Принципы устройства и работы мышей

Тема 2 Манипуляторные устройства

КЛАВИАТУРА

Клавиатура является наиболее важным устройством ввода информации

Распространено два типа раскладки клавиатуры: машинописная и Windows.

Машинописная ("неправильная") раскладка, в точности по­вторяет раскладку печатной машинки. (Буква Ё в нижнем правом углу; точка с запятой вынесена на верхний ряд).

Раскладка Windows ("правильная") впервые появилась в операционной сис­теме с одноименным названием. (Буква Ё была перенесена в далекий угол, а на ее место поместили клавишу с часто применяемыми знаками: точкой и запятой).

 

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Клавиатура настольного компьютера представляет собой отдельный конст­руктивный блок. У портативных ПК (ноутбуков) клавиатура входит в состав корпуса, а число клавиш на ней значительно меньше, чем у настольного ПК.

Клавиатура подключается к системному блоку при помощи разъема типа AT, PS/2 или USB. Длина кабеля обычно составляет от 1 до 1,5 м. В последнее время становятся популярными беспроводные клавиатуры, ис­пользующие инфракрасную связь или радиоволны.

Преимущество беспроводной связи: отсутствует привязанность к системному блоку, что позволяет раз­мещать клавиатуру в любом удобном месте. Инфракрасная связь имеет свои преимущества и недостатки. К первым от­носятся большой радиус действия и невысокая цена, ко вторым — необхо­димость прямого визуального контакта с приемником, а также наличие у каждого производителя собственного про­токола передачи, из-за чего все модели беспроводных клавиатур могут работать только с "родными" приемниками.

По технологии изготовления клавиатуры делятся на два типа — механиче­ские и пленочные (мембранные).

Механические клавиатуры традиционно считаются более долговечными, они рассчитаны более чем на 50 млн. нажа­тий. В этих клавиатурах используются достаточно долговечные металлические контакты, размещающиеся на специальной печатной плате. Там же расположен и контроллер. На контактные пло­щадки нанесен слой проводящей резины, а над ними располагаются рези­новые купола. В верхней части купола находится резиновая проводящая шайба. При нажатии на клавишу шайба замыкает площадки, а купол заме­няет ранее использовавшиеся пружины.

Пленочные образцы состоят из трех мембран, сложенных друг на друга. На две крайние мембраны нанесен сложный рисунок, образующий собой кон­тактные площадки. Средняя пленка является слоем диэлектрика с отверстиями напротив площадок. При нажатии на клавишу мембраны продавливаются, и площадки замыкают электрическую цепь.

Клавиатура состоит из набора переключателей, объединенных в матрицу. При на­жатии клавиши процессор, установленный в самой клавиатуре, определяет координаты нажатой клавиши в матрице. Кроме того, процессор клавиатуры определяет продолжи­тельность нажатия и может обработать даже одновременное нажатие нескольких кла­виш. В клавиатуре установлен буфер емкостью 16 байт, в который заносятся данные при слишком быстрых или одновременных нажатиях. Затем эти данные в соответствующей последовательности передаются в систему.

Связь с системным блоком осуществляется через последовательный канал, данные по которому передаются по 11 бит, причем восемь из них собственно данные, а осталь­ные — синхронизирующие и управляющие.

При нажатии клавиши встроенный в клавиатуру процессор (8048 или 6805) определяет координаты замкнутого переключателя в матрице. После этого он передает на системную плату последовательный пакет данных, содержащий скан-код нажатой клавиши.

Это называется кодом активизации (make code). Когда клавиша возвращается в перво­начальное состояние, отправляется код останова (break code), указывающий системной плате на то, что клавиша отпущена. Код останова аналогичен коду активизации плюс 80h. Например, если код активизации для клавиши <A> составляет 1Eh, код останова будет 9Eh. С помощью этих кодов система определяет конкретную нажатую клавишу или комбинацию нескольких одновременно нажатых клавиш.

Существует множество "горячих" клавиш, которые в расширенных клавиатурах и кла­виатурах USB могут использоваться для выполнения как определенных операций (напри­мер, запуска Web-броузера, перевода системы в режим ожидания, регулировки уровня громкости акустической системы), так и функций, определяемых пользователем. Каждая из "горячих" клавиш имеет собственный скан-код. Клавиатуры USB используют специ­альный набор кодов Human Interface Device (HID), преобразованных в скан-коды стан­дарта PS/2

 

МЫШЬ И ДРУГИЕ МАНИПУЛЯТОРЫ

Представляют собой устройства для управления курсором и подачи определенного набора команд. Наиболее удачными ока­зались манипуляторы "мышь" и "трекбол".

