电脑键盘的工作原理

A. 独立式按键的工作原理

独立按键式直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点式每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其他I/O口线的状态。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一个I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。

独立按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询没跟I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。

独立键盘理想的波形是按下去时保持低电平，实际上在上升沿和下降沿的过程中（即按键和离键时的一段微小时间）会出现抖动。消抖的方法有两种，一种是通过硬件：在电路上连个电容；另一种是软件消抖，根据经验增加10ms的延时。

(1)电脑键盘的工作原理扩展阅读：

按键分类与输入原理：

按键按照结构原理科分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关灯;另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。

在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其他按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能，键信息输入时与软件结构密切相关的过程。

对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。CPU可以采用查询或中断方式了解有无将按键输入，并检查是哪一个按键按下，将该键号送人累加器，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完成后再返回主程序。

B. 标准键盘的基本工作原理

CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。

一、I/0接口的概念

1.接口的分类

I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和 外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类： 1）I/O接口芯片

这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。

2）I/O接口控制卡

有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。

按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。

2.接口的功能

由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题： 速度不匹配:I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不 同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。 时序不匹配:各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传 输数据，无法与CPU的时序取得统一。 信息格式不匹配:不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分 为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。 信息类型不匹配:不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而 有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。 基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常接口有以下一些功能： 1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输； 2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换； 3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数／模或模／数转换器等； 4）协调时序差异； 5）地址译码和设备选择功能； 6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。 3.接口的控制方式 CPU通过接口对外设进行控制的方式有以下几种： 1）程序查询方式 2）中断处理方式 3）DMA（直接存储器存取）传送方式 二、常见接口 1.并行接口 目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。 现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。 标准并行口4位、8位、半8位:
4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。 EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。 ECP口（扩展并行口）:由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储器 访问）。 目前几乎所有的586机的主板都集成了并行口插座，标注为 Paralle1或LPT1，是一个26针的双排针插座。 2.串行接口 计算机的另一种标准接口是串行口，现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样，虽然速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此长距离的通信应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，而COM2有些使 用的是老式的DB25针连接器。 3.磁盘接口 1）IDE接口 IDE接口也叫做ATA端口，只可以接两个容量不超过528M的硬盘驱动器，接口的成本很低，因此在386、486时期非常流行。但大多数IDE接口不支持DMA数据传送，只能使用标准的PCI／O端口指令来传送所有的命令、状态、数据。几乎所有的586主板上都集成了两个40针的双排针IDE接口插座，分别标注为IDE1和IDE2。 2）EIDE接口 EIDE接口较IDE接口有了很大改进，是目前最流行的接口。 首先，它所支持的外设不再是2个而是4个了，所支持的设备除了硬盘，还包括CD－ROM驱动器磁盘备份设备等。 其次，EIDE标准取消了528MB的限制，代之以8GP限制。 第三，EIDE有更高的数据传送速率，支持PIO模式3和模式4标准。 4.SCSI接口 SCSI（SmallComputerSystemInterface）小计算机系统接口，在做图形处理和网络服务的计算机中被广泛采用SCSI接口的硬盘。除了硬盘以外，SCSI接口还可以连接CD－ROM驱动器、扫描仪和打印机等，它具有以下特点： ●可同时连接7个外设； ●总线配置为并行8位、16位或32位； ●允许最大硬盘空间为8.4GB（有些已达到9.09GB）； ●更高的数据传输速率，IDE是2MB每秒，SCSI通常可以达到5MB每秒，FASTSCSI（SCSI－2）能达到10MB每秒，最新的SCSI－3甚至能够达到40MB每秒，而EIDE最高只能达到16.6MB每秒； ●成本较IDE和EIDE接口高很多，而且，SCSI接口硬盘必须和SCSI接口卡配合使用，SCSI接口卡也比IED和EIDE接口贵很多。 ●SCSI接口是智能化的，可以彼此通信而不增加CPU的负担。在IDE和EIDE设备之间传输数据时，CPU必须介入，而SCSI设备在数据传输过程中起主动作用，并能在SCSI总线内部具体执行，直至完成再通知CPU。 5.usb接口 最新的USB串行接口标准是由Microsoft、Intel、Compaq、IBM等大公司共同推出，它提供机箱外的热即插即用连接，用户在连接外设时不用再打开机箱、关闭电源，而是采用“级联”方式，每个USB设备用一个USB插头连接到一个外设的USB插座上，而其本身又提供一个USB插座给下一个USB设备使用，通过 这种方式的连接，一个USB控制器可以连接多达127个外设，而每个外设间的距离可达5米。USB统一的4针圆形插头将取代机箱后的众多的串/并口（鼠标、MODEM）键盘等插头。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或拆卸。除了能够连接键盘、鼠标等，USB还可以连接ISDN、电话系统、数字音响、打印机以及扫描仪等低速外设。

