Клавиатура является самым распространенным устройством для ввода информации в компьютер. Поэтому важно знать принцип работы и интерфейс связи клавиатуры.
В данной статье описывается устройство, которое позволяет принимать данные от клавиатуры и отображать нажатые клавиши на устройстве вывода. В качестве примера, мы разработаем простейшее устройство с использованием клавиатуры PS/2, микроконтроллера PIC и семисегментного индикатора.
Идея:
Главной целью данного проекта является создание устройства, способного работать с PS/2 девайсами, а конкретно с PS/2 клавиатурой. Клавиатура будет подключена к микроконтроллеру PIC, который в свою очередь будет обрабатывать коды нажатых клавиш и выводить символы клавиш на семисегментный индикатор. PS/2 - это последовательный интерфейс с тактовым сигналом 10-16 кГц, поэтому в PIC нам надо использовать прерывания, для детектирования заднего фронта импульсов.
Список используемых радиоэлементов:
- Микроконтроллер
- - пятивольтовый регулятор напряжения
- Кварцевый резонатор 20 МГц
- PS/2 коннектор (мама)
- 7-ми сегментный индикатор
- Резисторы
- Дополнительно, потребуется программатор для прошивки PIC, макетная плата и перемычки (ну или протравленная печатная плата).
Схемотехника:
Как видно из принципиальной схемы ниже, устройство очень простое и основные детали это: 78L05, PIC18F452 и PS/2 разъем.
В разъеме PS/2 пины 2 и 6 не используются, 4-ый пин - питание +5В, 3-ий пин - общий. 5-ый пин - тактовый сигнал, а 1-ый пин - данные. 7-ми сегментный индикатор я использовал с общим катодом.
Немного теории о PS/2:
Как уже было сказано выше, в PS/2 используется последовательный протокол передачи информации с двумя линиями: тактовый сигнал и линия данных.
Назначение выводов 6-pin Mini-DIN (PS/2):
- Данные
- Не используется
- Общий (земля)
- Питание (+5V)
- Тактовый сигнал
- Не используется
На рисунке выше показана распиновка PS/2 разъемов папа (слева) и мама (справа). Обычно, разъем типа "папа" используется на стороне устройства - мышь, клавиатура, а разъем типа "мама" на компьютере. В нашем случае (т.к. у нас приемная сторона) мы будет использовать коннектор типа "мама" (можно вырезать с какой-нибудь сгоревшей материнской платы).
Диаграмма сигналов PS/2:
На рисунке выше показана стандартная временная диаграмма выходных данных для PS/2 устройств. Последовательность следующая:
1. Вывод данных устанавливается в низкий логический уровень
2. Вывод тактового сигнала устанавливается в низкий уровень
3. Вывод данных продолжает находиться в низком уровне (стартовый бит)
4. Тактовый сигнал переходит в высокий логический уровень
5. Начинается передача восьми битов с данными
6. Далее идет бит контроля четности
7. А за ним стоповый бит
Все данные принимаются по спаду положительного синхроимпульса.
Скан-коды клавиш:
Каждая клавиша клавиатуры содержит свой уникальный код, т.н. скан-код.
Как видно из картинок выше, большинство клавиш клавиатуры содержит 8-ми битные значения (1 байт), однако некоторые клавиши, содержат многобайтовую последовательность.
Рассмотрим пример того, как происходит формирование скан-кодов клавиш. Если на клавиатуре нажимается какая-либо клавиша, то на выходе клавиатуры появляется скан-код нажатой клавишы. Когда клавиша отжимается, то на выходе формируется код 0xF0 и скан-код отжатой клавиши. Т.о. можно определить удерживается ли клавиша нажатой или нет, но нам это пока что не нужно.
На рисунке выше приведена осциллограмма PS/2 при нажатой клавиши "J". Канал 1 (желтый) на осциллограмме это таковый сигнал. Канал 2 (голубой) это сигнал данных. Для наглядности, я нанес вспомогательные линии для детектирования спада синхросигнала.
При данной осциллограмме легко можно определить скан-код нажатой клавиши. Не забываем, что слева находится младший бит (т.е. 0), а справа старший (7 бит). Т.о. в двоичном коде получилось 0011 1011, что в шестнадцатеричном является 0x3B, т.е. это скан-код клавиши "J".
