电脑键盘工作原理
加入技术交流群
随着计算机CPU（硬件）和Windows操作系统（软件）的不断升级换代，计算机的发展进入到了包括多媒体在内的高速多功能时代。与此相适应，计算机键 盘也出现了一些新的变化，主要表现在键盘键数的增加及功能的整合。美国苹果(Apple)公司早在1992年就曾推出过设有调整音量按键的键盘。时下流行 的多媒体键盘，也叫多功能键盘，其特征是增加了一些快捷键（或功能键），通过设定主板BIOS或软件设定，使这些新增的键可以实现开关电脑、休眠启动、 CD播放、音量调整、一键上网等特殊功能。此外还出现了一些多功能集成的键盘，如将扫描仪、录音设备或手写板、鼠标等整合为一体的键盘，以及带有文字编辑 或指纹识别功能的智能键盘等。
如前所述，IBM定义的101键键盘与微软(Microsoft)所定义的三键共同形成的104 键Win95键盘一般被称作标准键盘，那么标准键盘的104键之外如何增加按键扩充功能呢？从目前键盘发展情况看，可以有多种方法。单就增加键盘按键的设 定技术看，一般来讲，按键的增加取决于三个方面的因素：一是CPU能识别，二是操作系统能响应，三是键盘内部电路结构能安排。从前面的介绍可知，CPU和 操作系统这两个因素是计算机必备的现成技术，不成问题。这样，增加键盘按键的关键就在于键盘的内部结构。以下两种方法可以直接简便地增加键盘按键。
目前PC机键盘按键一直沿用IBM的行列矩阵方式布局排列，称为扫描矩阵，其内部电路结构的核心是8048（包括其后续升级系列）单片机微处理器。根据单 片机微处理器特定的I/O（即Input/Output输入/输出）电路，IBM将键盘按键的行列矩阵定义为8行×16列＝128键，而现行的标准键盘只 使用了其中的104键，故尚有128-104＝24键的阵点闲余，尚未定义。因此，增加按键的方法之一是，直接在这尚未定义的24个闲余按键阵点中继续定 义新键以扩增新的功能键。方法之二是，通过改变单片机微处理器I/O电路的配线方式，可以把IBM的原8行×16列扫描矩阵变为（8+n）行×16列，如 （8+1）行×16列＝144键等，这样就会在128键之外获得新增加的一行16个键位，再根据需要为其定义功能。以上两种方法都可以达到增加104键的 标准键盘的按键数的目的。简而言之，第一种方法是在原扫描矩阵8行×16列的行列点阵中尚未利用的24个点上,根据需要可任意增加1至24个新键；第二种 方法是在单片机微处理器原扫描矩阵8行×16列基础上再增加一行，变为9行×16列扫描矩阵，再根据需要任意增加新键，并不会带来单片机微处理器本身原有 功能的更新。如IBM 的83键盘发展到原来的标准键盘101键，其要增加的键数只要通过增加键盘的行或列，并在增加的行列阵点上进行定义便可实现；而原来的101键的标准键盘 后发展到目前的104键的标准键盘，其增加的3个键数可以不增加键盘的行和列，只要在原扫描矩阵中尚未定义的点上直接定义就可以。无论是第一种方法还是第 二种方法，都已经属于公有技术领域的技术。
什么是键盘的键位冲突？
简单的说，也就是当你同时按下键盘上的几个键的时候，这几个键不能同时反映出来，这就叫做键盘的键位冲突。例如说，你能想象当你按下Ctrl－Alt－Del时，系统只能接收到前两个键，而死活不承认你按了Del键吗？
当然，现实中是不会有这样的键盘的，按不下Ctrl－Alt－Del的键盘根本就没法出厂，但其他一些常见的键位冲突就不稀奇了。例如，经常有一些键盘不能同时对例如A-S-空格这样的按键组合作出反应，这样在FPS游戏中，使用者就会大为吃亏。
