鍵盤的出現改變了信息錄入方式,成為計算機最為重要的外部輸入設備。直到目前為止,鍵盤依舊在字符輸入設備中有着不可動搖的地位,并随着用戶的需求,向着多媒體、多功能和人體工程學等方面不斷發展,其地位得到了鞏固。
一、鍵盤的分類
在鍵盤的發展過程中,為滿足不同用戶之間的需求差異,陸續出現了多種不同類型的鍵盤。下面将對其中較為常見的一些鍵盤類型進行簡單介紹。
1、根據按鍵方式不同的分類
從不同鍵盤在按鍵方式上的差别來看,可以将其分為機械式、導電橡膠式、薄膜和電容式鍵盤4種類型。
機械式鍵盤
早期鍵盤的按鍵大都采用機械式設計,通過一種類似于金屬接觸式開關的原理來控制按鍵觸點的導通或斷開。為了使按鍵在被按下後能夠迅速彈起,廉價的機械式鍵盤大多采用銅片彈簧作為彈性材料,但由于銅片易折且易失去彈性,因此質量較差。
機械式鍵盤的特點是工藝簡單、維修方便,且使用手感較好,但噪聲大、易磨損。不過直到今天,做工精良的機械式鍵盤仍舊是衆多用戶所追捧的對象。
機械式鍵盤
導電橡膠式鍵盤
與機械式鍵盤不同,導電橡膠式鍵盤的内部是一層帶有凸起的導電橡膠,其凸起部分導電,通過按鍵時導電橡膠與底層觸點的接觸來産生按鍵信息,總體來說,導電橡膠式鍵盤的成本較低,但由于整體手感沒有太大進步,因此很快便被新型的薄模式鍵盤所取代。
導電橡膠式鍵盤
薄膜式鍵盤
這是目前市場上最為常見的鍵盤類型,其内部是兩層印有電路的塑料薄膜,通過用戶按鍵後導電薄膜的接觸來産生按鍵信息。與其他類型的鍵盤相比,薄膜式鍵盤具有無機械磨損、可靠性較高,且價格低、噪音小等特點。
薄膜式鍵盤
電容式鍵盤
電容式鍵盤通過按鍵時電極距離發生變化,從而引起電容量變化而産生的振蕩脈沖信号來記錄按鍵信息。由于電容式鍵盤的按鍵屬于無觸點非接觸式開關,其磨損率極小(甚至可以忽略不計),也沒有接觸不良的隐患,因此具有質量高、噪音小、容易控制手感及密封性好等優點,不過工藝結構較機械式鍵盤要複雜一些。
電容式鍵盤
2、根據設計外形不同的分類
就外形來看,鍵盤分為标準鍵盤、人體工程學鍵盤和異形鍵盤3種類型。其中,标準鍵盤便是那種四四方方、外形規規矩矩的矩形鍵盤,該類型鍵盤的缺點是長時間使用會比較疲勞。
為此,人們開始從人體工程學的角度重新設計鍵盤外形。例如,将鍵盤上的左手按鍵區和右手按鍵區分離開來,并使其形成一定角度。這樣一來,用戶在使用時便不必有意識地夾緊雙、臂,從而能夠在一種比較自然的狀态下進行工作。
除此之外,大多數人體工程學鍵盤還會有意加大“空格”、“回車”等常用按鍵的面積,并在鍵盤下增加護手托闆(即腕托)。這樣一來,通過為懸空的手腕增加支點,便可以有效減少因手腕長期懸空而導緻的疲勞感。
至于異形鍵盤,則是為某種應用或特殊需求而專門設計的鍵盤,具有針對性強、方便、快捷和高效等特點,因此并不十分注重鍵盤的外形。例如,為提高鍵盤便攜性而設計的可折疊鍵盤、矽膠鍵盤,以及專為遊戲娛樂玩家而生産的專用遊戲鍵盤等。
3、根據接口類型不同的分類
按照鍵盤與計算機連接時所用接口的不同,還可以分為PS/2鍵盤、USB鍵盤和無線鍵盤3種類型。
PS/2鍵盤
由于PS/2接口屬于目前計算機的必備接口之一,因而采用此類接口的鍵盤極其普遍。
USB鍵盤
USB 接口也是目前計算機領域内的一種常見接口,采用該接口的鍵盤與PS/2鍵盤相比具有接口速度快和使用方便等優點。
無線鍵盤
無線鍵盤是一種與主機間沒有任何連線的鍵盤類型,共分為信号接收器與鍵盤主體兩部分。
根據信号傳播方式的不同,無線鍵盤分為外線型和無線電型兩種。其中,紅外線型的方向性要求比較嚴格,尤其是對水平位置比較敏感;無線電型則是通過輻射來傳播信号的,因此這種鍵盤在使用時較紅外線型要靈活,不過抗幹擾能力稍差。