Передача данных в клавиатуру:
Другой функцией PS/2 протокола является передача данных обратно в клавиатуру, к примеру можно подать команду на включение/отключение светодиода Caps Lock, Num Lock и др. Но не будем на этом зацикливаться, т.к. это тема другой статьи.
Собранная схема на макетной плате выглядит следующим образом:
ПО состоит из двух основных частей: главный цикл Main Loop и обработчика прерываний.
В Main Loop происходит прием данных и их обработка для вывода на индикатор. Ну и собственно сам вывод данных.
Часть кода Main Loop:
#include
#include
#include
#include
//7-Segment Display Output
#define number_0 0b01111110
..
...
..
#define letter_a 0b11101110
#define letter_b 0b11111110
..
...
..
void main(void){
TRISC = 0xFF;
TRISD = 0x01;
PORTB = 0x00;
PORTC = 0x00;
//7-Seg LED is Reverse Polarity
PORTD = 0x00 ^ 0xFF;
Delay10KTCYx(10);
INTCON = 0b11000000;
OpenCapture1(C1_EVERY_FALL_EDGE & CAPTURE_INT_ON);
OpenTimer1(TIMER_INT_ON & T1_SOURCE_INT & T1_PS_1_1 & T1_16BIT_RW);
WriteTimer1(0x0000);
while(1)
{
if(buf_ready == 1){
switch(scan_code_buf){
case 0x1C: PORTD = (letter_a ^ 0xFF);
break;
...
....
..
break;
case 0x45: PORTD = (number_0 ^ 0xFF);
break;
case 0x66: PORTD = (delete ^ 0xFF);
break;
default:
break;
}
//Shift Buffer Forward
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf = scan_code_buf;
scan_code_buf_cnt--;
if(scan_code_buf_cnt == 0)
buf_ready = 0;
}
Delay10KTCYx(1);
}
}
Итак, в цикле Main Loop происходит обработка данных, которые поступают в fifo-буфер. В коде, который представлен ниже, происходит прием данных PS/2 по прерыванию, после чего, они помещаются в fifo-буфер. Код 0xF0 игнорируется, нас интересуют только нажатия клавиш. Код прерываний следующий:
Void InterruptHandlerHigh(void) // Declaration of InterruptHandler
{
//Check If TMR1 Interrupt Flag Is Set
if(PIR1bits.CCP1IF){
if(bit_counter < 10){
current_scan_code = current_scan_code >> 1;
current_scan_code += (PORTDbits.RD0*0b10000000000);
bit_counter++;
}
else if(bit_counter == 10){
scan_code_buf=(current_scan_code>>2)&0xFF;
scan_code_buf_cnt++;
buf_ready = 1;
bit_counter = 0;
}
WriteTimer1(0x0000);
//Clear CCP1 Overflow Flag Bit
PIR1bits.CCP1IF = 0;
}
//Check If CCP1 Interrupt Flag Is Set
else if(PIR1bits.TMR1IF){
//Clear Timer1 Overflow Flag Bit
bit_counter = 0;
PIR1bits.TMR1IF = 0;
}
INTCONbits.GIE = 1;
}
Как видно из кода выше, прерывание захвата скан кода и прерывание timer1 используются вместе, чтобы обеспечить "захват" 8-ми бит, т.к. нам не нужны стартовые, стоповые биты и бит контроля четности. Единственное, я не стал отображать такие клавиши как W, N и т.п., т.к. на семисегментном индикаторе сделать это не реально. В архиве по
Каждый пользователь ПК знает, что клавиатура – это первостепенный, универсальный инструмент для работы в системе. Но как подключить клавиатуру к компьютеру для полного функционирования всех клавиш, для многих новичков остается загадкой. Чтобы разгадать тайну, можно ли подключить оборудование самостоятельно, рассмотрим все возможные способы подключения:
- подключение через PS/2;
- подключение через USB/порт;
- присоединение беспроводного оборудования.
Разные способы подключения
Способы для подключения клавиатуры к компьютеру или ноутбуку бывают:
- Проводные.
- Беспроводные.
Подключение проводной клавиатуры происходит непосредственно с использованием проводов и входов USB или PS/2.
