แป้นพิมพ์เชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซ แป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์

หนังสือเล่มนี้อุทิศให้กับอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสมัยใหม่และอุปกรณ์รอบข้าง มันกล่าวถึงในรายละเอียดสากล อินเทอร์เฟซภายนอกอินเทอร์เฟซพิเศษ อุปกรณ์ต่อพ่วง, อินเทอร์เฟซสำหรับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล, หน่วยความจำอิเล็กทรอนิกส์, บัสขยาย, อินเทอร์เฟซเสียงและวิดีโอ, อินเทอร์เฟซไร้สาย, อินเทอร์เฟซการสื่อสาร, อินเทอร์เฟซซีเรียลเสริม ข้อมูลเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซประกอบด้วยองค์ประกอบ คำอธิบายของสัญญาณและตำแหน่งของสัญญาณบนตัวเชื่อมต่อ ไดอะแกรมเวลา รีจิสเตอร์โมเดลของอะแดปเตอร์อินเทอร์เฟซ วิธีใช้งานในอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นเอง หนังสือเล่มนี้ส่งถึงผู้เชี่ยวชาญหลากหลายที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของพีซี ตลอดจนผู้พัฒนาฮาร์ดแวร์สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์และการสนับสนุนซอฟต์แวร์

หนังสือ:

ในการเชื่อมต่อแป้นพิมพ์ อินเทอร์เฟซสองทิศทางแบบซิงโครนัสแบบอนุกรมมีจุดมุ่งหมายซึ่งประกอบด้วยสัญญาณบังคับสองสัญญาณ KB-Data และ KB-Clock เส้นทั้งสองบนแผงระบบถูกดึงขึ้นโดยตัวต้านทานไปยังราง +5V ทั้งสองด้านของอินเทอร์เฟซสัญญาณเอาต์พุตระดับต่ำจะถูกสร้างขึ้นโดยเอาต์พุตขององค์ประกอบ open-collector (เดรน) และสถานะของเส้น สามารถอ่านได้ผ่านสายอินพุตของตัวควบคุม ประเภทของตัวเชื่อมต่อ (จากแผงด้านหลัง) และการกำหนดผู้ติดต่อจะแสดงในรูปที่ 8.1. โครงสร้าง สามารถเลือกตัวเชื่อมต่อได้สองแบบ - ซ็อกเก็ต DIN 5 พินปกติ (แป้นพิมพ์ AT) หรือซ็อกเก็ต mini-DIN ขนาดเล็ก (PS / 2) แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแป้นพิมพ์ +5 V จ่ายให้กับขั้วต่อเดียวกันผ่านฟิวส์

ข้าว. 8.1. ตัวเชื่อมต่อ (ดูจากด้านข้างของหน้าสัมผัส) สำหรับเชื่อมต่อแป้นพิมพ์: ก- ใน และ ข-PS/2

ความสนใจ

แจ็คคีย์บอร์ดมักถูกใช้โดยอุปกรณ์เช่น ไดรฟ์ภายนอกหรืออแดปเตอร์ เครือข่ายท้องถิ่นเชื่อมต่อกับพอร์ตขนาน ฟิวส์ที่ติดตั้งบนแผงระบบอาจไม่สามารถทนต่อกระแสไฟกระชากที่อุปกรณ์เหล่านี้ดึงออกมา ในเวลาเดียวกันแป้นพิมพ์จะปฏิเสธที่จะทำงาน - ไฟแสดงสถานะจะไม่กะพริบเมื่อเปิดเครื่อง

โปรเซสเซอร์สื่อสารกับแป้นพิมพ์ผ่าน ตัวควบคุมอินเทอร์เฟซแป้นพิมพ์- ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8042 หรือซอฟต์แวร์ที่เข้ากันได้กับมัน ติดตั้งบนแผงระบบ สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล ส่วนใหญ่จะใช้พอร์ต 60h ซึ่งจะได้รับรหัสการสแกน ตัวควบคุมจะส่งสัญญาณให้โปรเซสเซอร์ทราบถึงความจำเป็นในการอ่านโค้ดสแกนผ่านฮาร์ดแวร์ขัดจังหวะ IRQ1 ซึ่งเป็นสัญญาณที่สร้างขึ้นสำหรับแต่ละเหตุการณ์ของแป้นพิมพ์ (การกดและปล่อยคีย์) การตั้งค่าพารามิเตอร์ซ้ำอัตโนมัติ การเลือกตารางสแกนโค้ด การจัดการ ไฟแสดงสถานะ LEDเช่นเดียวกับการควบคุมโหมดการสแกนคีย์เมทริกซ์และการทดสอบการวินิจฉัยจะดำเนินการโดยคำสั่งที่ส่งไปยังพอร์ตเดียวกัน ตัวควบคุมจะแปลคำสั่งเป็นแพ็คเกจที่ส่งไปยังแป้นพิมพ์

