Компоненты клавиатуры. Клавиатура

В большинстве компьютерных систем клавиатура яв­ляется панелью управления, через которую оператор вводит данные и указывает компьютеру, что с ними делать. В основной массе компьютеров клавиатура, снабженная буквами и цифрами, напоминает печат­ную машинку.

Когда вы нажимаете на клавишу пе­чатной машинки, символ - к примеру, буква «А» -ударяет в чернильную ленту, и буква отпечатывается на бумаге. Клавиатура компьютера сложнее и много­граннее; одна и та же клавиша может соответство­вать нескольким символам и командам. Клавиша просто запускает электронный сигнал.

Под клавишами большинства клавиатур находят­ся два набора проводков - горизонтальных и верти­кальных. Когда компьютер включен, микропроцес­сор клавиатуры посылает электрические импульсы по вертикальным проводкам в поисках сигнала. Ког­да на клавишу нажимают, проводки под ней сопри­касаются, замыкая электрическую цепь. Это указывает микропроцессору на то, что клавиша была на­жата; микропроцессор проверяет горизонтальные проводки, чтобы выяснить местонахождение клави­ши, и посылает информацию в компьютер.

Сигнал компьютеру. Контакт двух проводков под клави­шей замыкает электрическую цепь, посылая сигнал назад в микропро­цессор (фиолетовый цвет). Микропроцессор знает, какая клавиша нажата, потому что каждая клавиша активизирует только одну пару проводков. В нашем случае клавиша обозначает букву «А», и микропроцессор генерирует ее цифровой код: 10100001.

Сложное устройство. Когда клавиша нажата, пересекающиеся под ней проводки посылают сигнал в микропроцессор клавиатуры. Микропроцессор регистрирует сигнал и ожидает следующего; в это время освобожденная клавиша возвращается на место при помощи пружины.

Пуск и сканирование. Когда компью­тер выключен, микропроцессор клавиатуры (фиолетовый цвет) посылает электрические импульсы (маленькие розовые стрелки) по вертикальным проводкам (черный цвет), расположенным под клавишами (зеленый цвет). Он сканирует слева направо (большая красная стрелка) со скоростью 1000 раз в сек.

Клавиша нажата. Нажатие клавиши (слева) заставляет соприкоснуться вертикальные и горизонтальные проводки, по которым рассылаются сканирующие сигналы.

Организация и использование клавиатуры

В большинстве компьютеров клавиши организованы в QWERTY (справа). Это название происходит от букв, расположенных слева в первом ряду клавиатуры. Компоновка букв QWERTY была специально разработана у первых машин для замедления темпа быстро печатающих людей, чтобы в их машинах не создава­лись пробки. В клавиатуре компьютера имеется четыре вида клавиш. Клавиши данных вводят буквы, цифры и знаки препинания; клавиши шифтов произво­дят заглавные буквы; контрольные клавиши курсора передвигают курсор по экрану; функциональные клавиши позволяют оператору запускать общие команды всего одним нажатием клавиши.

Систему клавиатурного ввода в компьютере составляют:

• панель клавиш;
• световые индикаторы;
• внутренний контроллер;
• передающий канал;
• контроллер клавиатуры.

Нажатие клавиши на клавиатурной панели вызывает замыкание строки и столбца матрицы контактов. Их номера передаются во внутренний контроллер, где формируется скан-код нажатой клавиши, который по интерфейсному каналу передается на контроллер клавиатуры. При этом формируется и передается на процессор сигнал прерывания, который "извещает" компьютерную систему о том, что нажата клавиша, следовательно, надо обработать это событие.

Клавиши клавиатуры делятся на две группы:

• командные клавиши - предназначены для подачи кодов управляющих сигналов и включения специальных режимов ввода;
• буквенно-цифровые клавиши - предназначены для ввода буквенно-цифровых символов в компьютер.