4、根據所用計算機的不同
與上面所介紹的台式機鍵盤相比,筆記本鍵盤的尺寸往往要稍小一些,而且按鍵也較少,大都隻有85或86個按鍵。
二、鍵盤結構及工作原理
在對鍵盤有了一定認識後,下面将對鍵盤的組成結構與工作原理進行講解,以便用戶更好地認識和了解鍵盤。
1、鍵盤的結構
計算機鍵盤發展至今,其間雖然經曆了不斷的變化,但依然由外殼、按鍵和内部電路這三大部分所組成。
外殼
外殼是支撐電路闆和用戶操作的鍵盤框架,通常采用不同類型的塑料壓制而成,部分高檔鍵盤還會在底部采用鋼闆,以此來增加鍵盤的質感和剛性。
為了适應不同用戶的使用需求,鍵盤的底部大都設有可折疊的支撐腳,展開支撐腳後可以使鍵盤保持一定的傾斜角度。
按鍵
按鍵由按鍵插座和鍵帽兩部分組成。其中,鍵帽上印有各種字符标記,便于用戶進行識别,而按鍵插座的作用則是固定鍵帽。
内部電路
電路是整個鍵盤的核心,主要分為邏輯電路和控制電路兩大部分,其中,邏輯電路呈矩陣狀排列,幾乎布滿整個鍵盤,而鍵盤按鍵便安裝在矩陣的交叉點上。
控制電路由按鍵識别掃描電路、編碼電路、接口電路等部分組成,其表面布有各種電子元件,并通過導線與邏輯電路連在一起,如圖4-16所示。控制電路的作用是接收邏輯電路産生的按鍵信号,并在整理和加工這些信号後,向計算機主機發出與按鍵相對應的信号。
2、鍵盤的工作原理
鍵盤的作用是記錄用戶的按鍵信息,并面計控制由路将該信息送入計算機,從而實現将字符輸入計算機的目的。以目前最為常見的薄膜式鍵盤為例,其按鍵信号産生過程
其實,無論是哪種類型的鍵盤,按鍵信号産生原理都沒什麼差别。但是,根據鍵盤在識别鍵盤信号時所采用的方式卻可以将它們分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。
編碼鍵盤
在編碼鍵盤中,按鍵在被按下後将産生唯一的按鍵信息,而鍵盤的控制電路則會在對信息進行編碼後直接送入計算機.再由計算機對比字符編碼表,從而得出所輸入的字符,實現錄入字符的目的。
可以看出,編碼鍵盤在完成字符的錄入工作時,經過的中間步驟極少,這使得編碼鍵盤的響應極快。但是,為了使每個按鍵都能夠産生一個獨立的編碼信号,編碼鍵盤的硬件結構較為複雜,并且其複雜程度會随着按鍵數量的增多而不斷增加。
三、鍵盤選購
鍵盤作為操作計算機時使用較為頻繁的設備,具質裡的優劣關系着工作效率,還直接影響着使用時的舒适程度,甚至于手腕的健康。為此,挑選一款合适的鍵盤便顯得尤為重要。
1.檢查鍵盤的做工
鍵盤品質的差異首先體現在做工之上,鍵盤各部分的加工是否精細,表面是否美觀等都是評判做工優劣的依據。通常來說,劣質鍵盤不但外觀粗糙、按鍵彈性差,而且内部印刷電路闆的生産工藝也都較差。
2.注意鍵盤的手感
鍵盤與手的接觸較多,因此鍵盤手感也很重要。手感太輕、太軟的鍵盤在長時間使用後往往會給人一種很累的感覺;手感太重、太硬,則擊鍵時的聲音會比較大。
一般來說,鍵盤的按鍵應該平滑輕柔,彈性适中而靈敏,按鍵無水平方向的晃動,松開後能夠立刻彈起。至于靜音鍵盤,在按下、彈起的過程中應該是接近無聲的。除此之外,鍵盤手感的優劣也與使用者的主觀因素有關,但隻要自己感覺舒适即可,因此在選購鍵盤時的試用極其重要。
3.考慮鍵位的布局
不同鍵盤的按鍵數量和按鍵布局也有一些差别。對于已經習慣某種按鍵布局方式的用戶來說,換用其他按鍵布局的鍵盤會感覺很不方便,因此在選購時應盡量挑選符合自己使用習慣的鍵盤産品。
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