การทำงานของอินเทอร์เฟซแบบสองทิศทางแสดงไว้ในรูปที่ 8.2, กโดยที่สัญญาณที่สร้างโดยคอนโทรลเลอร์จะถูกทำเครื่องหมายเป็นสีเทา และสัญญาณที่สร้างโดยแป้นพิมพ์จะถูกทำเครื่องหมายด้วยสีดำ ในสถานะเริ่มต้น ทั้งสองบรรทัดจะถูก "ปล่อย" โดยเอาต์พุต Shapers ไปยังสถานะด้วย ระดับสูง. แป้นพิมพ์สามารถเริ่มการถ่ายโอนข้อมูลได้ตลอดเวลาเมื่ออินเทอร์เฟซไม่ได้ใช้งาน แป้นพิมพ์สร้างบิตเริ่มต้น (ระดับต่ำ) บนสาย KB-Data และพัลส์ KB-Clock แรก ซึ่งเป็นสัญญาณไปยังคอนโทรลเลอร์เพื่อเริ่มรับสัญญาณ หลังจาก KB-Clock เพิ่มขึ้น มันจะส่งออกบิตข้อมูลที่ 0 บนบรรทัด KB-Data จากนั้นจึงส่งสัญญาณพัลส์ KB-Clock ถัดไป คอนโทรลเลอร์ต้อง "ล็อค" บิตข้อมูลที่ได้รับเมื่อฟอลออฟของ KB-Clock สิ่งนี้ส่งข้อมูลทั้งหมด 8 บิตและพาริตี้บิตที่เติมเต็มจำนวน 1 บิตให้เป็นเลขคี่ หลังจากนาฬิกาพาริตี้บิต ตัวควบคุมแป้นพิมพ์ต้องสร้างพัลส์ KB-Clock เพื่อยืนยันการรับไบต์ (Ack) หากคอนโทรลเลอร์ไม่ได้รับไบต์ทั้งหมดที่มีแพริตีบิตภายใน 2 มิลลิวินาที คอนโทรลเลอร์จะหยุดรับไบต์นี้และแก้ไขข้อผิดพลาดการหมดเวลา

ข้าว. 8.2. แผนภูมิเวลาอินเทอร์เฟซแป้นพิมพ์: ก- รับข้อความจากแป้นพิมพ์ ข- การส่งคำสั่งไปยังแป้นพิมพ์

การส่งกลับ - เอาต์พุตของคำสั่งคอนโทรลเลอร์ไปยังแป้นพิมพ์ - ค่อนข้างซับซ้อนกว่า (รูปที่ 8.2, b) จากสภาวะพักผ่อน ผู้ควบคุมตั้งค่า KB-Clock ระดับต่ำเป็น 250 µs และสร้างบิตเริ่มต้น (ระดับต่ำ) ซึ่งเป็นสัญญาณไปยังแป้นพิมพ์เพื่อรับคำสั่ง บนเขา คีย์บอร์ดควรตอบสนองด้วยชุดพัลส์นาฬิกาขนาด 11 KB เมื่อพัลส์การซิงค์ถัดไปลดลง ตัวควบคุมจะตั้งค่าบิตข้อมูลถัดไป และแป้นพิมพ์จะ "ล็อค" ไว้ตามขอบของพัลส์การซิงค์ที่สร้างขึ้น หลังจากพาริตีบิต (พัลส์ที่ 9) และบิตสต็อปบิต (10) ที่พัลส์ที่ 11 คีย์บอร์ดสร้างบิตตอบรับเป็นศูนย์ (Ack) หลังจากนั้น ผู้ควบคุมสร้างพัลส์ KB-Clock (60 µs) ซึ่งเป็นคำขอเพื่อรับการตอบสนองจากแป้นพิมพ์ ตัวควบคุมจะรอการสิ้นสุดการตอบสนองต่อคำขอนี้ไม่เกิน 20 มิลลิวินาที และหากการตอบกลับไม่มาถึงภายในเวลานี้ จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดการหมดเวลา ข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นเช่นกันหากแป้นพิมพ์ไม่ป้อนพัลส์สัญญาณนาฬิกาแรกภายใน 15 มิลลิวินาทีนับจากเริ่มต้นคำขอ หรือตัวควบคุมไม่ได้รับข้อมูล รวมทั้งบิตหยุด ภายใน 2 มิลลิวินาทีนับจากวินาทีที่บิต 0 คล็อกพัลส์ปรากฏขึ้น

ไม่มีคอนโทรลเลอร์ 8042 บนเมนบอร์ด PC / XT และอินเทอร์เฟซแป้นพิมพ์ (ทิศทางเดียว) ถูกนำมาใช้โดยตรรกะของฮาร์ดแวร์ - การลงทะเบียนกะซึ่งเป็นเอาต์พุตแบบขนานที่เชื่อมต่อกับอินพุตของพอร์ต A อินเทอร์เฟซระบบ 18255 เมื่อได้รับไบต์จากแป้นพิมพ์ IRQ1 การขัดจังหวะฮาร์ดแวร์จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งตัวจัดการสามารถอ่านไบต์ที่ได้รับจากพอร์ต 60h การใช้บิต 7 และ 6 ของพอร์ต 61h ทำให้สามารถล็อคและรีเซ็ตซอฟต์แวร์ของแป้นพิมพ์ได้ตามลำดับ แป้นพิมพ์ XT ถูกรีเซ็ตโดยการรีเซ็ตสาย KB-Clock