В середине 19 века, когда компьютеров еще не было и в помине, была изобретена пишущая машинка. Первые пишущие машинки были несовершенны, и при быстром наборе происходило залипание рычагов. Чтобы как-то "разрулить" ситуацию была придумана специальная раскладка, получившая название QWERTY (по названию букв третьего буквенного ряда начиная слева). Суть этой раскладки заключалась в том, что наиболее часто встречающиеся буквы были поставлены "слабым" пальцам - мизинцам (по краям клавиатуры), а наиболее редко встречающиеся буквы - размещались в центре клавиатуры (в области указательных пальцев). Здесь идет речь о, так называемом, слепом десятипальцевом методе печати на клавиатуре.

Потом качество пишущих машинок заметно улучшилось, потом появились компьютеры, но привычка сильная штука - раскладка QWERTY так и осталась до наших дней. Справедливости ради следует сказать, что позже была разработана альтернативная раскладка Дворака , которая постепенно вытесняет стандартную QWERTY, но тотального распространения не получила.

В отличие от латиницы кириллическая раскладка была разработана сразу в эргономическом режиме (когда часто встречающиеся буквы расположены в центре клавиатуры) и используется по сей день практически в неизменном виде.

Как мы уже говорили выше, во время нажатия клавиши формируется скан-код и передается на контроллер клавиатуры. Контроллер использует установленную систему кодировок и в соответствии с ней распознает нажатую клавишу. Если нажата командная клавиша, то подается соответствующий управляющий сигнал в систему. Если нажата буквенно-цифровая клавиша, то из ПЗУ видеоконтроллера выбирается соответствующий код знакогенерации для отображения на экране монитора.

При разработке компьютера IBM применила 8-битное кодирование для ввода информации с клавиатуры - т.е., всего 256 возможных кодов. Каждому коду был присвоен свой графический образ. В основу лег набор символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange), который был дополнен символами, которые IBM сочла нужными. Часть символов можно вводить непосредственным нажатием клавиш, часть - комбинацией клавиш.

Для адаптации кодовой таблицы под кириллицу была произведена "русификация" системы ввода. Для этого на соответствующих клавишах были нанесены русские буквы, и в систему знакогенерации контроллера внесены соответствующие изменения.

Клавиатура (keyboard) – пожалуй, основное устройство, с помощью которого информация вводится в .

Большинство современных клавиатур – мембранного типа.

Мембрана – это «бутерброд» из трех пластин тонкого и гибкого пластика.

На крайние из них нанесены токопроводящие дорожки и контактные площадки («пятачки»). Средний слой – без дорожек и «пятачков», но с отверстиями в районе контактных площадок.

В исходном состоянии, когда ни одна клавиша не нажата, «пятачки» не соприкасаются, так как между ними находится изоляционная пластина.

При нажатии на клавишу верхняя пластина под ней прогибается, контактные дорожки соприкасаются. При этом в компьютер поступает так называемый скан-код нажатой клавиши (информационная последовательность битов).

По существу, мембрана представляет собой больше сотни двухполюсных переключателей .

Можно было бы просто ввести все их выводы в управляющий контроллер. Но тогда он должен будет иметь очень много выводов. Поэтому поступают другим способом.

Все контактные пары организованы в виде матрицы со строками и столбцами. Каждый переключатель находится в узле матрицы, на пересечении строки и столбца. При его замыкании контроллер отслеживает изменение сигнала в конкретной строке и конкретном столбце. Таким образом, каждый символ на клавиатуре вызывает срабатывание только в «своем» узле матрицы.

Раньше, на старых клавиатурах, переключатели были механическими, в виде кнопок без фиксации.

При износе или неисправности можно было по отдельности заменять их. Это было удобно. Такие устройства имели очень большой ресурс.

Сигналы со строк и столбцов заводятся в контроллер, и в этом случае — при матричном способе — требуется гораздо меньше выводов.

Существует такая вещь, как дребезг контактов. При нажатии на контакт он замыкается и размыкается несколько раз с определенной частотой в течение некоторого времени. Для борьбы с этим явлением используются программные способы.

