鍵盤構(gòu)造及工作原理

　　鍵盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括控制電路板、按鍵、底板和面板等。電路板是整個(gè)鍵盤的控制核心，位于鍵盤的內(nèi)部，主要擔(dān)任按鍵掃描識(shí)別、編碼和傳輸接口工作；它將各個(gè)鍵所表示的數(shù)字或字母轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的信號(hào)，是用戶和計(jì)算機(jī)之間主要的溝通者之一。

鍵盤主要由鍵開(kāi)關(guān)矩陣、單片機(jī)和譯碼器三大部分組成。鍵開(kāi)關(guān)矩陣即鍵盤按鍵由一組排列成矩陣方式的按鍵開(kāi)關(guān)組成，所輸入的信號(hào)由按鍵所在的位置決定。單片 機(jī)即鍵盤內(nèi)部采用的Intel　8048單片機(jī)微處理器，這是一個(gè)40引腳的芯片，內(nèi)部集成了8位CPU、1024×8位的ROM、64×8位的RAM以 及8位的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器等。譯碼器即信號(hào)編碼轉(zhuǎn)譯裝置，把鍵盤的字符信號(hào)通過(guò)編碼翻譯轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制碼。由于鍵盤排列成矩陣格式，被按鍵的識(shí)別和行列 位置掃描碼的產(chǎn)生，是由鍵盤內(nèi)部的單片機(jī)通過(guò)譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)鍵盤向主機(jī)送入的二進(jìn)制代碼類型，可把鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。IBM PC機(jī)的鍵盤屬于非編碼鍵盤，其特點(diǎn)是不直接提供所按鍵的編碼信息，而是用較為簡(jiǎn)單的硬件和一套專用程序來(lái)識(shí)別所按鍵的位置，并提供與所按鍵相對(duì)應(yīng)的中間 代碼，然后再把中間代碼轉(zhuǎn)換成要對(duì)應(yīng)的編碼。這樣，非編碼鍵盤就為系統(tǒng)軟件在定義鍵盤的某些操作功能上提供了更大的靈活性。

計(jì)算機(jī)鍵盤通常采用行列掃描法來(lái)確定按下鍵所在的行列位置。所謂行列掃描法是指，把鍵盤按鍵排列成n行×m列的n*m行列點(diǎn)陣，把行、列線分別連接到兩個(gè) 并行接口雙向傳送的連接線上，點(diǎn)陣上的鍵一旦被按動(dòng)，該鍵所在的行列點(diǎn)陣信號(hào)就被認(rèn)為已接通。按鍵所排列成的矩陣，需要用硬件或軟件的方法輪轉(zhuǎn)順序地對(duì)其 行、列分別進(jìn)行掃描，以查詢和確認(rèn)是否有鍵按動(dòng)。如有鍵按動(dòng)，鍵盤就會(huì)向主機(jī)發(fā)送被按鍵所在的行列點(diǎn)陣的位置編碼，稱為鍵掃描碼。單片機(jī)通過(guò)周期性掃描 行、列線，讀回掃描信號(hào)結(jié)果，判斷是否有鍵按下，并計(jì)算按鍵的位置以獲得掃描碼。鍵被按下時(shí)，單片機(jī)分兩次將位置掃描碼發(fā)送到鍵盤接口：按下一次，叫接通 掃描碼；按完釋放一次，叫斷開(kāi)掃描碼。這樣，通過(guò)硬件或軟件的方法對(duì)鍵盤分別進(jìn)行行、列掃視，就可以確定按下鍵所在位置，獲得并輸出掃描位置碼，然后轉(zhuǎn)換 為ASCII碼，經(jīng)過(guò)鍵盤I/O電路送入主機(jī)，并由顯示器顯示出來(lái)。

鍵盤要增加鍵數(shù)是很容易的，任何矩陣鍵盤通過(guò)增加鍵盤的行或列便可實(shí)現(xiàn)增加按鍵數(shù)。如64 鍵的鍵盤排列成8行×8列的行列點(diǎn)陣，128鍵的鍵盤排列成8行×16列的行列點(diǎn)陣，256鍵的鍵盤排列成16行×16列的行列點(diǎn)陣，這在1992年7月 出版的《微處理機(jī)為基礎(chǔ)之設(shè)計(jì)》出版物上已作介紹(此對(duì)比文獻(xiàn)在2001年12月13日已遞交)。因此，鍵盤結(jié)構(gòu)采用矩陣式早已是公有技術(shù)。