Взаимодействие клавиатуры с ЭВМ

Непосредственное управление работой ЭВМ оператор (пользователь) осуществляет с помощью клавиатуры и манипуляторов. Клавиатура предназначена для введения алфавитно-цифровой информации и управления графическим курсором. Работой клавиатуры управляет специальная электронная схема - контроллер клавиатуры [3,4]. В его функции входит распознавание нажатой клавиши и помещение закрепленного за ней кода в свой выходной регистр (порт), обычно с номером 60h.

Процесс взаимодействия ЭВМ с клавиатурой отображен на рис.2.1. Код клавиши, поступающий в порт, называется скан - кодом. Каждой клавише присвоено два скан-кода: код нажатия и код отпускания, больший на 80h. Кнопки основной части клавиатуры образуют матрицу контактов из 23 строк и 4 столбцов, что сокращает количество необходимых проводников и контактов микросхемы контроллера.

Рис.2.1. Взаимодействие клавиатуры с системой

Нажатие и отпускание любой клавиши вызывает сигнал аппаратного прерывания, заставляющий процессор прервать выполняемую программу и перейти на программу обработки прерывания (ПОП) от клавиатуры INT09h (вектор прерывания имеет адрес 24h). Обработчик прерывания работает с двумя областями оперативной памяти: кольцевым буфером ввода, располагаемым по адресам от 40h:1Eh до 40h:3Dh, куда помещаются коды ASCII нажатых клавиш, и словом состояния (словом флагов) клавиатуры, находящимся по адресу 40h:17h, где фиксируется состояние управляющих клавиш (<Shift>, <Caps Lock>, <Num Lock>, и другие).

Если скан-код принадлежит одной из управляющих клавиш, и представляет собой код нажатия, то в слове флагов устанавливается в 1 бит (флаг), соответствующий нажатой клавише. Сброс флага происходит при отпускании такой клавиши.

При нажатии любой другой клавиши ее скан-код считывается из порта 60h и по таблице трансляции формируется двухбайтовый код, старший байт которого содержит скан-код, а младший - код ASCII, с учетом состояния слова флагов. Например, буквы Q и q находятся на одной клавише, и соответствующие им коды имеют вид: 1051h и 1071h.

Полученный в результате трансляции двухбайтовый код направляется в кольцевой буфер, который служит для синхронизации процессов ввода данных с клавиатуры и приема их выполняемой компьютером программой. Объем кольцевого буфера составляет 15 слов. Коды символов извлекаются из буфера в том порядке, в каком они в него поступали. Указатель начала содержит адрес первого из не считанных кодов, а указатель конца - адрес первой свободной ячейки буфера, куда будет записаны коды следующей нажатой клавиши. Совпадение содержимого указателей начала и конца соответствует опустошенности кольцевого буфера. При переполнении кольцевого буфера указатели не изменяются и ПОП формирует звуковой сигнал.

Пользовательские программы могут использовать программное прерывание INT 16h, предназначенное для работы с клавиатурой. Функции данного прерывание позволяют:

· ожидать нажатия клавиши и считывать коды из кольцевого буфера, очищая эти ячейки (00h, 10h);

· определять наличие (и коды) в кольцевом буфере не считанных кодов (01h, 11h);

· получать состояние флагов клавиатуры (02h, 12h).

Прерывание DOS INT 21h тоже имеет несколько функций для обработки сигналов клавиатуры. Эти функции обеспечивают посимволь-ный ввод и обращение к клавиатуре, как к файлу.

2.2. УСТРОЙСТВО И ПРОГРАММИРОВАНИЕ МАНИПУЛЯТОРА МЫШЬ"

Манипуляторы (мышь, джойстик) предназначены для управления текстовым или графическим курсором и формирования двух и более контактных сигналов. Схема взаимодействия манипулятора "мышь" и ЭВМ показана на рис.2.2.

Рис.2.2. Схема взаимодействия манипулятора "мышь" и ЭВМ

Перемещение манипулятора контролируется двухкоординатным механизмом прерывания светового потока (МПСП), количество прерываний регистрируется фотодиодными парами (ФДП). МПСП по каждой координате состоит из колесика с периодическими вертикальными щелями и расположенными с разных сторон светодиода и двух фотодиодов. Контроллер подсчитывает количество прерываний светового потока и реализует протокол обмена по линиям последовательного порта:

· RxD - данные из манипулятора,

· TxD - данные в манипулятор,

· RTS - сигнал запроса передачи в манипулятор,

· SG - сигнальное заземление.

Питание элементов манипулятора осуществляется сигнальным напряжением RTS. Шаг манипулятора равен 1/200 дюйма.

Программирование манипулятора основано на использовании функций прерывания INT 33h [4]. Эти функции позволяют: устанавливать наличие драйвера, визуализировать курсор, задавать форму курсора, получать величину вертикального и горизонтального перемещения, контролировать состояние кнопок, переключать текстовый и графический режимы работы манипулятора.

МПСП формирует помехоустойчивый код Грея, показанный на рис.2.3. Двоичный код Грея позволяет определять направление перемещения манипулятора.

Рис.2.2. Схема МПСП и код Грея

Оптические и лазерные манипуляторы «мышь» в качестве чувствительного элемента содержать фотоприемную матрицу 16х16 точек. Контроллер манипулятора периодически сравнивает текущее и предыдущее изображения. Сравнение осуществляется корреляционным методом, позволяющем определять направление относительного сдвига запомненного изображения.
3. ВИДЕОСИСТЕМЫ

Видеосистемы являются самым информативным, оперативным и наглядным каналом контроля работы ЭВМ для оператора. Именно эта система создала условия для применения ЭВМ в качестве обучающей системы, в том числе приемам работы на ней самой. Возможность визуализации информации позволила превратить ЭВМ в мощный инструмент разработки высококачественных графических документов, обусловила развитие устройств для печати изображений. В настоящее время, является актуальной задача создания общих стандартов формирования, обработки и передачи изображений, звука и символьной информации для ЭВМ и телевидения.

Дата добавления: 2014-11-18