В частности, каждый узел матрицы опрашивается контроллером дважды с определенным временным интервалом. Если значения сигналов при обоих опросах совпали – делается вывод о срабатывании переключателя. Если не совпали – делается вывод о ложном срабатывании (т.е. что срабатывания не было).

Алгоритмы опроса «прошиты» в управляющем контроллере. Раньше он имел вид 40-выводной довольно большой микросхемы. Теперь чаще всего это бескорпусная микросхемка , залитая капелькой черного компаунда.

Контроллер управляет и светодиодными индикаторами клавиатуры.

Часто встречающиеся неисправности клавиатур

Контактные площадки (и дорожки) покрыты тонким слоем серебра, которое со временем может окислиться. Контактное сопротивление при этом возрастет. Это может вызвать неустойчивое срабатывание некоторых клавиш.

Помочь этому горю просто – надо разобрать клавиатуру (выкрутив шурупы снизу) и достать мембрану. После этого надо осторожно очистить контактные площадки ученической стирательной резинкой.

При этом окислы серебра удаляются, и контактная площадка делается более светлой.

Если устойчиво не срабатывают несколько клавиш, то причина может быть в другом. Могут появиться микротрещины в конкретной токопроводящей дорожке, соединяющей несколько «пятачков». В этом случае мембрану нужно заменить .

Но мембрана отдельно не продается, можно лишь использовать мембрану от другого устройства. Впрочем, современные клавиатуры в большинстве своем стоят недорого, и заменить ее (клавиатуру) не составит труда. Естественно, речь не идет о клавиатурах premium класса, которые стоят существенно дороже, но которые очень качественны и надежны.

Контакт может нарушиться и в другом месте – в печатном разъеме платы, на которой расположены бескорпусная микросхема и светодиоды.

Для очистки контактов, как на плате, так и на мембране, можно использовать ту же ученическую резинку. Иногда выходит из строя сама микросхема. В этом случае клавиатура подлежит замене .

Встречается еще один вид неисправности – обрыв жил кабеля. Чаще всего это происходит в месте входа кабеля в корпус клавиатуры. Это легко выявить с помощью «прозвонки» кабеля тестером.

Если выявлен обрыв жил, следует отрезать кусок кабеля дальше места обрыва (ближе к разъему). Затем надо припаять оставшийся кусок с разъемом к контактным площадкам платы, соблюдая цветовую маркировку проводов. Чаще всего такое происходит с дешевыми клавиатурами, у которых тонкие кабеля (производители экономят и на этом).

Микросхема может выйти из строя в клавиатуре с интерфейсом PS/2, которую переключили «на ходу».

И хорошо еще, если выйдет из строя только она. В худших случаях может выйти из строя контроллер интерфейса на материнской плате.

Косвенным признаком выхода из строя микросхемы клавиатуры служит тусклое свечение или мигание отдельных или всех индикаторов (светодиодов).

Напоминаем , что клавиатуру PS/2 можно переключать только в выключенном состоянии ! При этом вилка кабеля питающей сети 220 В должна быть вынута из розетки. Или выключатель на блоке питания (если он есть) должен быть выключен.

Напоминаем также, что если вилка кабеля вставлена в сеть (и выключатель на блоке питания включен), то в блоке питания работает источник дежурного напряжения + 5В. Он питает часть компонентов материнской платы и клавиатуру. Это объясняет факт свечения индикаторов клавиатуры, когда компьютер не включен.

Однако не все так плохо – ведь можно использовать устройство с интерфейсом USB. USB разъем специально сконструирован так, что его можно переключать независимо от того, включено устройство и компьютер или нет. Это очень хорошая новость для забывчивых пользователей.

Техническое обслуживание клавиатуры

Клавиатуру необходимо время от времени чистить. В углублениях между клавишами оседает пыль. Некоторые пользователи принимают пищу вблизи компьютера. Чего только не бывает в клавиатурах! Хлебные крошки, осколки чипсов, скрепки, волосы, остриженные ногти…

Чтобы избавиться от этого «добра», надо взять клавиатуру (отсоединив предварительно ее от компьютера), перевернуть ее клавишами вниз, и, держа на весу, слегка постучать по ней сверху. «Добро» посыплется вниз.