三、I/O扩展槽

I/O扩展槽即I/O信号传输的路径，是系统总线的延伸，可以插入任意的标准选件，如显示卡、解压卡、MODEM卡和声卡等。通过I/O扩展槽，CPU可对连接到该通道的所有I／O接口芯片和控制卡寻址访问，进行读写。 根据总线的类型不同，主板上的扩展槽可分为ISA、EISA、MAC、VESA和PCI几种。

1）ISA插槽 2）EISA插槽 3）VESA插槽 4）PCI插槽 白色，与VESA插槽一样长，与ISA插槽平行，不需要与ISA插槽配合使用，而且只能插入PCI控制卡。由于主板的空间有限，PCI插槽要占用ISA插槽的位置

C. usb键盘工作原理

计算机键盘的功能就是及时发现被按下的键，并将该按键的信息送入计算机。键盘中有发现下按键位置的键扫描电路，产生被按下键代码的编码电路，将产生代码送入计算机的接口电路，这些电路统称为键盘控制电路。依据键盘工作原理，可以把计算机键盘分为编码键盘和非编码键盘：

键盘控制电路的功能完全依靠硬件自动完成，这种键盘称为编码键盘，
整个键盘处理程序由查询程序、传送程序、译码程序三部分组成

D. 键盘的工作原理是什么

键盘的基本工作原理

计算机键盘的功能就是及时发现被按下的键，并将该按键的信息送入计算机。键盘中有发现下按键位置的键扫描电路，产生被按下键代码的编码电路，将产生代码送入计算机的接口电路，这些电路统称为键盘控制电路。依据键盘工作原理，可以把计算机键盘分为编码键盘和非编码键盘：

键盘控制电路的功能完全依靠硬件自动完成，这种键盘称为编码键盘，它能自动将按下键的编码信息送入计算机。编码键盘响应速度快，但它以复杂的硬件结构为代价，而且其复杂性随着按键功能的增加而增加。

另外一种键盘，它的键盘控制电路功能要依靠硬件和软件共同完成，这种键盘称为非编码键盘。这种键盘响应速度不如编码键盘快，但它可通过软件为键盘的某些按键重新定义，为扩充键盘功能提供了极大的方便，因此，得到广泛的使用。非编码键盘工作原理如下：

与编码键盘不同，非编码键盘并不直接提供按键的编码信息，而是用较为简单的硬件和一套专用程序来识别按键的位置。

非编码键盘由软件、硬件配合完成键盘的工作。利用软件驱动下的硬件来完成诸如扫描、编码、传送等功能，这个程序被称之为键盘处理程序。整个键盘处理程序由查询程序、传送程序、译码程序三部分组成。键盘处理程序的工作过程如下：

(1)主程序首先调用查询程序，通过查询接口逐行扫描键位矩阵，同时检测行列的输出，由行与列的交连信号确定某闭合键的坐标，即得到被按键对应的扫描码；

(2)主程序调用传送程序将得到的扫描码传送给位于主机内的键盘接口电路；

(3)主程序调用译码程序将键盘接口内的扫描码翻译为相应键的编码信息；

(4)在需要的时候，键盘接口电路把上述编码信息传送给主机。

E. 电脑键盘是什么原理制成的,请分析原理

键盘的工作原理：
1：键盘的基本工作原理就是实时监视按键，将按键信息送入计算机。

2：在键盘的内部设计中有定位按键位置的键位扫描电路、产生被按下键代码的编码电路以及将产生代码送入计算机的接口电路等等，这些电路被统称为键盘控制电路。
3：根据键盘工作原理，可以把计算机键盘分为编码键盘和非编码键盘。
4：键盘控制电路的功能完全依靠硬件来自动完成的，这种键盘称为编码键盘，它能自动将按下键的编码信息送入计算机。另外一种键盘，它的键盘控制电路功能要依靠硬件和软件共同完成，这种键盘称为非编码键盘。

F. 键盘的工作原理

单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达位的字符或数字。键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有I/O线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为。键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为，则所按下的键不在此列，如果不全为，则所按下的键必在此列，而且是在与电平线相交的交点上的那个键。

