Tema 9 Periféricos de Entrada

Periféricos e Interfaces Tema 9/1

Contenido TECLADOS DISPOSITIVOS APUNTADORES DIGITALIZADORES Teclados Tecnología y Tipos Estructura Funcionalidad Interfaz al computador: Controlador Manejador de Interrupciones: Control de la interfaz entre teclado y computador Programación Tema 9/2

Dónde están el teclado y el ratón

Teclado

Tema 9/3

Ratón

Estructura Interna Teclado Computador

PPI, 60h)

Interfaz síncrona serie de 11 bits: 1+8+1+1 (PS/2) Tema 9/4

Controlador del Teclado

Decodificador X

IRQ1 (INT 9h) Controlador de Interfaz Datos(7:0) de Teclado: (Port B de 8255 8741/8742

Decodificador Y

Matriz de Teclas

Tipos de Teclados: Teclado Matricial Vcc

Puerto A (OUT)

D0 D1 D2 D3

3

2

1

0

7

6

5

4

B

A

9

8

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 51 x 68 x 7 mm

F

E

D

C

Matriz de 3 x 4 teclas Corriente de contacto a 20ºC: 5 mA Rebote del contacto: 5 msec max

D3 D2 D1 D0 Puerto B (IN)

Resistencia contacto: 200 ohms max Vida media: 1 millón de pulsamientos Fuerza de actuación: 90 +/- 25 gramos Precio: 6 Euros

Tema 9/5

Tipos de Teclas de Contacto

Cabeza Muelle Pulsador Contactos PCB Tema 9/6

Teclas Capacitivas

Tema 9/7

Tipo de Teclados QWERTY PC/XT: 83 teclas

AT: 101(USA)/102(UK) teclas 104 teclas (Windows) Tema 9/8

Teclados QWERTY 101/102 teclas 101 teclas (USA)

102 teclas (UK)

Tema 9/9

Interior de un teclado

Tema 9/10

Códigos • Código SCAN (estático) – identifica la tecla “pulsada” – 1 byte

• Código MAKE (dinámico) – se envía al controlador cuando es pulsada, incluso shift, ctrl, etc. – es igual al código scan

• Código BRAKE (dinámico) – se envía al controlador cuando se deja de pulsar una tecla, incluso shift, ctrl, etc. – es igual al código scan + 128 (bit 7=1) Tema 9/11

Estado del Teclado QWERTY 13 teclas 17 teclas

71/72 teclas

D0: SHIFT DCHA pulsado D1: SHIFT IZQ pulsado

Primer byte de estado del teclado: 0040:0017 (datos BIOS)

D2: CTRL pulsado D3: ATL pulsado D4: Bloq Desp activado D5: Bloq Num activado D6: Mayúsculas D7: Insert activado

Tema 9/12

Segundo byte de estado del teclado: 0040:0018 (datos BIOS)

Controladores de Teclado y Ratón Vcc= 5v.

Puerto de Datos: 60H

Datos Reloj

Teclado

Puerto de Control: 64H

Controlador de teclado/ratón 8741/8742

Bus del Sistema

Registro de Salida

IRQ12

Registro de Entrada

IRQ1

GND Vcc= 5v. Datos Reloj

Ratón GND

Tema 9/13

Conectores de Teclado

Din 5 pines:

PS/2:

1.- Reloj teclado (bidir)

1.- Reloj teclado (bidir)

2.- Dato teclado (bidir)

2.- Tierra

3.- No conectado

3.- Dato teclado (bidir)

4.- Tierra

4.- No conectado

5.- +5v.

5.- +5v. 6.- No conectado

Tema 9/14

Conectores de interfaz a teclados y ratones

Tema 9/15

Protocolos de comunicaciones síncrono PS/2 Teclado a PC

PC a teclado

Tema 9/16

Manejador Software Generalizado Aplicación Driver del Ratón Servicio de Interrupciones Controlador del Ratón

Tema 9/17

INT 09h

Tema 9/18

LIBRE

LIBRE 40:3c

Tabla ASCII Código ASCII al Buffer de Teclado

LIBRE

40:1a 40:1b 40:1c 40:1d 40:1e

Código SCAN desde controlador

LIBRE ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan ASCII Scan

LIBRE

LIBRE

Puntero Lectura Puntero Escritu

Manejador de Teclado Memoria Principal

Buffer de Teclado

Zona de Datos de la BIOS

INT 09h - IRQ 1 • 1.- El teclado envía el código SCAN al controlador de teclado, y éste activa la interrupción IRQ 1 (INT 09H) • 2.- La rutina de servicio de interrupciones correspondiente lee el puerto 60H (port B) que es donde se almacena el código de scan • 3.- Se convierte a ASCII y este código y el de scan se almacenan en el buffer de teclado en la placa base (situado en memoria principal) • 4.- Se activan los bits correspondientes de los bytes de estado del teclado en la Zona de Datos de la BIOS Tema 9/19