Далее, слегка потрусив клавиатурой из стороны в сторону, следует убедиться, что в ней нет скрепок. Если скрепки есть, то они будут стучать о стенки, и клавиатуру, скорее всего, придется разбирать. Пыль с верхней части клавиатуры можно удалить жесткой щеткой.

Загрязнения с клавиш можно удалить с помощью нейтрального моющего средства (например, для мытья посуды, несколько капель на стакан воды). Или можно использовать медицинский спирт для инъекций. Растворители использовать нельзя — они растворяют пластмассу. И грязь не очистишь, и внешний вид ухудшится.

Устранение простых неисправностей

В дешевых клавиатурах иногда начинают заедать клавиши – те, которые нажимают чаще всего (например «Enter»). Это происходит вследствие выработки направляющих и выступов в клавише и верхней крышке клавиатуры.

Они трутся друг о друга и изнашиваются. К тому же, там могут появиться заусенцы. Если нажимать на клавишу не строго вертикально, а под некоторым углом (что чаще всего и бывает), она будет «затирать» и заедать. Чтобы этого не было, нужно смазать изношенные трущиеся части капелькой силиконового масла .

Иногда по клавиатурам бьют слишком сильно. Это бывает в процессе игры, когда монстры обступили со всех сторон.

Со временем направляющая в верхней крышке (это опять же относится к дешевым клавиатурам) может растрескаться, и клавиша будет выпадать из гнезда.

И в этом случае можно помочь. На выступ с направляющими нужно надеть проволочный бандаж. Он должен сидеть достаточно плотно, чтобы не соскакивать при работе. Можно даже вплавить его в верхнюю крышку нагретым паяльником.

Надписи на клавишах дешевых клавиатур стираются достаточно быстро. Это не относится к изделиям среднего и высокого класса. На качественных клавиатурах надписи на клавишах уже защищены специальным покрытием. Чтобы защитить знаки на недорогой клавиатуре, можно нанести на верхние площадки клавиш тонкий слой прозрачного лака .

Существуют специальные стикеры на клейкой основе – в виде прозрачных квадратных кусочков пластиковой пленки с изображением знаков шрифта. Но они, как правило, не очень долговечные, и надписи стираются достаточно быстро.

Как быстро собрать и разобрать клавиатуру

Чтобы долго не возиться с разборкой и сборкой клавиатуры, необходимо поступать следующим образом. Надо положить устройство клавишами вниз , подложив под короткие стороны деревянные бруски или что-нибудь подходящее — с тем, чтобы клавиши не были в нажатом состоянии. При этом упругие прокладки под клавишами будут оставаться в своих углублениях и не выскочат .

После этого надо открутить все винты на нижней крышке и снять ее. Затем нужно аккуратно снять мембрану и проделать с ней необходимые манипуляции (если нужно). Некоторые упругие прокладки могут приклеиться с ней, следует аккуратно поместить их в соответствующие углубления.

Затем уже можно извлечь плату с контроллером и светодиодами. При сборке следует проследить за тем, чтобы все прокладки находились на своих местах . «Большие» клавиши (такие как «Enter», «Shift» или «пробел») могут иметь 2-3 углубления, но одну прокладку. И это может сбить с толку. При разборке проследите, сколько там было прокладок, чтобы потом не пришлось искать якобы отсутствующие.

Пожалуй, на сегодня все. Теперь вы, уважаемые читатели, знаете — как помочь своей клавиатуре. Надеюсь, информация была вам полезной. В следующей статье мы ознакомимся с тем, .

Понравилось? Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить интересную статью.

С Вами был Vsbot. До новых встреч!

