电脑键盘

电脑按键盘是一种xxx输入设备，以打字机键盘为蓝本，使用许多手指可按的按钮或按键，充当机械xxx或电子开关，来操作和控制它。 取代早期的穿孔卡和穿孔带技术，电传打字机 电脑键盘的交互成为 20 世纪 70 年代以来计算机的主要输入方式，80 年代以来计算机鼠标为辅。 电脑按键盘的按键上通常刻有或印有一组字符，每次击键通常对应一个书写符号。 然而，有些符号需要同时或依次按下多个键，而大多数键会产生字符（字母、数字或符号），其他键（如 Escape 键）可以提示计算机执行系统命令。 在现代计算机中，按键的解释通常留给软件：发送到计算机的信息，扫描代码，只是告诉它按下或释放了哪个物理键。 今天大多数电脑键盘是电子电脑键盘。 但也有其他功能原理，如机械或气动电脑键盘。 计算机键盘用于范围广泛的技术设备，包括计算机、遥控器、电话和手机。 通常，电脑键盘用作文本输入界面，用于将文本、数字和符号输入应用软件，例如文字处理器、网络浏览器或社交媒体应用程序。

与打字机键盘相比，计算机键盘具有更多用于操作计算机及其xxx设备的按键。 计算机键盘有时具有不同的键分配和标签。 没有固定的排列，每个系统架构在这里都有一定的独立性，特别是笔记本由于空间问题还有进一步的差异。与打字机键盘的主要区别是更短的行程距离（从手指触摸到停止的距离) 以及按下按钮时的低能耗。 这也使得感觉不同。 有些电脑键盘是背光的，这样即使在黑暗中也能看到按键。

原则上，将每个单独的按钮直接连接到电脑按键盘控制器是没有意义的，因为这需要控制器上的大量连接和相应的接线工作。 取而代之的是，各个按键排列在行线和列线的电气矩阵中。 当按下一个键时，特定的行与特定的列电连接。 微控制器评估此连接并将此信息发送到计算机 - 在当今占主导地位的 IBM PC 架构中（也在 Apple Macintosh 中）作为所谓的密钥code（英文扫码）。 这意味着，例如，最多可以在 24 行的 16×8 矩阵中实现 128 个键。

这一功能原理几乎普遍适用于所有具有多个按钮的现代输入设备。 在一些较旧的架构中，计算机的主处理器本身接管了电脑键盘查询，例如 Commodore PET 2001、Commodore 64、Atari 800 和 Sharp MZ-700。

例如，电脑键盘矩阵由 13 列和 8 行（104 个键）组成。 首先，xxx列的输出被激活（由于负逻辑而被拉至低电压），然后检查该低电压是否出现在行的八个输入中的一个或多个上。 然后xxx列的输出再次停用（切换到高阻抗），第二列的输出被激活，依此类推。 在最后一列之后，可能在暂停之后，您再次从xxx列开始。 这个过程不断重复，每秒最少几十次，称为“扫描”。 当按下某个键时，对于特定的活动列，将识别到该行的连接。 电脑按键盘处理器根据列矩阵和行矩阵内的坐标确定一个键号，然后将其转换为键位代码，即扫描码。 这被传输到计算机。 使用哪种（国家）键盘布局并不重要； 对于标准键盘，扫描码仅指示按下的键的位置，与外部布置、操作系统的语言选择或键的标签无关。

有关各种扫描码的更多详细信息，是当今Windows PC电脑按键盘专用的，电脑按键盘控制代码可以在扫码或电脑按键盘配置下找到。

一般来说，无论是电子乐器的电脑按键盘，还是电脑的电脑按键盘，都可能会出现同时按下多个按键的情况。 根据电脑按键盘的设计，在最坏的情况下，它可以正确识别最多两个同时击键（2 键翻转）或在xxx的情况下全部（n 键翻转）。

根据矩阵中按键的排列情况，如果同时按下三个或更多按键，可能会出现错误识别。 实际未按下的键可能被识别为活动的。 这种效果称为幻键。

以两行（A、B）三列（1、2、3）的6键电脑键盘盘为例进行说明。 如果同时按下 u = A1、y = B2 和 v = A2，则电脑按键盘控制器无法区分是仅按下 v 或 x 还是同时按下两者。 如果在扫描期间激活了 A 行，则控制器会正确识别对应于 u 和 v 的列 1 和 2。 但是，当 B 行变为活动状态时，控制器正确地将第 2 列识别为 y，并错误地将第 1 列识别为 x，因为 y、v 和 u（从 B 行到第 2 列，到 A 行，到第 1 列）连接到第 1 列. 相反，同时驱动 w = A3 或 z = B3 与 u 和 y 不是问题，肯定会被识别。 通常，当按下矩阵中矩形的三个角时，会出现这种效果。

一个常见的对策是以这样一种方式排列键矩阵，使得这些模式不会出现在通常的键组合中。 这利用了这样一个事实，例如，同时按下多个字符键的情况非常罕见，而“字符和 shift 键”的组合很常见。 此外，一些电脑键盘对它们识别为同时按下的键数有限制，例如只有两个键（2 键翻转）。

对（可能的）幻键的检测更加智能。 由于一个人不太可能一个接一个地快速按下几个键，以至于电脑按键盘控制器无法再识别它们被按下的顺序，因此有可能识别出同时处于活动状态的其他键直到出现导致幻影的组合 -Key 可能包含。 在上面的示例中，这将导致 u 首先被识别为活动的，然后是 y。此处不能出现幻影键，因此两个键都被接受。 如果添加了 v，则会创建幻影键效果，并且电脑按键盘控制器会忽略 v 和 x 键。

出于成本原因，只有在特殊应用中才能找到为每个键提供二极管的选项，这样电流只能从行流到列，反之亦然（真正的 n 键翻转）。 然而，根据键盘的技术，这并不总是可行的，并且总是与更高的生产成本相关联。 一个折衷的解决方案是在某些按钮上寻找更便宜的按钮布局和二极管的组合。

当按下或释放一个键时，电脑按键盘控制器会向 PC 发送一个代码，从而触发中断。 中断处理程序评估每个键的扫描码，确定哪些修改键也处于活动状态，并将结果存储在电脑中键盘缓冲区。 操作系统或活动应用程序通过软件中断处理此缓冲区，现在将扫描代码与字符（键码）（例如数字、字母或标点符号等）或动作（例如结束程序）链接起来。 这意味着电脑键盘只提供按键数字，不提供ASCII字符，这种联系只发生在PC操作系统或用户程序的软件中。

电脑按键盘和计算机之间的通信是通过串行接口进行的，因此只需要几根电缆和一个紧凑型连接器。

PS/2接口的前身是PC/XT电脑按键盘接口，功能上与之相关，但只允许电脑按键盘向电脑传输数据。 使用 AT-电脑按键盘，界面变为双向，以便能够通过 LED 显示某些状态，例如数字锁定、大写锁定和滚动锁定。

五针 DIN 连接器用于 PC/XT 和 AT 接口，随着 IBM PS/2 计算机系列的推出，它被六针迷你 DIN 连接器（“PS/2 连接器”）所取代。 在电气方面，AT 接口和 PS/2 是相同的，但协议已扩展到 PS/2 电脑键盘。