Беспроводная модель передает информацию на расстояние до 15 метров, без использования проводов, в качестве передающего устройства подключается специальный адаптер.
Подключение через PS/2
Старые модели клавиатуры подключаются через PS/2 разъем. Это круглые разъемы, находятся они, как правило, на задней панели системного блока в количестве двух штук и для идентификации определены разным цветом.
Зеленый разъем предназначен для того, чтобы подключить мышь, фиолетовый непосредственно для подключения клавиатуры. Модель с разъемом PS/2 подходит только для подключения к портативному компьютеру, для ноутбука такие входы не делают.
Чтобы подключить клавиатуру с разъемом PS/2 к компьютеру, надо вставить коннектор провода в фиолетовый порт на панели компьютера, следующим этапом будет перезагрузка системы. Как правило, устанавливать драйверы не приходится, так как система автоматически распознает периферийные устройства, поэтому дополнительные операции по установлению программного обеспечения не потребуются.
Если требуется подключить устройство с PS/2 входом к ноутбуку или портативному компьютеру через USB/порт, используются специальные адаптеры USB/PS2, эти переходники могут состоять в комплекте при приобретении оборудования или их покупают отдельно в специализированных магазинах.
Подключение через USB/порт
Подключить клавиатуру с USB/портом к ноутбуку или компьютеру намного проще, чем предыдущий вариант:
- находим свободный USB/порт в интерфейсе системного блока или ноутбука, и присоединяем коннектор клавиатуры к разъему;
- следующее действие – это включение компьютера или перезагрузка системы.
Драйверы для работы, как правило, уже установлены, они входят в комплектацию любого программного обеспечения, поэтому никаких дополнительных действий совершать не нужно.
USB-разъемов в системных блоках и ноутбуках достаточное количество для подключения всех необходимых устройств, но бывают моменты, когда требуются дополнительные USB-разъемы, в таком случае можно подключить USB-разветвитель. При подключении USB-разветвителя клавиатуру подключают через него.
Присоединение беспроводной клавиатуры
Комплектация беспроводного оборудования включает в себя:
- клавиатуру;
- установочный диск с программным обеспечением и драйверами;
- адаптер для подключения к системе.
Многие производители также прилагают к комплекту беспроводную мышь.
Беспроводное оборудование получает сигнал через технологию Bluetooth или Wi-Fi. В ноутбуке и новых модификациях системного блока есть встроенные функции Bluetooth и Wi-Fi, адаптер для подключения здесь не требуется, но важно, чтобы сама программа была настроена на прием сигнала, если программа отключена, ее требуется включить через программу управления компьютером.
Клавиатура работает на батарейках, поэтому аккумуляторы для нее требуется покупать отдельно.
Подключение беспроводной клавиатуры
Подключение беспроводного оборудования происходит в несколько этапов:
- Требуется установить аккумулятор в инструмент и поставить переключатель в позицию ON или «Включить».
- Подключить адаптер через USB-вход, при этом должен загореться встроенный диод, следующий шаг. Это синхронизация аппаратуры с системой, для этого, чтобы синхронизировать работу устройства, надо войти в меню через Пуск – Панель управления – Оборудование и звук – Добавить устройство. Операционная система найдет и отобразит на экране все подключенные устройства, необходимо выделить в списке название требуемого оборудования и запустить установку.
- Установка программного обеспечения происходит автоматически и входит в рабочий режим после перезагрузки компьютера.
Также программное обеспечение можно установить самостоятельно, через загрузочный диск, для этого потребуются следующие действия:
- Вставить диск в дисковод.
- В появившемся контекстном меню выбрать пункт «Установить драйвер», далее следовать всем рекомендациям, написанным во всплывающем окне с элементами управления установки.
- По окончании установки перезагрузить компьютер.
При включении компьютера надо проверить рабочее состояние клавиатуры.
Инструкция подключения клавиатуры на видео.
В самостоятельном подключении клавиатуры нет ничего сложного, установить оборудование может даже маленький ребенок, главное, знать порядок выполнения необходимых действий. Для наглядного примера, как легко и просто подключить оборудование, посмотрите тематическое видео.
В этой статье я покажу, как подключить клавиатуру и мышь к компьютеру или ноутбуку, используя устройства с беспроводным интерфейсом по Bluetooth или проводные, с разъёмами PS/2 и USB. Расскажу обо всех особенностях подключения и объясню, как это сделать, ничего не повредив.