G. 计算机键盘设计原理

计算机键盘设计原理是图灵机。
图灵机，又称图灵计算、图灵计算机，是由数学家阿兰·麦席森·图灵（1912～1954）提出的一种抽象计算模型，即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。
电脑键盘是把文字信息的控制信息输入电脑的通道，从英文打字机键盘演变而来的。它最早出现在电脑上的时候，还是一种叫做“电传打字机”的部件。
实际上，比电传打字机更早的年代，键盘就已经出现在电脑附属设备上了，在电脑还是能够占满一个大厅的年代里，主要的电脑输入设备就是穿孔纸带和穿孔卡片，这些纸带和卡片当然不可能是人手一点点穿出来的，它们是使用专用的“纸带穿孔机”和“卡片穿孔机”来穿出的，而在这两种机器上也都有一台很像普通打字机的电动打字机作为输入设备。
沃拉克键盘是August Dvorak教授在1930年设计的键位方案，由于不再考虑按键的机械结构问题，所以按键排布完全按照理想化的击键率分布设计。手指运动的行程比柯蒂键盘要小得多，平均打字速度几乎提高了一倍。不过正如很多事情一样，习惯的力量是难以抵挡的，德沃拉克键盘至今只是在极少数专业场合使用。不过对于想试试的人来说，可以尝试一下Windows里自带的德沃拉克键盘方案。

H. 键盘的工作原理

键盘的工作原理

在进入正文前，我们先来简单地了解一下键盘的工作原理，这样能有助于加深DIYER对它的认识。键盘是计算机中使用最普遍的输入设备，它一般由按键、导电塑胶、编码器以及接口电路等组成。

在键盘上通常有上百个按键，每个按键负责一个功能，当用户按下其中一个时，键盘中的编码器能够迅速将此按键所对应的编码通过接口电路输送到计算机的键盘缓冲器中，由CPU进行识别处理。通俗地说也就是当用户按下某个按键时，它会通过导电塑胶将线路板上的这个按键排线接通产生信号，产生了的信号会迅速通过键盘接口传送到CPU中。
键盘维修技巧

谈到键盘维修，首先要知道键盘会出现哪些故障。其实就笔者认为，键盘故障相对于其他配件或设备来说还是比较少的。它大致可分两种，第一是电脑开机时搜索不到键盘，第二是键盘按键失灵。

一．“电脑开机时搜索不到键盘”故障维修

导致“电脑开机时搜索不到键盘”的因素有很多，例如连接不牢固、键盘接口损坏、线路有问题、主板损坏等等，但主要的问题几乎都是在连接上（概率在60％左右）。对于这类故障我们通常采用的方法是先关机，然后拔掉键盘接头，再用力插进主板上的键盘接口即可。

假设这招不行，那么就要进行联线、主板等部件的检查。至于如何操作，本文不作详细介绍，因为这些问题一则不会经常遇到；二则比较复杂，大家没有必要苦心研究，如真想钻研的话，记住一定要有专业人士在旁边指导。

二．“键盘按键失灵”故障维修
“键盘按键失灵”这是我们经常遇到的问题。出现这种现象一般都是因为在线路板或导电塑胶上有污垢，从而使得两者之间无法正常接通。其他因素也有可能，例如：键盘插头损坏，线路有问题，主板损坏、CPU工作不正常等，但并非主要原因。因此我们只需要进行除垢工作便可。

操作的步骤如下：

1．拆开键盘。注意在打开键盘时，一定要按钮面（也就是我们操作的一面）向下，线路板向上，否则每个按键上的导电塑胶会纷纷脱落，给您的修理带来麻烦。

2．翻开线路板，线路板一般都用软塑料制成的薄膜，上面刻有按键排线，用浓度最好在97％以上酒精棉花（75％以上的医用酒精棉花也可以，因为本人曾使用过，但最好是用高浓度的酒精棉花）轻轻地在线路板上擦洗二遍。对于按键失灵部分的线路要多照顾几遍。

3．查看按键失灵部分的导电塑胶，如果上面积攒了大量的污垢的话，同样使用酒精擦洗。假设导电塑胶有损坏的话，那么笔者建议您可以把不常用按键上的导电塑胶换到已损坏的部分，虽然这种“拆东墙补西墙”的举措无法让键盘发挥出所有功能，但最起码可以延长常用按键的寿命。

4．清除键盘内角落中污垢，工具可用毛笔、小刷子等，但要注意动作要轻柔一些。

5．查看焊接模块有无虚焊或脱焊，如果您会使用电烙铁的话，可以进行补焊工作。当然此步骤只适用于对会使用电烙铁的朋友，不会使用的朋友，请跳过此步骤。

6．装好键盘。这里有一点须注意，那就是一定要等酒精挥发干净后再进行。

到此为止，维修步骤基本介绍完毕，怎么样，简单吧！其实本文所讲的“键盘按键失灵”故障维修办法，不仅仅对电脑键盘上有效，而且在处理家电遥控器按钮失灵、手机或电话机键盘按键失灵也同样有用武之地。