คีย์บอร์ดและเมาส์
ไปยังคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

คีย์บอร์ดและเมาส์ เช่นเดียวกับสิ่งอื่นๆ
สำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป - แตกต่างกันเช่นกัน

คีย์บอร์ดและเมาส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่
มีการเชื่อมต่อ USB

นอกจากจะแพร่หลายแล้วยังได้เปรียบ
สามารถเชื่อมต่ออินเตอร์เฟส USB ได้
ไปยังคอมพิวเตอร์ที่กำลังทำงานอยู่

แต่ในคำอธิบายฉันจะบอกเล็กน้อย
และการเชื่อมต่ออื่นๆ

การเชื่อมต่อแป้นพิมพ์ด้วยการเชื่อมต่อ USB กับ หน่วยระบบ

การเชื่อมต่อคีย์บอร์ด,
ด้วยการเชื่อมต่อ USB,
ไปยังยูนิตระบบ

ด้านล่างนี้คือแผนภาพการเชื่อมต่อของยูนิตหลัก
ไปยังยูนิตระบบของคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป

คลิกที่ภาพเพื่อขยาย

ดังที่คุณเห็นในแผนภาพ มีสองตัวเลือก
การเชื่อมต่อแป้นพิมพ์และเมาส์

อินเทอร์เฟซสำหรับการเชื่อมต่อ USB
อินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่อ PS/2

ในส่วนนี้เราจะมาดูกันว่า
คีย์บอร์ดพร้อมการเชื่อมต่อ USB

บนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป ขั้วต่อ USB อาจเป็นได้
ทั้งบนแผงด้านหน้าของยูนิตระบบและด้านหลัง ยืม
ทั้งตำแหน่งแนวนอนและแนวตั้ง

ไม่จำเป็นต้องแสดงทุกอย่าง ตัวเลือกที่มีอยู่คีย์บอร์ด
ฉันจะนำเสนอให้คุณสองคนเท่านั้น

ด้านซ้ายเป็นแป้นพิมพ์พร้อมสายแบบถอดได้ ก่อนเชื่อมต่อ
ไปยังยูนิตระบบ - คุณต้องต่อสายเคเบิลเข้ากับแป้นพิมพ์เอง
จากนั้นเชื่อมต่อกับที่ด้านหลังของยูนิตระบบ

ด้านขวาเป็นคีย์บอร์ดพร้อมสายในตัว ได้ทันที
เชื่อมต่อกับพอร์ต USB ที่ด้านหลังของยูนิตระบบ

และนั่นคือทั้งหมด ... หลังจากเปิดคอมพิวเตอร์และติดตั้งระบบปฏิบัติการ
ไดรเวอร์พิเศษของระบบ Windows - คุณสามารถทำงานกับแป้นพิมพ์ได้

การเชื่อมต่อเมาส์ด้วยการเชื่อมต่อ USB เข้ากับยูนิตระบบ

การเชื่อมต่อเมาส์,
ด้วยการเชื่อมต่อ USB,
ไปยังยูนิตระบบ

เมาส์พร้อมการเชื่อมต่อ USB
มีสายและไร้สาย

การเชื่อมต่อเมาส์กับยูนิตระบบทำได้ง่ายมาก
เสียบขั้วต่อ USB ของเมาส์เข้ากับพอร์ต USB ของยูนิตระบบ

และในครั้งแรกที่คุณเชื่อมต่อ ให้รอจนกว่า Windows
เชื่อมต่อเมาส์และรายงานความพร้อมในการใช้งาน

PS/2, Bluetooth และการเชื่อมต่ออื่นๆ สำหรับคีย์บอร์ดและเมาส์

การเชื่อมต่อ PS/2, บลูทูธ
และอื่นๆ สำหรับคีย์บอร์ดและเมาส์

หากแป้นพิมพ์ของคุณมีอินเทอร์เฟซ PS/2
จากนั้นคุณเชื่อมต่อแป้นพิมพ์เข้ากับพอร์ต PS/2

อินเทอร์เฟซ PS/2 ใช้กับเมนบอร์ดที่ใช้ ATX
เป็นขั้วต่อแบบกลมบาง - miniDIN 6 ขา
หลังจากเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่เข้ากับพอร์ต PS/2 แล้ว คุณต้อง

บนไดอะแกรมของแผงด้านหลังของยูนิตระบบ
สำหรับแป้นพิมพ์และเมาส์ ทาสี

พอร์ต PS / 2 สำหรับแป้นพิมพ์ทาสีด้วยสีม่วง
และสำหรับเมาส์ - เป็นสีเขียว

สามารถปรับอินเทอร์เฟซ PS / 2 ของแป้นพิมพ์และเมาส์ได้
เพื่อเชื่อมต่อกับ ช่องเสียบยูเอสบี. อะแดปเตอร์ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้