Programación usando la función BIOS INT 16h • AH=0: lee un carácter desde el buffer de teclado, AH= código scan, AL= ASCII. Si no existe carácter espera a que se pulse uno. • AH=02: devuelve en AL el primer byte de estado del teclado • AH=10H: lee un carácter del teclado extendido

Tema 9/20

Contenido Dispositivos Apuntadores Tecnologías y Tipos Organización Interna Funcionamiento Interfaz y Controlador Programación

"A Mouse! What A Great Idea!!" W. Disney

Tema 9/21

Tipos TrackPoint TouchPad

Trackball

Scroller

IntelliMouse (Microsoft) Tema 9/22

Ratón Optico Scroll 2 botones laterales

No existe bola Sensor óptico para múltiples superficies Tema 9/23

Joystick

Tema 9/24

Elementos del Sistema de Control del Ratón en un Computador • • • •

Sensores (sistema opto-mecánico) Controlador del ratón Enlace físico de comunicación (DB9, 10 mA) Protocolo de datos (PS/2, 1200bps, 7/8 bits, 1 stop) • Interfaz de datos con procesador • Driver • Aplicación Tema 9/25

Mecanismo Opto-Mecánico

Tema 9/26

Codificación de la posición Fotodetector

Fotoemisor

Led-1 105º Led-2 Rueda

60º

Luz: pasa / no pasa Led-2 Led-1 Diagrama de señales cuando Tema 9/27 las ruedas se mueven así

Características • Resolución/Sensibilidad (CPI, counts per inch) – 100 CPI: menor sensibilidad, cursor en pantalla se mueve más rápidamente – 400 CPI: mayor sensibilidad, cursor en pantalla se mueve más lentamente

• Escalado – 1:1, 2:1 (valores de X e Y son duplicados)

• Muestreo (número de envíos de datos al controlador por unidad de tiempo) – 10 ... 200 muestras/segundo Tema 9/28

Controladores de Teclado y Ratón Vcc= 5v.

Puerto de datos entrada(R)/salida(W): 60H

Controlador de teclado/ratón 8741/8742

Bus del Sistema

Registro de Entrada

IRQ12

Teclado

Puerto de control(W)/estado(R): 64H

Registro de Salida

IRQ1

Datos Reloj

GND Vcc= 5v. Datos Ratón Reloj GND

Tema 9/29

Paquetes PS/2 para Ratones

Tema 9/30

Funcionamiento • Modos de Funcionamiento utilizando registros PS/2: – Remoto: envía datos cada vez que se le pide por un comando de lectura (por encuestas) – Ráfagas: envía datos cada cierto tiempo (por interrupciones)

Tema 9/31

Funcionamiento por Ráfagas • Mover o apretar tecla • El dispositivo envía un paquete • Se activa una interrupción hardware (INT 9h) • Se activa el driver del dispositivo • El driver lee el paquete (INT 33h) • El driver actualiza las variables de estado del ratón en memoria principal (INT 33h) • El driver actualiza el estado del cursor sobre la pantalla (INT 33h) Tema 9/32

Driver del Ratón INT 33h

INT 9h

Controlador del Ratón Registro de Salida Registro de Entrada

Programación utilizando la BIOS • INT 33h – – – – – –

AX=0000h, salida: AX=estado, BX=num botones AX=0001h, muestra cursor AX=0002h, esconder cursor AX=0003h, lee posición y estado del ratón AX=0009h, define tipo de cursor en modo gráfico AX=000ah, define tipo de cursor en modo texto

• Vía puertos de E/S de tipo PS/2 – Escribe comando d4h al puerto 64h del controlador PS/2 (indica “escribir en el dispositivo auxiliar”) – Escribir dato/comando en 60h para enviar a ratón Tema 9/33

Ejercicio • Un dispositivo apuntador de tipo Opto-Mecánico está configurado con un muestreo de 40 envíos por segundo. ¿Qué desplazamiento máximo puede indicar el dispositivo para sensibilidades de 100 y 400 CPI? 40 transmisiones/seg x 255 cuentas/trans.= 10200 cuentas/seg. – 100 CPI: 102 pulgadas/seg. – 400 CPI: 25.5 pulgadas/seg. Tema 9/34

Scanners • Tecnología • Tipos – Lineales: Flatbed, Manual – 2D: Vídeo (sensor 2D)

• Características • Interfaz

Tema 9/35

Cámaras Digitales • Sensores – Tipos: CCD, CMOS – Características

• Lentes • Interfaces

Tema 9/36