電腦鍵盤

電腦按鍵盤是一種xxx輸入設備，以打字機鍵盤為藍本，使用許多手指可按的按鈕或按鍵，充當機械xxx或電子開關，來操作和控制它。 取代早期的穿孔卡和穿孔帶技術，電傳打字機 電腦鍵盤的交互成為 20 世紀 70 年代以來計算機的主要輸入方式，80 年代以來計算機鼠標為輔。 電腦按鍵盤的按鍵上通常刻有或印有一組字符，每次擊鍵通常對應一個書寫符號。 然而，有些符號需要同時或依次按下多個鍵，而大多數鍵會產生字符（字母、數字或符號），其他鍵（如 Escape 鍵）可以提示計算機執行系統命令。 在現代計算機中，按鍵的解釋通常留給軟件：發送到計算機的信息，掃描代碼，只是告訴它按下或釋放了哪個物理鍵。 今天大多數電腦鍵盤是電子電腦鍵盤。 但也有其他功能原理，如機械或氣動電腦鍵盤。 計算機鍵盤用于范圍廣泛的技術設備，包括計算機、遙控器、電話和手機。 通常，電腦鍵盤用作文本輸入界面，用于將文本、數字和符號輸入應用軟件，例如文字處理器、網絡瀏覽器或社交媒體應用程序。

與打字機鍵盤相比，計算機鍵盤具有更多用于操作計算機及其xxx設備的按鍵。 計算機鍵盤有時具有不同的鍵分配和標簽。 沒有固定的排列，每個系統架構在這里都有一定的獨立性，特別是筆記本由于空間問題還有進一步的差異。與打字機鍵盤的主要區別是更短的行程距離（從手指觸摸到停止的距離) 以及按下按鈕時的低能耗。 這也使得感覺不同。 有些電腦鍵盤是背光的，這樣即使在黑暗中也能看到按鍵。

原則上，將每個單獨的按鈕直接連接到電腦按鍵盤控制器是沒有意義的，因為這需要控制器上的大量連接和相應的接線工作。 取而代之的是，各個按鍵排列在行線和列線的電氣矩陣中。 當按下一個鍵時，特定的行與特定的列電連接。 微控制器評估此連接并將此信息發送到計算機 - 在當今占主導地位的 IBM PC 架構中（也在 Apple Macintosh 中）作為所謂的密鑰code（英文掃碼）。 這意味著，例如，最多可以在 24 行的 16×8 矩陣中實現 128 個鍵。

這一功能原理幾乎普遍適用于所有具有多個按鈕的現代輸入設備。 在一些較舊的架構中，計算機的主處理器本身接管了電腦鍵盤查詢，例如 Commodore PET 2001、Commodore 64、Atari 800 和 Sharp MZ-700。

例如，電腦鍵盤矩陣由 13 列和 8 行（104 個鍵）組成。 首先，xxx列的輸出被激活（由于負邏輯而被拉至低電壓），然后檢查該低電壓是否出現在行的八個輸入中的一個或多個上。 然后xxx列的輸出再次停用（切換到高阻抗），第二列的輸出被激活，依此類推。 在最后一列之后，可能在暫停之后，您再次從xxx列開始。 這個過程不斷重復，每秒最少幾十次，稱為“掃描”。 當按下某個鍵時，對于特定的活動列，將識別到該行的連接。 電腦按鍵盤處理器根據列矩陣和行矩陣內的坐標確定一個鍵號，然后將其轉換為鍵位代碼，即掃描碼。 這被傳輸到計算機。 使用哪種（國家）鍵盤布局并不重要； 對于標準鍵盤，掃描碼僅指示按下的鍵的位置，與外部布置、操作系統的語言選擇或鍵的標簽無關。

有關各種掃描碼的更多詳細信息，是當今Windows PC電腦按鍵盤專用的，電腦按鍵盤控制代碼可以在掃碼或電腦按鍵盤配置下找到。

一般來說，無論是電子樂器的電腦按鍵盤，還是電腦的電腦按鍵盤，都可能會出現同時按下多個按鍵的情況。 根據電腦按鍵盤的設計，在最壞的情況下，它可以正確識別最多兩個同時擊鍵（2 鍵翻轉）或在xxx的情況下全部（n 鍵翻轉）。