อินเทอร์เฟซแบบอนุกรม RS-232

ตัวเชื่อมต่ออินเตอร์เฟส COM คอนเนคเตอร์ Sub-D 9 พินที่ใช้บ่อยที่สุด เก่า เมนบอร์ดก็มีเช่นกัน แต่อีกอันหนึ่ง (โดยปกติจะมีสองอัน) ทำในรูปแบบของปลั๊ก 25 พิน ไม่มีการใช้หน้าสัมผัสเพิ่มเติมในช่วงหลัง ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้อะแดปเตอร์จากขั้วต่อ 9 พินเป็นขั้วต่อ 25 พินและในทางกลับกัน

ในอินเทอร์เฟซ COM จะส่งครั้งละหนึ่งบิตเท่านั้น เป็นผลให้จำนวนบรรทัดที่ส่งข้อมูลเป็นสองบรรทัด (บรรทัดหนึ่งสำหรับการส่ง และอีกบรรทัดสำหรับการรับ) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสายเคเบิลอนุกรมจึงบางกว่าสายเคเบิลแบบขนานอย่างเห็นได้ชัด ระดับแรงดันไฟฟ้าในการส่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ -12 ถึง +12 V ซึ่งรับประกันการป้องกันสัญญาณรบกวนที่ค่อนข้างสูง และความยาวของสายเคเบิลอาจสูงถึง 50 เมตรหรือมากกว่านั้น

การกำหนดมาตรฐานสำหรับพอร์ตอนุกรม RS-232 นี่คือชื่อของโปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูลตามการทำงานของอินเทอร์เฟซ COM RS ย่อมาจากมาตรฐานแนะนำ มี RS ประเภทอื่น ๆ (RS-485, RS-422) แต่ RS-232 นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด อุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อผ่านโปรโตคอล RS-232 แบ่งออกเป็น DCE (อุปกรณ์สื่อสารข้อมูล) และ DTE (อุปกรณ์ปลายทางข้อมูล) คุณไม่สามารถเชื่อมต่อ DTE สองตัวหรือ DCE สองตัวได้ เมื่อใช้สายเคเบิลโมเด็ม NULL คุณสามารถเปลี่ยน DTE เป็น DCE และในทางกลับกัน วิธีนี้ใช้เมื่อเชื่อมต่อ เช่น คอมพิวเตอร์สองเครื่องผ่านพอร์ต COM

องค์ประกอบหลักของอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมคือชิป UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) ก่อนหน้านี้ใช้ชิป UART 8250 ซึ่งสามารถส่ง / รับข้อมูลที่ความเร็ว 9600 bps ตอนนี้ใช้ชิป UART 16450 ซึ่งให้ความเร็วสูงถึง 115200 bps (เพิ่งมีชิปความเร็วสูงมากขึ้น)

ข้อมูลระหว่างการส่งแบบอนุกรมจะถูกคั่นด้วยเซอร์วิสแพ็กเก็ต ซึ่งเรียกว่า บิตเริ่มต้น (Start bit) และบิตหยุด (Stop bit) พวกเขาระบุจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการส่งลำดับข้อมูล (บิตข้อมูล) ตามลำดับ วิธีนี้ทำให้คุณสามารถซิงโครไนซ์ระหว่างฝั่งรับและฝั่งส่ง รวมถึงปรับอัตราแลกเปลี่ยนข้อมูลให้เท่ากัน บางครั้งพาริตีบิตยังใช้เพื่อระบุข้อผิดพลาด แพริตีบิตมีสองรูปแบบ: แพริตีบิตคือคู่ (Even Parity) และคี่ (Odd Parity) ค่านี้กำหนดโดยผลรวมไบนารีของบิตข้อมูลที่ส่งทั้งหมด

โดยทั่วไปแล้ว มาตรฐาน RS-232 จะอธิบายฟังก์ชันอินเทอร์เฟซสี่ฟังก์ชัน:

ความหมายของสัญญาณควบคุมผ่านอินเทอร์เฟซ

การกำหนดรูปแบบของข้อมูลผู้ใช้ที่ส่งผ่านอินเทอร์เฟซ

การส่งสัญญาณนาฬิกาเพื่อซิงโครไนซ์สตรีมข้อมูล

การก่อตัวของลักษณะทางไฟฟ้าของอินเทอร์เฟซ

สัญญาณอินเตอร์เฟส RS-232

อินเทอร์เฟซ RS-232 เป็นอินเทอร์เฟซอะซิงโครนัสแบบอนุกรม การส่งข้อมูลแบบอนุกรมหมายถึงการส่งข้อมูลผ่านบรรทัดเดียว สำหรับการซิงโครไนซ์ บิตข้อมูลจะนำหน้าด้วยบิตเริ่มต้นพิเศษ ตามด้วยพาริตีบิตและหนึ่งหรือสองบิตหยุดตามหลังบิตข้อมูล กลุ่มของบิตดังกล่าว พร้อมด้วยบิตเริ่มต้นและบิตหยุด ตลอดจนพาริตีบิต เรียกว่าสัญลักษณ์เริ่ม-หยุด

อักขระ start-stop แต่ละตัวมักจะมีอักขระข้อมูลหนึ่งตัว ตัวอย่างเช่น อักขระแอสกี(รหัสมาตรฐานอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) สำหรับการส่งผ่านอักขระผ่านอินเตอร์เฟส RS-232 รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายประกอบด้วยหนึ่งบิตเริ่มต้น หนึ่งพาริตีบิต และสองบิตหยุด

