Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Аппаратное прерывание клавиатуры

Клавиатура подключена к линии прерывания IRQ1. Этой линии соответствует прерывание INT 09h.

Клавиатурное прерывание обслуживается BIOS, однако драйверы клавиатуры и резидентные программы могут организовывать дополнительную обработку прерывания INT 09h. Для этого может быть использована цепочка обработчиков прерывания.

Стандартный обработчик прерывания INT 09h

Как работает стандартный обработчик клавиатурного прерывания, входящий в состав BIOS?

Этот обработчик выполняет следующие действия:

·       читает из порта 60h скан-код нажатой клавиши;

·       записывает вычисленное по скан-коду значение кода ASCII нажатой клавиши в специальный буфер клавиатуры, расположенный в области данных BIOS;

·       устанавливает в единицу бит 7 порта 61h, разрешая дальнейшую работу клавиатуры;

·       возвращает этот бит в исходное состояние;

·       записывает в порт 20h значение 20h для правильного завершения обработки аппаратного прерывания.

Обработчик прерывания INT 09h не просто записывает значение кода ASCII в буфер клавиатуры, но также выполняет и другие действия. Например, он дополнительно отслеживает нажатие пользователем таких комбинаций клавиш, как <Ctrl+Alt+Delete>, обрабатывает специальные клавиши <PrintScreen> и <SysReq>. При вычислении кода ASCII нажатой клавиши учитывается состояние клавиш <Shift> и <CapsLock>.

Буфер клавиатуры

Буфер клавиатуры имеет длину 32 байта и расположен в компьютере IBM PC/XT по адресу 0000h:041Eh.

В компьютерах моделей IBM PC/AT и IBM PS/2 расположение клавиатурного буфера задается содержимым двух слов памяти с адресами 0000h:0480h (смещение адреса начала буфера) и 0000h:0482h (смещение конца буфера). Обычно эти ячейки памяти содержат значения, соответственно, 001Eh и 003Eh. Так как смещения заданы относительно сегментного адреса 0040h, то стандартное расположение клавиатурного буфера в IBM PC/AT и IBM PS/2 соответствует его расположению в IBM PC/XT.

Буфер клавиатуры организован циклически. Это означает, что при его переполнении самые старые значения будут потеряны. Две ячейки памяти, находящиеся в области данных BIOS с адресами 0000h:041Ah и 0000h:041Ch содержат, соответственно, указатели на начало и конец буфера. Если значения этих указателей равны друг другу, буфер пуст.

Заметим, что вы можете удалить все символы из буфера клавиатуры, установив оба указателя на начало буфера. Однако есть более предпочтительный способ с использованием прерывания BIOS INT 16h, функции которого мы опишем позже в этой главе.

Указателями на начало и конец клавиатурного буфера обычно управляют обработчики прерываний INT 09h и INT 16h. Программа извлекает из буфера коды нажатых клавиш, используя различные функции прерывания INT 16h.

При переполнении внутреннего буфера клавиатуры или буфера, расположенного в области данных BIOS программа-обработчик прерывания INT 09h генерирует звуковой сигнал.

В программах MS-DOS у вас едва ли появится необходимость непосредственного манипулирования содержимым буфера клавиатуры - вы можете использовать прерывание BIOS INT 16h для выполнения практически всех клавиатурных операций.

Переключающие клавиши

Помимо управления содержимым буфера клавиатуры, обработчик прерывания INT 09h отслеживает так называемые переключающие клавиши - <NumLock>, <ScrollLock>, <CapsLock>, <Insert>. Состояние этих клавиш записывается в область данных BIOS в два байта с адресами 0000h:0417h и 0000h:0418h.

Формат байта 0000h:0417h:

Формат байта 0000h:0418h:

Если вы изменяете состояние светодиодов на панели клавиатуры, не забывайте устанавливать соответствующие биты в байтах состояния клавиатуры.

Программой обработки прерывания INT 09h отслеживаются некоторые комбинации клавиш. Ниже приведены эти комбинации и действия, выполняемые обработчиком прерывания при их обнаружении:

Многие типы клавиатур имеют отдельную альтернативную цифровую панель, напоминающую клавиатуру калькулятора. Если одновременно с нажатием на клавишу <Alt> набрать на этой панели число, не большее, чем 255 и не равное 0, то это число будет помещено в буфер клавиатуры, как будто бы оно было введено при помощи одной клавиши. Это число будет также записано в слово, расположенное в области данных BIOS по адресу 0000h:0419h.

Заметим, что упомянутый способ работает и в приложениях Microsoft Windows.