Мы с вами уже научились. Теперь пришло время изучить клавиатуру. Для того, чтобы написать письмо, или запрос в поисковой системе интернета, без клавиатуры нам никак не обойтись. К тому же, если у вас не работает мышь, то можно использовать клавиатуру. Достаточно знать несколько простых команд. Настоящие программисты и хакеры вообще не работают мышкой. Для них главный инструмент – клавиатура. Возможно, вы тоже когда-то будете так работать, а пока мы с вами изучим основы работы на клавиатуре.

Расположение клавиш

Всю клавиатуру, в зависимости от функций, можно визуально разбить на несколько групп:

• Функциональные клавиши (F1-F12) — используются для выполнения специальных задач. Если повторно нажать на ту же клавишу, то действие отменяется. Клавиша F1 — вызывает справку той программы, в которой вы находитесь в данный момент;
• Алфавитно-цифровые – это клавиши с буквами, цифрами, знаками препинания и символами.
• Управляющие клавиши — К ним относятся клавиши HOME, END, PAGE UP, PAGE DOWN, DELETE и INSERT .
• Клавиши управления курсором – используются для перемещения курсора по документам, веб-страницам, редактирования текста и т.п. Клавиши управления (модификаторы) (Ctrl, Alt, Caps Lock, Win, Fn ) – используются в различных комбинациях и по отдельности.
• Цифровые клавиши – для быстрого ввода чисел.
• Клавиши редактирования – Backspace, Delete .

Раскладки клавиатур могут немного отличаться. Часто на современных клавиатурах есть еще мультимедийные клавиши. Такие, как включение/отключение звука, регулятор громкости, переход в почтовый ящик и т.д.

Назначение клавиш клавиатуры

Каждая клавиша выполняет определенное действие:

• Клавиша «пробел» - самая длинная клавиша на клавиатуре. Находится в самом низу по середине. Помимо своей основной функции, делать
  пробел между словами, она ещё и удаляет «выделенный» объект.
• Esc - отменяет последнее действие (закрывает ненужные окна).
• Print Screen -делает «снимок» экрана. Этот снимок экрана можно вставить в Word или Paint. Такая фотография экрана называется «скриншот». А так же эта клавиша выводит на печать содержимое экрана.
• Scroll Lock - служит, для прокрутки информации вверх-вниз, но не на всех компьютерах эта кнопка работает.
• Pause/Break -приостанавливает действующий компьютерный процесс, но тоже – работает не на всех компьютерах.
• Insert - служит для того, чтобы печатать текст поверх уже напечатанного. Если нажмете на эту клавишу, то новый текст будет печататься стирая старый. Чтобы отменить это действие, необходимо снова нажать на клавишу Insert.
• Delete (на клавиатуре часто обозначена сокращенно Del )- удаление. Удаляет знаки, находящиеся с правой стороны мигающего курсора. Удаляет «выделенные» объекты (строки текста, папки, файлы).
• Home - переход на начало заполненной строки.
• End - переход на конец заполненной строки.
• Page Up - перелистывает страницу вперёд.
• Page Down - перелистывает страницу назад.
• Backspase - удаляет знаки, находящиеся слева от мигающего курсора во время печатания текста. И возвращает на предыдущую страницу в браузерах и в окнах «Проводника», заменяя стрелочку «назад», в верхнем левом углу.
• Tab - табуляция фиксирует курсор в определённом месте строки.
• Caps Lock - переключатель заглавных и прописных букв.
• Shift - кратковременное нажатие этой клавиши – даёт заглавную букву. Для того, чтобы напечатать заглавную, надо сначала нажать клавишу Shift и удерживая её нажать нужную букву. Клавишу Shift можно нажимать и справа, и слева, как вам удобнее.
• Alt - чтобы перейти на противоположный язык (с английского на русский и наоборот) – надо нажать клавишу Alt и не отпуская её клавишу Shift. Нажатие и удержание клавиши AltGr (правый Alt) используется для перехода на второй уровень клавиатуры.
• Ctrl - справа и слева. Открывает дополнительные возможности программ.
• Nut Look – включает дополнительную цифровую клавиатуру.
• Enter - клавиша ввода информации, подтверждает команду «да», или переход на следующую строку.
  Клавиши управления курсором - (вверх), (вниз), (вправо),
  (влево). С помощью этих стрелок можно передвигаться не только по тексту, который вы печатаете, но и по открытым страницам сайтов и программ.

