內置鍵盤的采用是筆記本電腦便攜性的重要體現,在所有電腦主機中必不可少。和外接USB、PS/2端口鍵盤不同,內置鍵盤采用非編碼式矩陣控制方式,沒有專門的控制電路,厚度可以做到很薄。
1、內置鍵盤輸入端口特點
鍵盤按照代碼轉換方式,可以分為編碼式和非編碼式兩種。
編碼式鍵盤是通過數字電路直接產生對應于按鍵的ASCII碼,這種方式目前筆記本電腦基本不應用在內置鍵盤上面。
非編碼式鍵盤,是將鍵盤按鍵排列成矩陣的形式,由硬件或軟件隨時對矩陣進行掃描,一旦某一鍵或組合鍵被按下,該鍵的行列信息即被轉換為位置碼,并送入電腦主機的控制芯片,再由鍵盤驅動程序查表,從而得到按鍵的ASCII碼,最后送入內存中的鍵盤緩沖區(qū)供主機分析執(zhí)行。
筆記本電腦鍵盤按鍵信息控制模塊通常和主板電源管理模塊整合成一個功能芯片,這就是經常提到的電源管理芯片。
非編碼式鍵盤由于其結構簡單、按鍵重定義方便而成為最常采用的鍵盤類型之一,也因此應運而生多姿多彩的多媒體鍵盤,為了實現鍵盤或電腦主機上的某些快捷按鈕定義的功能,還需要PC硬件商事先在EC BIOS或相應的快捷鍵驅動程序里定義好相應按鍵功能。
此外,由于此類鍵盤不需要單獨的控制芯片,鍵盤本身可以省略控制線路,可以做到很輕薄,目前筆記本電腦內置鍵盤幾乎都是采用非編碼鍵盤編碼方式。
非編碼式矩陣鍵盤端口通常由若干根輸入、輸出按鍵信號偵測腳組成,筆記本電腦內置鍵盤端口通常由8根輸入和16根輸出,共計24根信號偵測腳組成。內置鍵盤實際上就是一個矩陣開關,通常由八十幾個鍵盤按鍵組成,當我們按下某個鍵盤按鍵時,就相當于將鍵盤端口的某兩根輸入、輸出信號腳進行短接,主板鍵盤控制芯片依此得出鍵盤的輸入信息。
有興趣的朋友,不妨取下電腦主機的內置鍵盤,直接短接鍵盤接口某兩根信號腳,同樣可以實現鍵盤字符的輸入。
如下圖所示,筆記本電腦典型非編碼式矩陣鍵盤示意圖。
而上圖則列出了上述鍵盤矩陣圖所對應的編碼表。舉例說明一下,鍵位“15”表示鍵盤端口第21腳和第1腳短接時產生大代碼,其他鍵位依此類推。
當然,非編碼式矩陣鍵盤也有其局限性。如果同時按下三個或以上鍵盤按鍵時,有可能會導致所謂的“鍵位沖突”問題,即同時按下若干按鍵時,電腦主機可能只能實現對部分按鍵的輸入。喜歡打游戲的朋友在自定義組合按鍵的時候,可能會有體會。關于內置鍵盤鍵位沖突問題具體原因,這里不再詳細說明,感興趣的工程師可以通過網絡等資源獲取相關資訊。
2、內置鍵盤輸入端口組成
如下圖所示,典型筆記本電腦內置鍵盤接口視圖。圖中包括內置鍵盤24腳接口和鍵盤主控芯片。這里的主控芯片就是電源管理芯片,其內部整合鍵盤控制器、電源管理兩大模塊。
3、內置鍵盤輸入端口控制模型
如下模塊框圖所示,典型筆記本電腦內置鍵盤端口控制框圖。
模型非常簡單,內置鍵盤的控制芯片就是電源管理芯片,它對應的鍵盤輸入、輸出信號腳直接連接到鍵盤接口。其中輸入、輸出引腳相互交叉,當摁下某個按鍵時,對應的輸入、輸出引腳會形成短接情形。
通過以上對筆記本內置鍵盤基本原理的學習,我們可以很清楚的了解筆記本內置鍵盤和它的外接USB接口鍵盤之間是沒有任何直接關聯(lián)性的。內置鍵盤采用的是非編碼方式,內部沒有控制芯片,其接口控制芯片是主板上電源管理芯片;而外接USB鍵盤的內部有自己的編碼控制芯片,USB鍵盤最終將它的鍵位信息轉換成USB總線信號傳遞給南橋,或PCH主控芯片進行控制。
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