Датчики клавишного или сенсорного типа, фиксирующие  нажатие или касание пальцем, являются основным элементом клавиатуры. Наиболее распространены механические клавишные датчики, изменяющие при  нажатии свое сопротивление. Основные их достоинства – невысокая стоимость  и возможность прямого подключения  к интерфейсам, а недостатки –  сравнительно низкая надежность и дребезг  контактов. Наряду с механическими используются и другие клавишные датчики: емкостные (изменяющие при нажатии емкость), интегральные (например, работающие на эффекте Холла), механические со встроенными схемами антидребезга, оптические и другие.

    В отличие от клавишных сенсорные  датчики не имеют двигающихся  частей и "чувствуют" касание пальца по вносимой емкости или наводкам переменного напряжения, изменению  сопротивления сенсорного элемента и т.п. Такие датчики изготавливаются, как правило, в виде элементов  топологии печатных плат. К недостаткам  сенсорных датчиков относятся отсутствие механической обратной связи, затрудняющее определение оператором факта срабатывания датчика, необходимость в схемах сопряжения, слабая помехоустойчивость, чувствительность к загрязненности сенсорного элемента. Для мультиплексного опроса датчики объединяются в матрицу.

    Анализ  информации о состоянии датчиков, полученный в ходе опроса матрицы, и  подготовка информации о сработавших  датчиках для ввода в ЭВМ проводятся различными способами в зависимости  от требований, предъявляемых к работе клавиатуры. Контроллер клавиатуры и  дисплея КР580ВВ79 позволяет программно выбрать один из шести режимов  сканирования клавиатуры.

    Буферирование введенной информации, подготовленной для выдачи в ЭВМ после анализа  состояния матрицы, необходимо вводить  из-за асинхронности моментов фиксации срабатывания датчиков и считывания данных о них МП БИС. Для фиксации кодов сработавших датчиков используют регистр или ОЗУ, организованное как стек, а для фиксации состояния  всей матрицы – обычное ОЗУ. Извещение  ЭВМ о наличии готовых к  вводу данных в интерфейс клавиатуры обеспечивает схема формирования запроса  прерывания и/или регистр состояния  буферного ОЗУ. Последний, при отсутствии формируемых интерфейсом прерываний, может использоваться для организации  ввода данных в ЭВМ по опросу как в произвольные моменты, так и по прерываниям от задатчика интервалов времени.

    В БИС КР580ВВ79 для этих целей служат: буферное ОЗУ (8х8 бит), которое работает как стек FIFO на восемь символов в режимах 1…3, 5 и как ОЗУ датчиков в режиме 4; регистр слова состояния стека – ОЗУ датчиков; выход запроса прерывания, формируемого схемой интерфейса клавиатуры. Доступ к буферному ОЗУ возможен после аппаратного сброса или выполнения команды "Чтение стека – ОЗУ датчиков".

    Для регламентации обмена данными между  стеком БИС и ЭВМ можно пользоваться словом состояния. Его разряды D0…D3 отражают число кодов в стеке, причем D3=1 указывает на то, что в стеке находится восемь символов, и если данные из него не будут считаны, то информация о следующих сработавших датчиках будет утеряна. Об ошибочных попытках чтения чтения данных из пустого стека и ввода в полный стек очередного кода свидетельствуют флаги переопустошения D4=1 и переполнения D5=1. После чтения слова состояния разряды D4 и D5 автоматически сбрасываются.

    Одновременно  с записью первого кода в стек устанавливается запрос прерывания на выходе INT БИС. Запрос снимается во время чтения очередного кода из стека и устанавливается вновь после окончания чтения, если стек еще не пуст. Кроме этого, возможен аппаратный или программный сброс запроса прерывания.

    1.6. Интерфейс дисплея.

 

    Интерфейс дисплея должен выполнять следующие  функции: регенерацию изображения, буферирование отображаемой информации, декодирование информации для знакосинтезирующих индикаторов (ЗСИ), сервис (очистка дисплея, запрет отображения, установка порядка вывода информации на дисплей и способа доступа к буферному ОЗУ дисплея). Сложность интерфейса определяется видом отображаемой информации и физическим принципом действия ЗСИ. Сравнивая характеристики различных типов ЗСИ (табл. ) можно заключить, что наиболее просто с ТТЛ микросхемами сопрягаются полупроводниковые индикаторы.

    Таблица 5.

 

    

При мультиплексном отображении информации (динамическая индикация) выбор знакоместа, на которое  она будет выводиться в текущий  момент времени, осуществляется сигналами сканирования. Устойчивое изображение на дисплее получается при условии регенерации с частотой, большей 40 Гц.

    

В интерфейсах  на основе БИС КР580ВВ79 мультиплексное отображение информации осуществляется под управлением счетчика сканирования. При дешифрированном режиме работы счетчика непосредственно на выводах  БИС формируется четыре сигнала  сканирования, что дает возможность  использовать до четырех знакомест  в одной группе. В случае кодированного  сканирования в зависимости от запрограммированного режима работы дисплея можно получить с помощью внешней схемы формирования сигналов сканирования до восьми или  шестнадцати таких сигналов.

    

Буферирование отображаемой информации при динамической индикации необходимо для хранения информации, выводимой МП БИС на дисплей и выдачи в нужный момент при сканировании.

    

Для буферирования  выводимой на дисплей информации в БИС КР580ВВ79 служит внутреннее ОЗУ отображения объемом 16 байт. С помощью комманды "Гашение – запрет записи" пользователь может организовать запись в ОЗУ как целыми байтами, так и отдельными тетрадами (чтение кода всегда осуществляется только побайтно). Это позволяет подключить вторую группу знакомест дисплея, удваивая их число с помощью дешифратора кодов.