«Горячие» клавиши

Вы наверняка слышали такое выражение. «Горячими » они называются потому, что при нажатии на комбинацию этих клавиш можно быстро вызвать какую-то программу или меню.

У каждой программы есть свой набор таких клавиш. Заучивать их не надо. Если вы постоянно работаете в какой-то программе, то тогда есть смысл их запоминать. Постепенно мы с вами многие из этих комбинаций изучим.

Во многих окнах программ, при открытии любого меню, напротив той или иной команды указываются сочетания клавиш для вызова этой же команды.

Сочетания клавиш

Обычно такие комбинации обозначаются со знаком + (плюс ). Например, Win + E . Это значит, что сначала вы должны нажать клавишу Win , а потом клавишу Е .

Буквы имеются в виду латинские, независимо от того какая раскладка у вас стоит в данный момент.

Самые необходимые действия на клавиатуре

• Для того, чтобы переключиться на другой язык , необходимо нажать одновременно клавишу Shift + Alt или Shift + Ctrl .
• Для того, чтобы напечатать большую (заглавную) букву , необходимо удерживать клавишу Shift и нажать на нужную букву.
• Чтобы весь текст печатать только большими буквами, нажмите клавишу Caps Lock и отпустите. А чтобы опять перейти на маленькие буквы, нажмите эту клавишу еще раз.
• Для того, чтобы напечатать запятую, необходимо нажать клавишу Shift и клавишу с запятой. Они обычно находятся рядом, справа.
• Точка в английской раскладке находится рядом, слева от точки русской раскладки.
• Чтобы быстро вызвать меню Пуск , можно нажать клавишу Win . На ней обычно нарисован значок окошка (логотип Windows).
• Клавиша Fn предназначена для ноутбука. Если нажать ее и любую из клавиш F 1- F 10 , то можно включить или отключить дополнительные функции. Обычно на клавишах F 1- F 10 нарисован маленький значок, который показывает, что именно эта клавиша делает.

Пока этих знаний о клавиатуре для вас достаточно. Найдите каждую клавишу на своей клавиатуре и попробуйте ее в действии.

Затем операционная система проверяет и анализирует полученные данные на содержание команд операционной системы. Если такие команды присутствуют, компьютер выполняет их. Если же нет, то отправляет информацию в запущенное приложение.

У клавиатуры имеется свой буфер - чтобы сохранять скан-коды нажатых клавиш. Благодаря буферу процессор может обрабатывать сочетания нескольких одновременно нажатых кнопок.

Современная клавиатура понимает одновременное нажатия двух клавиш с любой комбинацией кнопок-модификаторов наподобие Shift. Однако существуют продвинутые клавиатуры, способные регистрировать до шести одновременных нажатий, а некоторые из них и вовсе выдают себя за три-четыре клавиатуры. В этом случае количество нажатых клавиш, соответственно, увеличивается до 18 или 24.


Существуют также и емкостные клавиатуры, которые реагируют не на замыкание цепи, а на изменение емкости и поэтому срабатывают при неполном нажатии. В этом случае ток проходит по цепи непрерывно, а матрица регистрирует все его изменения, вызываемые перемещением клавиш-проводников ближе к цепи. Это изменение затем сравнивается с таблицей символов, и определяется расположение нажатой клавиши.

Говоря про клавиатуру, нельзя не упомянуть и эффект антидребезг. При нажатии-отпускании клавиши выключатель некоторое время замыкается-размыкается. Хотя дребезг длится сотые доли секунды, этого достаточно, чтобы компьютер зарегистрировал несколько нажатий.


Технологии антидребезга обычно встраиваются в клавиатурный контроллер - после того как клавиша нажата, она не опрашивается некоторое время, заведомо превышающее длительность переходных процессов. На первых клавиатурах время антидребезга было настолько большим, что мешало быстро печатать.