จุดเริ่มต้นของอักขระแบบอะซิงโครนัสจะทำเครื่องหมายบิตเริ่มต้นที่ต่ำเสมอ ตามด้วยข้อมูลอักขระรหัส ASCII 7 บิต แพริตีบิตถูกตั้งค่าเป็น "1" หรือ "0" เพื่อให้จำนวนรวมของ 1 ในกลุ่ม 8 บิตเป็นเลขคี่ (พาริตี้คี่ - พาริตี้คี่) หรือเลขคู่ (พาริตีคู่ - พาริตีคู่) บิตสุดท้ายที่ส่งคือบิตหยุดสองบิต ซึ่งแสดงด้วยระดับไฟฟ้าแรงสูง

ในรัสเซีย การเข้ารหัสทางเลือก ASCII นั้นใช้กันอย่างแพร่หลาย จำนวนอักขระทั้งหมดของรหัส ASCII แบบขยายคือ 256 ดังนั้น อักขระดังกล่าวแต่ละตัวจะถูกเข้ารหัสด้วยแปดบิต (2 = 256) การส่งอักขระเข้ารหัสเพิ่มเติมแต่ละตัวเป็นอักขระ start-stop แยกกันจะสะดวกกว่า ดังนั้นจึงมักใช้รูปแบบที่ประกอบด้วยหนึ่งบิตเริ่มต้น แปดบิตข้อมูล และหนึ่งบิตหยุด ในกรณีนี้จะไม่ใช้พาริตีบิต

อักขระข้อมูลที่ส่งแบบอะซิงโครนัสที่สมบูรณ์ประกอบด้วย 10-11 บิต ในขณะที่ข้อมูลผู้ใช้จริงประกอบด้วย 7-8 บิต

สำหรับตัวอย่างที่แสดง สัญลักษณ์ start-stop ที่สอดคล้องกับตัวอักษร A ประกอบด้วย 11 บิตและเขียนเป็น 01000001011 ที่นี่ใช้เลขคู่ ดังนั้นบิตที่เก้าจึงประกอบด้วย 0

ระดับสัญญาณที่ใช้ในอินเทอร์เฟซ RS-232 จะแตกต่างจากระดับสัญญาณที่ใช้ในโมเด็มหรือคอมพิวเตอร์ ลอจิก "0" แสดงด้วยแรงดันบวกในช่วงตั้งแต่ +3 ถึง +15V และลอจิก "1" แสดงด้วยแรงดันลบในช่วงตั้งแต่ -3 ถึง -15V .

แต่ละบรรทัดอินเทอร์เฟซถูกกำหนดโดยคำอธิบายการทำงาน สายสัญญาณทั้งหมดระหว่าง DTE และ DCE ซึ่งกำหนดโดยมาตรฐาน RS-232 สามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มหลัก เหล่านี้คือข้อมูล การควบคุม นาฬิกา และสัญญาณและสายกราวด์เพื่อความปลอดภัย

การใช้ฮาร์ดแวร์ของอินเตอร์เฟส RS-232 รวมถึงอะแด็ปเตอร์อนุกรมและอินเทอร์เฟซเชิงกลจริง (การเชื่อมต่อปลั๊ก) โดยปกติแล้ว การถ่ายโอนข้อมูลจะดำเนินการด้วยความเร็วแบบแยกจากกัน: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 หรือ 115200 baud เครื่องมือ BIOS (เช่น การขัดจังหวะ Intl4h) รองรับเฉพาะความเร็วสูงสุดและรวมถึง 9600 บอด ความถี่สัญญาณนาฬิกาคือ 1.8432 MHz และมีความเสถียรด้วยการใช้นาฬิกาควอตซ์ i ความถี่ที่จำเป็นอื่น ๆ ทั้งหมดเกิดจากความถี่นี้ ตัวควบคุมพอร์ตอนุกรมใช้ตัวรับส่งสัญญาณ UART (Universal Asinchronous Receiver Transmitter) แบบอะซิงโครนัส ประกอบด้วยทะเบียนของผู้ส่งและรับข้อมูล ตลอดจนทะเบียนบริการจำนวนหนึ่ง

โดยทั่วไป การทำงานของ UART ในโหมดรับ / ส่งสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้ เมื่อส่งอักขระ UART จะต้องดำเนินการต่อไปนี้: > รับอักขระในรูปแบบขนานผ่านทางบัสระบบพีซี; > แปลงอักขระเป็นลำดับของแต่ละบิต (การแปลงแบบขนานเป็นอนุกรม); > สร้างสัญลักษณ์ start-stop โดยการเพิ่ม start, stop และ, อาจเป็น parity bit (คู่หรือคี่) ให้กับบิตข้อมูล; > ส่งอักขระ start-stop ไปยังอินเทอร์เฟซในอัตราที่กำหนด > รายงานความพร้อมในการส่งตัวต่อไป