对于键位冲突问题，电脑用户中有两种完全不同的态度，绝大多数人根本意识不到键位冲突问题的存在，直到遇到冲突的时候才叫苦不迭，并且大呼“为什么他就能 做这个动作？”；而另一部分人，特别是一些游戏高手，又在孜孜不倦的寻找“没有键位冲突的键盘”。这两种人都是对键位冲突的原因认识不清楚的。
键位冲突的直接起因，是键盘的非编码结构。在2月号的专题中，我们提到过现在的键盘几乎都是非编码的薄膜接触式键盘，那么什么是非编码键盘呢？在专题里我们没有详细的解释，下面我们就来详细说明一下非编码键盘的原理与结构。
传统的键盘，是编码式键盘，它的每个键按下时都会产生唯一的按键编码，并且通过专有的一组导线传输到键盘接口电路，由于其线路和编码的唯一性，这种键盘是不存在键位冲突的问题的，但是编码键盘结构复杂，现在已经很少使用了。
而现代的薄膜接触式键盘，任何一个按键都有上下两层薄膜的触点，我们将它拆开来仔细看一看（如图），就会发现在任何一层薄膜上，导线数都远少于按键数，而 且每一条导线都同时连通多个按键的触点，而且，上层和下层的任何两条导线都最多只在一个按键上重合。也就是说，上层的1号导线可能会同时经过1、2、3、 4、5……等按键，而下层的1号导线可能同时经过1、Q、A、Z……等按键，且两条导线只在1键上重合。
什么是键盘的键位冲突？简单的说，也就是当你同时按下键盘上的几个键的时候，这几个键不能同时反映出来，这就叫做键盘的键位冲突。例如说，你能想象当你按下Ctrl－Alt－Del时，系统只能接收到前两个键，而死活不承认你按了Del键吗？
当然，现实中是不会有这样的键盘的，按不下Ctrl－Alt－Del的键盘根本就没法出厂，但其他一些常见的键位冲突就不稀奇了。例如，经常有一些键盘不能同时对例如A-S-空格这样的按键组合作出反应，这样在FPS游戏中，使用者就会大为吃亏。
对于键位冲突问题，电脑用户中有两种完全不同的态度，绝大多数人根本意识不到键位冲突问题的存在，直到遇到冲突的时候才叫苦不迭，并且大呼“为什么他就能 做这个动作？”；而另一部分人，特别是一些游戏高手，又在孜孜不倦的寻找“没有键位冲突的键盘”。这两种人都是对键位冲突的原因认识不清楚的。
键位冲突的直接起因，是键盘的非编码结构。在2月号的专题中，我们提到过现在的键盘几乎都是非编码的薄膜接触式键盘，那么什么是非编码键盘呢？在专题里我们没有详细的解释，下面我们就来详细说明一下非编码键盘的原理与结构。
传统的键盘，是编码式键盘，它的每个键按下时都会产生唯一的按键编码，并且通过专有的一组导线传输到键盘接口电路，由于其线路和编码的唯一性，这种键盘是不存在键位冲突的问题的，但是编码键盘结构复杂，现在已经很少使用了。
而现代的薄膜接触式键盘，任何一个按键都有上下两层薄膜的触点，我们将它拆开来仔细看一看（如图），就会发现在任何一层薄膜上，导线数都远少于按键数，而 且每一条导线都同时连通多个按键的触点，而且，上层和下层的任何两条导线都最多只在一个按键上重合。也就是说，上层的1号导线可能会同时经过1、2、3、 4、5……等按键，而下层的1号导线可能同时经过1、Q、A、Z……等按键，且两条导线只在1键上重合。
这样，根据上层薄膜和下层薄膜所经过的按键，就可以排出一个类似下面的表格：
| 上层导线1 |
DIY机械键盘相关社区:机械键盘DIY 相关推荐技术专区 |
评论