根據矩陣中按鍵的排列情況，如果同時按下三個或更多按鍵，可能會出現錯誤識別。 實際未按下的鍵可能被識別為活動的。 這種效果稱為幻鍵。

以兩行（A、B）三列（1、2、3）的6鍵電腦鍵盤盤為例進行說明。 如果同時按下 u = A1、y = B2 和 v = A2，則電腦按鍵盤控制器無法區分是僅按下 v 或 x 還是同時按下兩者。 如果在掃描期間激活了 A 行，則控制器會正確識別對應于 u 和 v 的列 1 和 2。 但是，當 B 行變為活動狀態時，控制器正確地將第 2 列識別為 y，并錯誤地將第 1 列識別為 x，因為 y、v 和 u（從 B 行到第 2 列，到 A 行，到第 1 列）連接到第 1 列. 相反，同時驅動 w = A3 或 z = B3 與 u 和 y 不是問題，肯定會被識別。 通常，當按下矩陣中矩形的三個角時，會出現這種效果。

一個常見的對策是以這樣一種方式排列鍵矩陣，使得這些模式不會出現在通常的鍵組合中。 這利用了這樣一個事實，例如，同時按下多個字符鍵的情況非常罕見，而“字符和 shift 鍵”的組合很常見。 此外，一些電腦鍵盤對它們識別為同時按下的鍵數有限制，例如只有兩個鍵（2 鍵翻轉）。

對（可能的）幻鍵的檢測更加智能。 由于一個人不太可能一個接一個地快速按下幾個鍵，以至于電腦按鍵盤控制器無法再識別它們被按下的順序，因此有可能識別出同時處于活動狀態的其他鍵直到出現導致幻影的組合 -Key 可能包含。 在上面的示例中，這將導致 u 首先被識別為活動的，然后是 y。此處不能出現幻影鍵，因此兩個鍵都被接受。 如果添加了 v，則會創建幻影鍵效果，并且電腦按鍵盤控制器會忽略 v 和 x 鍵。

出于成本原因，只有在特殊應用中才能找到為每個鍵提供二極管的選項，這樣電流只能從行流到列，反之亦然（真正的 n 鍵翻轉）。 然而，根據鍵盤的技術，這并不總是可行的，并且總是與更高的生產成本相關聯。 一個折衷的解決方案是在某些按鈕上尋找更便宜的按鈕布局和二極管的組合。

當按下或釋放一個鍵時，電腦按鍵盤控制器會向 PC 發送一個代碼，從而觸發中斷。 中斷處理程序評估每個鍵的掃描碼，確定哪些修改鍵也處于活動狀態，并將結果存儲在電腦中鍵盤緩沖區。 操作系統或活動應用程序通過軟件中斷處理此緩沖區，現在將掃描代碼與字符（鍵碼）（例如數字、字母或標點符號等）或動作（例如結束程序）鏈接起來。 這意味著電腦鍵盤只提供按鍵數字，不提供ASCII字符，這種聯系只發生在PC操作系統或用戶程序的軟件中。

電腦按鍵盤和計算機之間的通信是通過串行接口進行的，因此只需要幾根電纜和一個緊湊型連接器。

PS/2接口的前身是PC/XT電腦按鍵盤接口，功能上與之相關，但只允許電腦按鍵盤向電腦傳輸數據。 使用 AT-電腦按鍵盤，界面變為雙向，以便能夠通過 LED 顯示某些狀態，例如數字鎖定、大寫鎖定和滾動鎖定。

五針 DIN 連接器用于 PC/XT 和 AT 接口，隨著 IBM PS/2 計算機系列的推出，它被六針迷你 DIN 連接器（“PS/2 連接器”）所取代。 在電氣方面，AT 接口和 PS/2 是相同的，但協議已擴展到 PS/2 電腦鍵盤。