เมื่อได้รับอักขระ UART จะต้องดำเนินการตามลำดับย้อนกลับของการกระทำ: > รับข้อมูลในรูปแบบอนุกรม; > ตรวจสอบโครงสร้างที่ถูกต้องของสัญลักษณ์ start-stop: start bit, data bit, parity bit; หากตรวจพบข้อผิดพลาด ให้ส่งสัญญาณข้อผิดพลาด > ทำการตรวจสอบความเท่าเทียมกัน; หากตรวจพบข้อผิดพลาด ให้ส่งสัญญาณข้อผิดพลาดพาริตี > แปลงสัญลักษณ์ start-stop เป็นข้อมูลหนึ่งและถ่ายโอนในรูปแบบขนานไปยังพีซี > แจ้งว่ารับตัวละครแล้ว

พอร์ตอนุกรมแบบอะซิงโครนัสเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกผ่านตัวเชื่อมต่อพิเศษ มีสองมาตรฐานสำหรับตัวเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซ RS-232 - DB-25 และ DB-9 ตัวแรกมี 25 ตัว ตัวที่สองมี 9 ตัว

ข้อจำกัดของอินเทอร์เฟซ RS-232 เนื่องจากสัญญาณรบกวน ความต้านทาน และรีแอกแตนซ์ของสายเคเบิลเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ DTE และ DCE จึงมีข้อจำกัดเกี่ยวกับความยาว ขีดจำกัดความยาวอย่างเป็นทางการสำหรับสายเคเบิลแพตช์ RS-232 คือประมาณ 15 ม. ที่อัตราบอดประมาณ 20 Kbps อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ระยะทางนี้อาจนานกว่านั้นมาก และขึ้นอยู่กับอัตราข้อมูล

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการส่งข้อมูลและความยาวของสายเคเบิลยังขึ้นอยู่กับคุณภาพของสายเคเบิลที่ใช้ด้วย หากใช้สายเคเบิลความจุต่ำ ระยะห่างระหว่าง DTE และ DCE อาจยาวขึ้น

อินเตอร์เฟส

ขั้วต่อ DIN 5 ขาของอินเทอร์เฟซ AT ใช้สำหรับแป้นพิมพ์เท่านั้น การส่งและการรับเกิดขึ้นในช่องสัญญาณเดียวกัน ช่องสัญญาณนาฬิกาออกแบบมาเพื่อซิงโครไนซ์ฟังก์ชันเหล่านี้ ช่องรีเซ็ตใช้เพื่อส่งสัญญาณเพื่อรีเซ็ตพีซี แต่โดยปกติแล้วจะไม่ได้ใช้

อินเทอร์เฟซ PS/2

ในปัจจุบัน วิธีการเชื่อมต่อแป้นพิมพ์และเมาส์ที่พบได้บ่อยที่สุดคือการเชื่อมต่อเข้ากับพอร์ต PS/2 แบบ 6 พินขนาดเล็ก เมนบอร์ดมีขั้วต่อสองขั้วต่อ ขั้วต่อหนึ่งสำหรับเมาส์และอีกขั้วต่อหนึ่งสำหรับแป้นพิมพ์

ตัวควบคุมที่ประมวลผลสัญญาณที่มาจากแป้นพิมพ์หรือเมาส์มีความไวต่อแรงดันไฟฟ้าตกมาก ดังนั้นอย่าเสียบอะไรเข้าไปในพอร์ต PS / 2 ก่อนปิดคอมพิวเตอร์ - มิฉะนั้นคอนโทรลเลอร์อาจล้มเหลว จากนั้นคุณจะต้องเปลี่ยนเมนบอร์ด

รูปแบบสีของปลั๊กเป็นสีม่วงสำหรับแป้นพิมพ์และสีเขียวสำหรับเมาส์

อินเทอร์เฟซ USB

Serial, half-duplex, bi-directional ความเร็ว 12 Mbps (หรือ 1.5 Mbps ในรุ่นที่ถูกกว่า) และอุปกรณ์แบบเดซี่เชน มันถูกเสนอโดย Intel และปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลาย

ออกแบบมาเพื่ออำนวยความสะดวก:

การเชื่อมต่อพีซีกับเครือข่ายโทรศัพท์ (สำหรับการส่งข้อมูลเสียงและข้อมูลดิจิตอล) ตามข้อกำหนดของเทอร์มินัลซิงโครนัส (CTI)

การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วง

รองรับอุปกรณ์ประเภทใหม่ๆ

บัสอนุญาตให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ทางกายภาพกับพีซีได้สูงสุด 127 เครื่อง ในทางกลับกัน อุปกรณ์ทางกายภาพแต่ละชิ้นสามารถประกอบด้วยโลจิคัลหลายรายการได้

การเดินสาย USB เริ่มต้นที่โฮสต์ ปัจจุบัน โฮสต์เดียวเท่านั้นที่สามารถรวมเข้ากับระบบได้ (เช่น PC) โหนดมีรูทฮับในตัว (รูทฮับ) ที่มีตัวเชื่อมต่อ USB หลายตัวสำหรับการเชื่อมต่อ อุปกรณ์ภายนอก. จากนั้นสายเคเบิลจะไปยังอุปกรณ์ USB อื่นๆ ซึ่งสามารถเป็นฮับและส่วนประกอบการทำงานได้ด้วย ฮับมักจะติดตั้งอยู่ในจอภาพและคีย์บอร์ด โดยทั่วไปฮับจะมีพอร์ต "ขาออก" เจ็ดพอร์ตหรือน้อยกว่า

