Лабораторна робота №3. Клавіатура

Мета: вивчення клавіатури ПК та набуття практичних навичок програмування портів клавіатури.

Теоретичні відомості

Клавiатура – основний засіб зв'язку користувача з комп'ютером. Підсистема клавіатури потрібна для виконання наступних функцій:

– визначати момент і номер натискання і відпускання окремих клавіш або їхні комбінації;

– виробляти переривання (INT 9h);

– керувати індикаторами клавіатури;

– дозволяти/забороняти лінію А20 для доступу до Extended memory;

– читати інформацію про конфігурацію системи для процедур BIOS;

– повертати мікропроцесор з захищеного режиму;

– виконувати програмне скидання системи.

Структурна схема підсистеми клавіатури комп'ютера IBM PC/AT зображена на рис. 3.1.

Рис. 3.1 – Структурна схема підсистеми клавіатури

Як видно з рис. 1 підсистема клавіатури складається з пристроїв системного блоку (контролера клавіатури Intel8042, функції якого в комп'ютерах IBM PC і IBM PC/XT виконувала мікросхема конфігурації 8255) і пристрою блоку клавіатури, об'єднаних 4-х провідним кабелем.

Основними модулями блоку клавіатури є матричні перемикачі клавіш, контролер клавіатури intel 8048 (аналогічний контролеру 8042 системного блоку, але запрограмований на виконання інших функцій) і блок індикаторів клавіатури.

Для персональних комп'ютерів IBM PC є три клавіатури:

– 83-клавішна клавіатура IBM PC і IBM PC/XT, що застосовувалася в означених комп'ютерах і вітчизняних аналогах (ЄС-1840, 1841, Іскра1030 і т. д.);

– 84-клавішна клавіатура IBM PC/AT (змінене розташування клавіш, додана клавіша SysReg, додаткові можливості програмування);

– 101/102 клавішна клавіатура PS/2 (зараз застосовується практично в усіх персональних комп'ютерах). На ній з'явилися нові клавіші F11 і F12, праві Alt і Ctrl, друга клавіша Enter, клавіша Pause, повністю продубльоване керування курсором. З'явилася нова можливість програмування клавіатури (режими 1, 2, 3).

Контролер клавіатури системного блоку

Реалізований на мікросхемі intel 8042, що являє собою однокристальний мікрокомп’ютер, структурна схема якого зображена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Структурна схема однокристального мікрокомп’ютера 8042

Основні модулі:

– МП8042 - мікропроцесор 8042;

– RS - регістр стану;

– Р1 - вхідний порт;

– Р2 - вихідний порт;

– RAM - внутрішнє ОЗП;

– ROM - внутрішнє ПЗП, в якому зберігається програма управління контролером;

– буфери - вхідний і вихідний.

Розглянемо докладно призначення основних модулів.

1. Вхідній і вихідній буфери даних.

Контролер клавіатури з'єднаний з системною шиною даних (XD-шиною) з допомогою двох однобайтних регістрів – вхідного і вихідного буферів. Вихідний буфер доступний тільки для читання через 60h порт і зберігає коди сканування, отримані від клавіатури або дані, прочитані по запиту (команди контролера). Вхідний буфер доступний для запису через порт 64h (запис команд) і 60h (запис даних). При запису команди в 64h встановлюється прапорець запису команди (в регістрі стану). Байти, записані в 60h, і які не є даними для команд контролера системного блоку, відсилаються контролером клавіатури. (контролер 2, рис. 3.1)