Как подключить клавиатуру и мышь с USB интерфейсом
Такое подключение, пожалуй, самое простое. И в последнее время USB интерфейс на клавиатурах и мышках встречается часто. В ноутбуках и других переносных ПК такое подключение преимущественно.
Здесь нет ничего сложного. Просто возьмите провод от мышки или клавиатуры и воткните его в один из свободных USB портов (тех самых, куда вы втыкаете флешки). Компьютер при этом можно оставить включённым.
После того, как вы подключите мышь или клавиатуру через USB, ваша операционная система начнёт устанавливать драйверы для устройства (всё это происходит автоматически, вам ничего делать не нужно). И когда драйверы установятся, появится сообщение об этом. Теперь можно пользоваться.
Как подключить клавиатуру и мышь с PS/2 интерфейсом
Разъёмы PS/2 – это немного устаревший метод подключения клавиатуры и мышки, и даже уже не на всех современных материнских платах есть такие гнёзда. Встречается на стационарных ПК или старых ноутбуках. У мышки и клавиатуры PS/2 представляют собой круглый штекер с шестью ножками и замком.
Разъёмы PS/2 для клавиатуры и мышки одинаковой формы. Поэтому, чтобы не перепутать, что и куда подключать, их делают разным цветом. Штекер у мышки обычно зелёный, его нужно подключить в зелёный разъём на компьютере. У клавиатуры штекер фиолетовый, его, соответственно – в фиолетовый. Правильно подключить устройство вам поможет замок – здесь он представлен в виде пластиковой ножки. Всё должно попасть на свои места.
Разъёмы PS/2 на компьютере находятся обычно в задней стенке корпуса.
При подключении мышки и клавиатуры через PS/2 будьте внимательны. Во-первых, не перепутайте цвета гнёзд и разъёмов. Во-вторых, не используйте силу, не давите, иначе вы рискуете смять ножки, потом их трудно выпрямлять. Или вообще можно сломать их. В-третьих, выключите компьютер при этой операции.
Бывают также совмещённые гнёзда двух цветов. Это значит, туда можно подключить и мышь и клавиатуру.
Как подключить клавиатуру и мышь с Bluetooth интерфейсом
Если вам необходимо подключить беспроводную клавиатуру или мышь, то они у вас, скорее всего, идут со специальным Bluetooth модулем, который вставляется в USB. Необходимо подключить этот модуль к компьютеру, и установить для него драйвер (либо он установится автоматически). После этого вы можете пользоваться устройством.
Подключить беспроводную клавиатуру или мышь можно и через встроенный Bluetooth модуль в компьютере. Для этого нужно просто добиться того, чтобы они увидели друг друга в своём радиополе.
Если после подключения беспородной клавиатуры и мышки они не работают, убедитесь, что в них вставлены аккумуляторы, и они заряжены. Если вы подключаете устройство через встроенный Bluetooth модуль, и оно не работает, то, вероятно, это из-за того, что ранее был установлен драйвер внешнего Bluetooth модуля, который был в комплекте к мышке или клавиатуре. Нужно просто удалить этот драйвер либо применить внешний Bluetooth модуль.
Такое подключение можно реализовать как на стационарном компьютере, так и на переносном.
Ноутбук вещь полезная и удобная, но иногда появляется необходимость или просто хочется дополнительно подключить к нему большой монитор и внешнюю клавиатуру, и даже мышь.
Если на ноутбуке не работает клавиатура или несколько клавиш, то такой вариант поможет вам выйти из положения. О том, как к ноутбуку подключить еще один мы с вами уже говорили, а сегодня рассмотрим несколько вариантов подключения внешней клавиатуры.
Начнем с того, что клавиатура может быть проводная, беспроводная и блютуз. К современному ноутбуку можно подключить любую из них, главное знать, как это сделать.
Как подключить проводную USB -клавиатуру к ноутбуку
Берем проводную USB-клавиатуру, находим на ноутбуке разъем USB и подсоединяем оба устройства.
Есть специальные клавиатуры для ноутбуков. Они обычно более компактные и у них имеются специальные клавиши, как и у клавиатуры на ноутбуке и даже тачпад (встроенная мышка).