สัญญาณ USB จะถูกส่งผ่านสายเคเบิลสองคู่ที่ใช้คอนเนคเตอร์แบบป้องกันสี่พิน ตัวนำหนึ่งคู่ไม่บิดงอและ "มี" แหล่งจ่ายไฟ 5V DC อุปกรณ์ต่างๆ สามารถรับพลังงานจากบัสหรือจากแหล่งที่มาของอุปกรณ์เอง

คำสั่งและข้อมูลเดินทางไปยังสายคู่อื่นที่รองรับการส่งสัญญาณแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์แบบสองทิศทาง ตัวนำแต่ละตัวเรียกว่า D+ และ D- ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ด้วยความเร็วสูงสุด จะต้องบิดตัวนำข้อมูลหนึ่งคู่และมีอิมพีแดนซ์ 90 โอห์ม หากอุปกรณ์ไม่ได้กำหนดข้อกำหนดด้านอัตราข้อมูลเฉพาะ สายสัญญาณคู่หนึ่งอาจไม่บิด สำหรับการส่งข้อมูลจะใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันถึง 3 V (เพื่อลดผลกระทบของสัญญาณรบกวน) แบนด์วิดท์ 1.5 Mbps มีไว้สำหรับเมาส์และคีย์บอร์ดที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากแบนด์วิดท์สูงสุด 12 Mbps ได้เต็มประสิทธิภาพ

อินเทอร์เฟซได้รับการพัฒนาสำหรับแป้นพิมพ์ IBM PC AT ซึ่งใช้ตัวเชื่อมต่อ DIN ห้าพิน (รูปที่ 8, a) ซึ่งเป็นที่นิยมในอุปกรณ์ในครัวเรือนเพื่อเชื่อมต่อกับยูนิตระบบ ความยาวของสายเคเบิลอินเทอร์เฟซควรอยู่ระหว่าง 1 ถึง 2 ม. เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของผู้บริโภค สายเคเบิลจะบิดเป็นสปริง

เนื่องจากขนาดของตัวเชื่อมต่อแป้นพิมพ์ IBM PC AT มาตรฐานบนแผงระบบมีขนาดใหญ่เกินไป เมื่อ IBM พัฒนากลุ่มผลิตภัณฑ์ IBM PS/2 ของคอมพิวเตอร์ มาตรฐานใหม่จึงถูกสร้างขึ้นสำหรับอินเทอร์เฟซแป้นพิมพ์ ใช้ขั้วต่อ Mini DIN 6 ขา (รูปที่ 8, b) จริงอยู่คอมพิวเตอร์ IBM PS / 2 ไม่ได้รับความนิยมมากนัก แต่ผู้ผลิตรายอื่นเริ่มใช้มาตรฐานการเชื่อมต่อแป้นพิมพ์

โชคดีสำหรับผู้ใช้ ข้อกำหนดทางไฟฟ้าของมาตรฐานอินเทอร์เฟซแป้นพิมพ์ทั้งสองเหมือนกัน (ตารางที่ 7.1) ดังนั้น แป้นพิมพ์ที่มีขั้วต่อ DIN สามารถเชื่อมต่อกับขั้วต่อ Mini DIN โดยใช้อะแดปเตอร์ได้ และในทางกลับกัน โปรดทราบว่าคุณสามารถเชื่อมต่อและถอดคีย์บอร์ดออกจากเมนบอร์ด ATX form factor โดยใช้มาตรฐาน PS / 2 ได้เฉพาะเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์เท่านั้น

ตาราง - 1 ความสอดคล้องของพินของขั้วต่ออินเตอร์เฟสแป้นพิมพ์

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีแนวโน้มที่จะละทิ้งตัวเชื่อมต่อ PS / 2 ขนาดเล็กซึ่งเกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ แป้นพิมพ์ล่าสุดได้รับอินเทอร์เฟซ USB คีย์บอร์ดไร้สายสามารถใช้อินฟราเรดได้

หุ่นยนต์บังคับเมาส์

หุ่นยนต์ประเภท "เมาส์" (โดยปกติทุกที่และทุกที่ที่พวกเขาพูดและเขียนสั้น ๆ - เมาส์) วิธีที่ง่ายและเป็นที่นิยมมากที่สุดในการป้อนข้อมูลลงในคอมพิวเตอร์
โฮสต์บน ref.rf
นอกจากนี้ ให้ทำงานโดยไม่ต้องใช้เมาส์ในห้องผ่าตัด สภาพแวดล้อมของ Windowsกับ กุยแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่ผู้ใช้จะรู้สึกเมื่อเพื่อนหางหัก (ลูกบอลสกปรกหรือลวดขาด)