 

Принципы устройства и работы мышей

Современные мыши можно подразделить на три категории:

1. Оптико-механическая мышь. Тяжелый металлический шарик, покрытый слоем резины, установленный на дне корпуса, крутится во всех направлениях. При этом он враща­ет два прижатых к нему пластмассовых ролика с взаимно перпендикуляр­ными осями. Соответственно вращению роликов меняется положение кур­сора по осям экрана. По краям роликов закреплены диски с равномерно нанесенными прорезями. По обе­им сторонам каждого диска закреплены соответствующие элементы оптопары (с одной стороны передатчик, с другой — приемник). Когда прорезь на диске совпадает с излучающим окошком передатчика оптопары, инфра­красный луч попадает на линзу приемника и микросхема, расположенная на плате внутри мыши, регистрирует перемещение. Плавность движения курсора у оптико-механических мышей зависит от количества отверстий во вращающихся дисках, обычное количество составляет 35—40 отверстий. Перемещение корпуса мыши измеряется в шагах, равных минимальному смешению, которое способны зарегистрировать датчики манипулятора.

Микросхема, установленная на плате манипулятора, принимает данные о количестве шагов, анализирует и отправляет их в виде электрических им­пульсов в компьютер для дальнейшей обработки, который обрабатывает драйвер мыши

2. Оптическая мышь. Оптический сенсор "фотографирует" поверхность коврика с определенной частотой и затем определяет направление движе­ния мыши, сравнивая полученные "кадры" между собой.

3. Беспроводная мышь. Для связи с компьютером используются два вида излучения:

- ПК-связь — манипулятор "общается" с компьютером при помощи инфра­красных лучей (принцип работы очень похож на пульт дистанционного управления телевизором). Радиус их действия 1,5—2 метра.

- Радиосвязь — манипулятор "общается" с компьютером при помощи ра­диоволн. Радиус действия до 3—4 метров.

Все беспроводные мыши имеют автономное питание (два элемента АА). В последнее время все чаще в комплект входят подзаряжаемые аккумулято­ры, а приемник, подключаемый к системному блоку, содержит в своей кон­струкции зарядное устройство. Это позволяет обойтись без частой смены батареек и без отдельного зарядного устройства.

Некоторые разработчики время от времени предлагают какие-нибудь ново­введения в конструкцию мыши. В 1996 году компания Microsoft предложила мышь Microsoft Intellimouse с колесом прокрутки тек­ста в окне. Колесо прокрутки обычно располага­ется между двумя кнопками и в последнее время все чаще заменяет собой третью кнопку.

Особенностью некоторых моделей является технология Immersion, основан­ная на вибрационной отдаче, что позволяет пользователю чувствовать, как курсор "натыкается" на окна, кнопки или пиктограммы.

TRACKBALL, TOUCHPAD

Отдельной разновидностью компьютерных мышей можно считать устройст­ва, которые называются трекбол (от англ. trackball). Принцип работы этого устройства схож с механической мышью, только шарик "смотрит" вверх. Корпус этого устройства неподвижно располагается на столе, а шарик, перемещающий курсор, крутится пальцами. Единственное отличие трекбола от механической мыши — значительно больший размер шарика.

В портативных компьютерах (ноутбуках) применяется еще две разновидно­сти устройств позволяющих управлять курсором, — "трекпоинт" (от англ. trackpoint) и "тачпад" (от англ. touchpad). Первое устройство представляет собой небольшой резиновый рычаг на клавиатуре между клавишами <G>, <Н> и <В>. Под рычагом расположены датчики давления, которые фикси­руют и передают компьютеру сигналы управления курсором.

Второе устройство (термин "touchpad" переводится как "сенсорная панель") представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к нажа­тию пальцев или ладони. Нажав пальцем на поверхность и передвигая его, пользователь может передвигать курсор точно так же, как и обыкновенной мышью. Для выбора какого-нибудь пункта меню можно нажать на кнопку, расположенную рядом с панелью, а можно нажать на саму поверхность па­нели.

Еще одной разновидностью мышей является джойстик (Joystick). Все джойстики предназначены исключительно для игровых программ и делятся на два типа: цифровые и аналоговые. Первый вариант, имеет значительный недостаток: дискретность цифровых джойстиков не позволяет быстро и точно переместить курсор.

Геймпады

Игровые планшеты, или как их чаще называют, геймпады (gamepad), пришли в мир компьютерных аксессуаров из «родственной» сферы игровых телевизионных. «Классический» геймпад представляет собой компактный блок с размещенными на нем кнопками. В современных моделях геймпадов широко распространен мини-джойстик — небольшой четырехпозиционный качающийся указатель, которым можно легко управлять одним пальцем.

На некоторых моделях геймпадов устанавливаются плоские многопозиционные указатели. Функционально они схожи с мини-джойстиками, но при этом выполнены в виде плоской качающейся клавиши, позволяющей в зависимости от конструкции воспринимать нажатия в четырех или восьми направлениях.

Классические джойстики

Джойстики классической конструкции (выполненные в виде вертикального рычага) были первым массовым видом компьютерных игровых манипуляторов.

Со времени появления джойстики прошли несколько этапов эволюции, и сегодня в продаже можно встретить как довольно простые, так и весьма изощренные конструкции, оснащенные механизмами обратной тактильной связи и рукоятками самых причудливых форм.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: