Устройства ручного ввода информации.

В качестве устройств ручного ввода текстовой информации используются различные клавиатуры. Блок клавиатуры содержит три типа клавиш: алфавитно-цифровые, функциональные и управляющие. При нажатии алфавитно-цифровой клавиши блок вырабатывает код символа нажатой клавиши и сигнал подтверждающий, что клавиша была нажата.

При нажатии функциональной клавиши блок вырабатывает код управляющего символа, который воспринимается центральным процессором, который прерывает выполнение текущей программы и переключается на подпрограмму обработки прерывания, т.е. выполняется какая-либо функция, например, работа с диском или с принтером, переход в другое окно текстового редактора и другие.

Управляющие клавиши позволяют получить управляющие сигналы необходимые для изменения режимов работы блока клавиатуры или ЭВМ. Например, переход с латинского алфавита на русский, сброс программы, изменение регистра.

В большинстве случаев программы работы с клавиатурой позволяют перепрограммировать клавиши, т.е. изменить их назначение. Например алфавитно-цифровую клавишу можно сделать функциональной.

При работе с клавиатурой на экране монитора компьютера формируется курсор – указатель положения вводимого символа

Блок клавиатуры, содержит некоторое количество клавиш, каждая из которых снабжена переключателем или датчиком. Переключатель находится в узле матрицы, т.е. на пересечении столбца и строки (рис.69). При нажатии какой–либо клавиши замыкается электрическая цепь одной строки и одного столбца. В качестве переключателей могут использоваться механические контакты, магнитоуправляемые контакты - герконы или различные датчики, например е мкостные.

Рис. 69. Принцип построения матрицы. Рис. 71. Временная диаграмма

сигнала.

Матрица опрашивается (сканируется) по строкам и столбцам двумя схемами, которые в свою очередь работают под управлением двоичных кодов (трех– или четырех– разрядных). (Рис.70). Эти управляющие коды генерирует схема генерации кодов (счетчик). При нажатии любой клавиши специальная логическая схема останавливает работу генератора кодов в тот момент, когда опрашивается строка и столбец, в узле которых находится замкнутый переключатель. Двоичный код действующий на выходе схемы генерации кодов преобразуется в последовательный формат и передает в интерфейс клавиатуры. Одновременно формируется сигнал подтверждающий, что клавиша нажата (рис.71).

Рис. 70. Структурная схема блока клавиатуры.

Кроме рассмотренных узлов блок клавиатуры содержит узел защиты от дребезга, не допускающий повторного формирования кода символа при однократном нажатии на клавишу. В тоже время блок клавиатуры может повторять формирование кода символа при длительном удержании клавиши в нажатом состоянии, либо при одновременном нажатии двух клавиш – алфавитно-цифровой и клавиши ПВТ (повторение).

Схема блока клавиатуры может быть выполнена на интегральных микросхемах различной степени интеграции. Если используются микросхемы малой степени интеграции то отдельные узлы структурной схемы четко выражены и легко узнаваемы. В том случае, когда используются микросхемы большой степени интеграции операции по обнаружению нажатой клавиши, кодированию символа и преобразованию кода осуществляются программным методом процессором блока клавиатуры.

Устройства автоматического ввода текстовой информации.

Устройство автоматического ввода текстовой информации (читающий автомат – ЧА) должно обеспечивать воспринятые (считывание) изображения символов с бланка и распознавание этих символов. Кроме этого читающий автомат должен распознавать интервалы между символами, между словами и между строками.

Считывание изображения осуществляется фотоэлектрическим способом рис.72. Для этого в считывающей головке ( Рис. 73) имеются источник света и линейка фотоприемников. Применение нескольких фотоприемников позволяет считывать всю строку одновременно, без дополнительных перемещений считывающей головки.

Рис. 72. Принцип восприятия изображения фотоэлектрическим способом.

1. документ, 2. Источник излучения (света), 3 приемник излучения, 4. Оптическая система.

Рис. 73. Принцип считывания изображения линейкой фотоприемников.

1. поле изображения символа, 2. изображение символа, 3. линейка фотоприемников, 4. направление перемещения считывающей головки.

Считывающая головка перемещается вдоль строки текста, поэтому освещенность каждого фотоприемника меняется в зависимости от изображения на бланке. В результате меняется величина электрического напряжения на выходе фотоприемников. Эти изменения напряжений преобразуются в двоичный многоразрядный код – код описания считанного символа. Код описания символа поступает в блок предварительной обработки (БПО), рисунок 74, где осуществляется предварительный анализ полученного кода, т.е. определяется, был ли считан символ или интервал между символами или словами. Если считан символ, то в блоке предварительной обработки формируется код описания символа по его признакам (наличие пересечений, примыканий, дуг и т.д.). Затем код описания считанного символа передается в специализированное вычислительное устройство (СВУ), где он последовательно сравнивается со всеми эталонными кодами описаний символов, которые способен различать данный читающий автомат. При совпадении кодов специализированное вычислительное устройство выдает код символа в соответствии с одной из кодовых таблиц, например КОИ – 8. Этот код символа поступает в устройство (схему) сопряжения с ЭВМ (УС), где формируются необходимые интерфейсные сигналы для установления связи с ЭВМ и передачи кода символа.

Рис. 74. Упрощенная структурная схема устройства автоматического ввода текстовой информации.

Б – барабан. СчГ – считывающая головка, 1 – источник света, 2 – фотоэлементы. БПО – блок предварительной обработки. СВУ – специализированное вычислительное устройство. УС – устройство сопряжения с ЭВМ. УУ – устройство управления и синхронизации. ДВ – электродвигатель привода барабана. ШДВ – шаговый электродвигатель перемещения считывающей головки.

Устройство управления (УУ) осуществляет синхронизацию работы механических и электрических узлов читающего автомата. При включении устройства ввода устройство управления вырабатывает сигналы инициализации т.е. приведение читающего автомата в рабочее состояние – сброс всех регистров и установку считывающей головки на первую строку. При работе устройства ввода устройство управления подает сигналы на захват документа и подачу его на барабан, включает электродвигатель привода барабана. При поступлении на устройство управления сигнала от датчика положения барабана оно включает шаговый двигатель и перемещает считываемою головку на одну строку. При этом в БПО и СВУ подающий сигнал на обработку новой строки символов. По окончании чтения одного документа устройством управления выдаются сигналы на сброс документа с барабана и подачу нового.

В настоящее время широкое распространение получили полуавтоматические устройства ввода текстовой и графической информации - (сканирующие устройства). Сканер содержит считывающую головку с линейкой фотоприемников перекрывающей бланк по всей его ширине. Перемещение головки по бланку осуществляется оператором. Процессы предварительной обработки сигналов и распознавания символов протекают в ЭВМ, к которой подключена считывающая головка сканера. Разрешающая способность сканера определена размерами фотоприемников и составляет обычно несколько точек (пикселей) на миллиметр. Перемещение считывающей головки по документу может осуществляться и автоматически.

Обычно такие устройства формируют сигналы графического типа. Введенные в ЭВМ данные находятся в памяти также в форме графического изображения. Переход от графической формы к текстовой (символьной) осуществляется специальными прикладными программами.