    

Данные для  дисплея выдаются из ОЗУ отображения  на выходы DSPB0…DSPB3 (тетрада В, разряды D0…D3 ОЗУ) и DSPA0…DSPA3 (тетрада А, разряды D4…D7). Чтобы исключить влияние переходных процессов в дешифраторе кодов интерфейса или подсветки индикаторов при переключениях сканирующих импульсов на качество изображения, БИС формирует сигнал запрета отображения . Если этот сигнал активен, то на выходы DSP БИС выдается код очистки дисплея. Его значение устанавливается программно командой "Сброс". При аппаратном сбросе устанавливается код очистки 00, а содержимое ОЗУ отображения не изменяется. На время подачи сигнала сброса на вход CLR БИС ее выходы и DSP устанавливаются в состояние лог.0. При необходимости (например, для устранения мигания дисплея в случае изменения МП БИС всего содержимого ОЗУ отображения) БИС позволяет запрещать отображение тетрад А и/или В с помощью команды "Гашение – запрет записи". На погашенные тетрады постоянно выдается код очистки дисплея.

    

Для организации  правильного вывода информации на дисплей  необходимо учитывать установленные  режимы работы счетчика сканирования и дисплейной части БИС, а также  используемый способ доступа к ОЗУ  отображения. Если режим работы задан  таким образом, что формируется  шестнадцать сигналов сканирования дисплея, то каждому знакоместу ставится в соответствие одна ячейка ОЗУ отображения. Соответствие будет однозначным, (номер  знакоместа совпадает с адресом ячейки ОЗУ), если не использовалась автоинкрементная запись при вводе справа со сдвигом. В противном случае соответствие нарушается. Из-за сложности определения адреса ячейки ОЗУ отображения конкретного знакоместа для правильного размещения информации на дисплее при ее обновлении удобнее вначале восстановить соответствие между ними, очистить дисплей выдачей команды "Сброс" или заново запрограммировать режим работы БИС. Следует отметить, что в случае работы БИС с формированием восьми сигналов сканирования, запись в ячейки с адресами к и к+8 (к=0…7) приведет к выводу информации на одно и то же знакоместо  независимо от установленного порядка отображения, а информация, заносимая в любую из этих ячеек, запишется и в остальные. При дешифрированном сканировании дисплея каждому знакоместу поставлены в соответствие четыре ячейки ОЗУ отображения с адресами к, к+4, к+8, к+0Сh (к=0…3).

    2. Описание параллельного  интерфейса ввода-вывода ЭВМ.

 

    

На сегодняшний  день каждый IBM-совместимый компьютер комплектуется параллельным интерфейсом ввода-вывода типа "Centronics" (порт LPT), позволяющим организовать обмен данными с максимум тремя внешними устройствами. Чаще всего к указанному порту подключают печетающие устройства и устройства сканирования изображения (сканеры), что, впрочем, не мешает использовать его для подключения других, дополнительных устройств ввода-вывода.

    

Устройство печати IBM PC-подобных компьютеров обычно подключается к параллельному интерфейсу. Для  подключения используется стандартный  разъем Centronix, имеющий 36 контактных выходов (отечественный аналог ИРПР-М). Допускается три варианта подключения принтеров к ПЭВМ:

    

- адаптер принтера  может находится на одной плате с адаптером монохромного дисплея, при этом используются порты 3BCh - 3BEh;

    

- к ПЭВМ могут подключены два отдельных адаптера для управления  принтерами, использующие порты 378h - 37Ah (первый адаптер) и 278h - 27Ah (второй адаптер).

    

При программировании принтера важно знать адрес базового порта  ввода-вывода  (первого  порта из трех); адреса базовых портов хранятся  в области данных BIOS,  начиная с адреса 0:408h(LPT1) и далее  по слову на принтер до LPT4. Дальнейшее описание предполагает, что базовый  адрес принтера равен 378h.

    

  Порт  Операция   Описание ───────────────────────────────────────────────────

    

  378h   Запись    Регистр данных - сюда засылается байт, посылаемый на

     печать

    

             Чтение     Регистр данных - позволяет считать последний байт,

                                              

переданный принтеру

    

  379h   Чтение     Регистр состояния принтера: 

    

 

    

  37Ah   Чтение/  Регистр управления принтером:

    

             Запись 

    

 

    

Для управления разрабатываемым устройством можно  использовать указанные регистры.

    3. Описание разрабатываемого  устройства

 

    

Разрабатываемое устройство ввода и отбражения информации предназначено для использования в системах безопасности различного уровня в комплекте с персональной ЭВМ, оборудованной другими средствами управления системами безопасности (электронные замки, видеокамеры, другие устройства наблюдения). Устройство представляет собой единый блок, работающий автономно от подключаемой ЭВМ (с собственным блоком питания), и оснащенный шестнадцатисимвольным дисплеем (16 семисегментных индикаторов) и шестнадцатиклавишной клавиатурой, предназначенной для ввода информации и обеспечивающей некоторые функции управления. Программное обеспечение, разработанное для обслуживания блока, обеспечивает чтение символов с клавиатуры с последующим их отображением на дисплее. Считанная последовательность символов воспринимается программным обеспечением как код (пароль), который может быть использован для управления другими устройствами (к примеру, электронным замком).

    

Назначение клавиш следующее: