka, matematičkih operacija itd.

Treći, četvrti i peti redak sadrže tipke koje se koriste za stvarno tipkanje teksta. Sve vrste abecednih podataka unose se u uređivač teksta pomoću ovih tipki.

Posljednji redak sadrži kontrolne tipke. Oni pružaju kontrolu kursora, a također vam pomažu po potrebi koristiti prečace ili veze do određenih internih aplikacija. Neke od uobičajenih upravljačkih tipki su:

  • Kontrola (Ctrl)
  • Alternativa (Alt)
  • Izbriši (Del)
  • Umetni (Ins)
  • Bijeg (Esc)
  • Dom
  • Kraj
  • Gore (PageUp)
  • Dolje (Stranica dolje)

Uz ove, tipkovnica ima i druge modifikacijske tipke kao što je Shift.

Unutarnji rad tipkovnice

Matrica

Tipkovnica ima vlastiti procesor i sklop koji se naziva matrica. Matrica je skup krugova ispod tipkovnice koji se prekidaju ispod svake tipke, što rezultira nepotpunim krugom. Pritiskom bilo koje određene tipke dovršava se ovaj obrazac, omogućavajući tako procesoru da odredi mjesto pritisnute tipke.

Ključni rad

Ispod svake tipke nalazi se mala kružna rupa. Možda ste to vidjeli ako ste rastavljali tipkovnicu. Kada pritisnete tipku, posebna šipka gura gumb kroz rupu, zbog čega se zatvara kontakt s lancem slojeva. Unutar rupe nalazi se mali komad gume koji sprječava pomicanje ključa prema dolje i gura ga natrag kad se otpusti.

Otkrivanje pritiska tipke

Kad pritisnete bilo koju tipku, krug je zatvoren i kroz krug prolazi mala količina struje. Procesor analizira položaj pritisnutih tipki i šalje te podatke računalu, gdje se šalju "upravljaču tipkovnice". Ovaj kontroler obrađuje informacije koje šalje procesor i zauzvrat ih šalje operativnom sustavu. Tada OS provjerava i analizira te podatke za sadržaj naredbi operativnog sustava, poput Ctrl + Shift + Esc itd. Ako su takve naredbe prisutne, računalo ih izvršava; ako ne, prosljeđuje informacije trenutnoj aplikaciji. Zatim aplikacija provjerava jesu li pritisci tipki za naredbe aplikacije kao što su Ctrl + P itd. Opet, ako postoje takve naredbe, one se prvo izvršavaju, a ako ne, tada se ti pritisci tipki uzimaju kao sadržaj ili podaci. Sve se to događa u djeliću sekunde, pa čak i ako pritisnete nekoliko tipki odjednom, sustav će ih sve obraditi.

Ono što se zapravo događa iza kulisa jest da se unutar tipkovnice nalaze tri odvojena sloja plastike. Dvije od njih imaju električno vodljive metalne tračnice, a treći izolacijski sloj između njih s rupama za zatvaranje kontakata. Ti su tragovi električne veze koje omogućuju protok male električne struje kad se slojevi čvrsto pritisnu jedan uz drugi pritiskom na tipku.

Pritisci na tipke

Matrica ima odgovarajući dijagram u obliku tablice simbola koji se pohranjuje u memoriju računala. Kada pritisnete tipku, procesor traži položaj sklopljenog kruga i određuje koja je tipka pritisnuta. Sve se tipke prikazuju i pohranjuju u memoriju. Jednostavno rečeno, tipke pomoću prekidača i uzoraka mijenjaju pritiske tipki u format koji računalo može razumjeti. Svaka tipkovnica sadrži procesor koji prevodi posao pritiskanja tipki na računalo.

Vrste prekidača

Postoje dvije vrste prekidača koji se koriste za izradu sklopova na tipkovnicama. Neki od njih koriste kapacitivni postupak umjesto gore opisanog mehaničkog. U ovom procesu krug je netaknut i kroz njega neprekidno teče struja. Međutim, svaka pojedinačna tipka ima pričvršćenu pločicu koja se približava lancu kad se tipka pritisne. To kretanje bilježi matrica, što dovodi do promjene električne struje koja prolazi kroz krug. Ta se promjena zatim uspoređuje s tablicom simbola i određuje se mjesto pritisnute tipke.

Mehanički prekidači sastoje se od gumene kupole, membranskih prekidača, metalnih kontakata i preklopnih elemenata. Guma je najčešći materijal za kupolaste prekidače jer ima dobar odziv, prilično je otporan na prolijevanje i koroziju, relativno je jeftin i jednostavan za izradu.

Iako postoje različite vrste tipkovnica, poput bežične, Bluetooth i USB tipkovnice, sve one koriste isti princip dovršavanja sklopa kako bi odredile kada se pritisne tipka i izvršile neku funkciju.