Обычно сразу после подключения клавиатуры внизу монитора появляется сообщение о её готовности к работе. Если же ноутбук не нашел к ней драйвер, то вам придется установить его самостоятельно.
Для этого необходимо войти в Панель управления компьютера, найти там Диспетчер устройств, найти в нём пункт Клавиатуры , открыть его, кликнуть по надписи Клавиатура правой кнопкой мыши, и выбрать пункт Обновить драйвер .
После переустановки драйвера перезагрузите ноутбук и наслаждайтесь работой на новой клавиатуре.
Как подключить беспроводную USB -клавиатуру к ноутбуку
Еще удобнее использовать беспроводную USB-клавиатуру. Такой клавиатурой можно управлять компьютером даже на расстоянии, и никакие провода не путаются под руками.
В этом случае вам необходимо вставить в клавиатуру батарейки и подключить в USB-разъем ноутбука маленький радиопередатчик, который поставляется вместе с беспроводной USB-клавиатурой.
Как подключить Bluetooth -клавиатуру к ноутбуку
Есть еще один способ подключения клавиатуры – это подключение по Bluetooth. Тем более, что у всех современных ноутбуков Bluetooth уже встроен и никаких дополнительных устройств уже не надо. Но даже, если в вашем ноутбуке нет такой функции, то сам Bluetooth можно купить и подключить в разъем USB. Выглядит он, как маленькая флешка.
У таких клавиатур имеется специальный включатель, который необходимо включить. Хорошо, если с клавиатурой поставляется диск с драйверами, а если его нет, то установка может оказаться очень проблематичной. И проблем таких может быть много, то операционная система не дает это сделать, то марка ноутбука со своими «тараканами», то драйвера не устанавливаются.
Таких причин может быть очень много, поэтому в этой статье я не буду их рассматривать.
Как подключить проводную PS /2 клавиатуру к ноутбуку
Если у вас имеется старая клавиатура с кабелем и разъемом PS/2, то её тоже можно подключить в USB-разъем ноутбука при помощи специального переходника, который продается в компьютерном магазине. Никаких проблем такое подключение не вызывает.
Компьютер - сложная машина. К ней можно подключить множество дополнительных устройств. Например, мышку или клавиатуру. Это крайне важные составляющие, которые позволяют с комфортом работать с операционной системой. Далее будет рассказано о том, как подключить клавиатуру к компьютеру. На самом деле разобраться в этом не так трудно, как кажется. Но пользователи должны знать о некоторых особенностях процесса, так как не всегда удается без проблем подключить клавиатуру к стационарному компьютеру или ноутбуку. Так на что обратить внимание?
Разные модели
Первый и самый главный момент - это определение типа клавиатуры, которая будет подключаться. На сегодняшний день существует несколько моделей данных устройств. От типа выбранной составляющей будет зависеть то, как подключить клавиатуру к компьютеру.
Можно встретить следующие разъемы подключения у клавиатур:
- PS/2;
- Bluetooth.
Так как действовать в том или ином случае? О каких особенностях подключения должен знать каждый пользователь?
Не всегда возможно
Например, иногда получается так, что ту или иную модель клавиатуры нельзя присоединить к компьютеру. Обычно в таком случае подразумевается разъем PS/2. Почему?
Дело все в том, что соответствующее гнездо для подключения имеется только на стационарных компьютерах. У нетбуков, ноутбуков и ультрабуков отсутствуют подобные разъемы. Поэтому подключить соответствующую клавиатуру не получится. Хотя есть некоторые приемы, способные помочь разрешить ситуацию.
Тем не менее, пользователь должен учитывать, что не всегда и не все модели клавиатур подключаются к компьютерам. Иногда причиной отказа соответствующей составляющей от работы становится несоответствие системным требованиям. На них придется обращать внимание до покупки устройства ввода-вывода.
Подключение старых клавиатур
Как подключить клавиатуру к компьютеру? PS/2, например? Подобные клавиатуры считаются старыми. И поэтому некоторые современные пользователи не знают, как действовать.
Чтобы подключить к компьютеру клавиатуру с разъемом PS/2, нужно:
- Найти на задней панели компьютера разъем PS/2. Он представляет круглое отверстие с 6-ю ножками и замочком.