คนบังคับเมาส์หลังคีย์บอร์ดเป็นที่สุด อุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นป้อนข้อมูล. เมื่อใช้เมาส์ ผู้ใช้จะควบคุมการเคลื่อนที่ของเคอร์เซอร์บนหน้าจอในทิศทางใดก็ได้ เนื่องจากเมื่อเลื่อนเมาส์ไปบนพื้นผิวของตาราง เคอร์เซอร์จะเลื่อนไปในทิศทางเดียวกันและด้วยความเร็วเท่ากัน คลิกที่ ปุ่มซ้ายหนูเข้า โปรแกรมแก้ไขกราฟิกตัวอย่างเช่น หากตั้งค่าโหมดดินสอไว้ จะทิ้งร่องรอยที่มองเห็นได้เมื่อเลื่อนเคอร์เซอร์ ในห้องผ่าตัด ระบบวินโดวส์โดยเลื่อนเคอร์เซอร์ไปเหนือรูปปุ่ม คุณสามารถจำลองการกดแป้นโดยคลิกปุ่มซ้ายของเมาส์ . ตามสถิติ ผู้ใช้ปัจจุบันใช้เมาส์มากกว่า 80% ของเวลาที่คอมพิวเตอร์ มีข้อเสนอแม้กระทั่งให้ละทิ้งการใช้แป้นพิมพ์โดยสิ้นเชิง แทนที่การป้อนอักขระด้วยแป้นพิมพ์ด้วยการควบคุมด้วยเสียง

วันนี้ผู้ใช้หลายคนเชื่อว่าเมาส์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเมื่อไม่นานมานี้ แต่ถ้าคุณดูสำเนาแรก - กล่องเชิงมุมหนักและอึมครึมซึ่งถือไม่สะดวกนักคุณจะเชื่อทันทีว่ามันถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา Douglas Engelbart ผู้เขียนเมาส์ ทำงานที่ Stanford Research Institute ในโครงการเพื่อพัฒนาความฉลาดของมนุษย์ (ในตอนนั้น เป็นเรื่องแต่งทั่วไป) ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก NASA เป้าหมายหลักของการพัฒนาหุ่นยนต์ตัวใหม่คือการได้รับเครื่องมือป้อนข้อมูลที่สะดวกยิ่งขึ้น ข้อมูลกราฟิกลงในคอมพิวเตอร์มากกว่าปากกาแสงและจอยสติ๊ก

การออกแบบ "เมาส์" ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยสถาบันสแตนฟอร์ดเช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่น ๆ เพียงเพื่อเดิมพันแนวคิดนี้ เพราะในเวลานั้นเป็นการยากที่จะจินตนาการถึงอนาคตที่สดใสสำหรับอุปกรณ์ใหม่ ตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ เขาได้เรียนรู้เพียงไม่กี่ปีต่อมาว่าใบอนุญาตถูกขายให้กับ Apple ในราคา 40,000 ดอลลาร์

เป็นเวลาเกือบสี่สิบปีแล้วที่การออกแบบเมาส์ (เมาส์) ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงมากนัก เฉพาะเมื่อการพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถวางไส้อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของเมาส์ในไมโครวงจรขนาดเล็กเพียงอันเดียวได้ เคสที่หรูหราและสะดวกสบายจึงปรากฏขึ้น บนมะเดื่อ 7.9 แสดงรูปถ่ายของตัวแทนหลายคนของตระกูลผู้ช่วยหาง: จากแบบที่ง่ายที่สุด - มีปุ่มสองปุ่มและตัวเครื่องไม่หรูหราเกินไป ไปจนถึงรุ่นที่ออกแบบตามหลักสรีรศาสตร์ที่จับได้ถนัดมือ พร้อมล้อและปุ่มเพิ่มเติม

รูปที่ 9 - ตัวควบคุมเมาส์:

Genius Easy Pro สองปุ่มพร้อมอินเทอร์เฟซ USB;

ปุ่ม Logitech Pilot First สามปุ่ม;

เมาส์ Microsoft Inteljimouse PS/2

เมาส์ที่พบมากที่สุดและราคาถูกที่สุดมีสองปุ่ม (รูปที่ 7.14, a) - ปุ่มซ้ายซึ่งใช้บ่อยที่สุดและปุ่มขวาที่ออกแบบมาเพื่อเรียกใช้ฟังก์ชันเสริม เมาส์ที่มีปุ่มสามปุ่มเกือบจะเป็นที่นิยม (รูปที่ 7.14, b) แต่ปุ่มตรงกลางนั้นไม่ได้ใช้งานจริงในสภาพแวดล้อม Windows เมื่อเร็ว ๆ นี้โมเดลที่มีล้อได้รับความนิยม (รูปที่ 7.14, c), ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇใช้สำหรับการเลื่อนหน้าต่างในแนวตั้ง ล้อเลื่อนสามารถทำหน้าที่ของปุ่มเพิ่มเติมได้ นอกจากหนูที่แสดงในรูป 7.9 มีการออกแบบด้วยปุ่มหนึ่งหรือสี่ปุ่ม (บางครั้งปุ่มเพิ่มเติมจะอยู่ที่ด้านข้างของเมาส์) และยังมีเมาส์ที่มีล้อที่สองสำหรับการเลื่อนในแนวนอน