- Вставить провод клавиатуры в соответствующий разъем.
- Включить компьютер или подождать, пока устройство будет обнаружено операционной системой.
Важно учесть, что разъемы для подключения мышки и клавиатуры моделей PS/2 выглядят одинаково. Единственное их отличие друг от друга - разный цвет гнезд. Поэтому важно правильно подключить устройства ввода. Чаще всего около соответствующего гнезда имеется миниатюра клавиатуры. Осуществлять подключение можно как при включенном, так и при выключенном системном блоке.
Через переходник
Как подключить клавиатуру к компьютеру? PS/2 к USB-разъему тоже можно присоединить, но для этого придется постараться. Многие пользователи не видят в этом никакого смысла. Дело в том, что для успешного воплощения задумки в жизнь, необходимо приобрети специальный переходник. На одном его конце будет гнездо PS/2, на другом - USB. Только так можно проделать задуманное.
Как подключить клавиатуру к компьютеру? Если хочется осуществить подключение модели PS/2 через USB, требуется:
- Купить специальный переходник PS/2-USB.
- Надеть переходник на разъем PS/2.
- Найти на компьютере USB-гнездо и воткнуть клавиатуру с переходником в него.
- Включить или перезагрузить операционную систему.
Ничего трудного или особенного нет. После подключения клавиатуры придется немного подождать. Устройство может начать работу не сразу, а спустя несколько минут. Это нормальное явление. В данный период происходит поиск и установка драйверов клавиатуры. Как только соответствующий софт установится, можно пользоваться устройством ввода.
Через USB
Наиболее популярный и распространенный тип клавиатур - это USB. Именно с подобными устройствами пользователи работают чаще всего. Как подключить клавиатуру к компьютеру? Сделать это не так уж и трудно.
Чтобы воспользоваться подключением через USB, пользователь должен:
- Найти на компьютере или ноутбуке USB-разъем. Это прямоугольное гнездо на панели. Их у каждого компьютера несколько.
- Воткнуть в любой из USB-разъемов шнур подключения устройства.
- Включить или перезагрузить компьютер.
Дальше придется подождать установки драйверов. Если автоматическая установка не произошла, необходимо установить соответствующий софт самостоятельно. Он или скачивается с официального сайта производителя клавиатуры, или прилагается комплектом к подключаемому устройству. Установка драйвера занимает всего несколько минут и напоминает инициализацию обычного приложения для ПК.
Без проводов
А как подключить беспроводную клавиатуру к компьютеру? Данный вопрос интересует многих пользователей. Ведь беспроводные компьютерные составляющие появляются в магазинах все чаще и чаще. Ничего трудного в этом нет. Достаточно просто следовать небольшой инструкции.
Итак, как подключить беспроводную клавиатуру к компьютеру? Для этого пользователь должен:
- Вставить аккумулятор в клавиатуру и перевести состояние устройства в режим "Вкл.".
- В USB-разъем воткнуть специальный USB-приемник.
- Установить драйверы для подключаемого оборудования. Можно осуществить данную затею позже. Диск с софтом прилагается в комплекте с клавиатурой.
- Осуществить синхронизацию устройства с компьютером. Для этого нужно зайти в программу, установленной вместе с драйверами, а затем выбрать в появившемся списке соответствующее оборудование.
Это все. На самом деле подключение не такое уж и трудное. В некоторых случаях достаточно просто вставить аккумулятор или батарейки в клавиатуру, затем включить в USB приемник и перезагрузить компьютер. Но есть еще один вариант развития событий.
Без приемника
Это подключение без приемника. Довольно распространенный способ действий. Как подключить беспроводную клавиатуру к компьютеру без USB-приемника?
Для этого пользователю необходимо:
- Вставить аккумулятор в устройство ввода. Иногда для включения нужны батарейки.
- Перевести устройство в режим "Вкл.".
- Включить на компьютере Bluetooth.
- Найти клавиатуру и синхронизировать ее с машиной.
- Подождать установки драйверов. Иногда нужно самостоятельно поставить на компьютер соответствующие программы.
Теперь понятно, как подключить клавиатуру к компьютеру в том или ином случае. Как видите, справиться с поставленной задачей сможет даже начинающий пользователь.