Principalul dispozitiv de intrare pentru majoritatea calculatoarelor este tastatura si, pâna când sistemele de recunoastere vocala nu vor fi perfectionate astfel încât sa recunoasca vorbirea continua, este putin probabil ca aceasta situatie sa se schimbe. Chiar si în acest caz, tastatura va ramâne pe primul loc din punctul de vedere al vitezei si al preciziei. În ultimul deceniu, organizarea tastelor a fost aproape complet standardizata, ajungându-se la un singur model de tastatura. Tastaturile livrate împreuna cu calculatorul sunt mult mai diferite decât se constata la prima vedere. Astfel sub tastele ce par identice se ascund tehnologii de realizare diferite, tehnologii ce variaza de la un producator la altul. Tehnologia folosita determina nu numai modul de functionare al tastaturii, ci si durata de viata a acesteia si comoditatea în folosire.

Conceptul care sta la baza tastaturii - o litera pentru fiecare buton, dateaza de pe vremea primelor masini de scris. Organizare si functiile tastelor s-au schimbat foarte putin din ultima jumatate a secolului XIX. Nici tastaturile calculatoarelor personale nu s-au schimbat foarte mult.

Toate tastaturile au aceeasi functie: detectarea tastelor pe care le apasati cu degetele si transmiterea informatiilor corespunzatoare catre calculator. Scopul principal în realizarea tastaturilor a fost gasirea unui mecanism care sa combine acuratetea - detectarea actionarii tastelor si ignorarea semnalelor electrice aleatorii. La acestea se adauga senzatia avuta la apasarea unei taste.

a) Tastaturi capacitive

La introducerea pe piata, PC-urile au mostenit tehnologiile folosite pentru generatiile anteriore de echipamente. În momentul respectiv, comutatoarele folosite ca elemente de baza aveau neajunsuri importante la utilizarea îndelungata, deci nu aveau o durata de viata mare. IBM a adoptat un model care izola comutatoarele de aerul înconjurator. În loc sa se bazeze pe contactele unui comutator pentru modificarea fluxului electric, IBM a optat pentru detectarea unei modificari de capacitate. Capacitate reprezinta în general proprietatea de a stoca încarcaturile de electricitate statica. Condensatoarele stocheaza electricitatea cu sarcini opuse pe una sau mai multe perechi de placi conductoare, separate de un material izolator. Sarcinile de sens opus creeaza un câmp electric, iar izolatorul împiedica anularea reciproca a celor doua sarcini. Cu cât cele doua placi ale condensatorului sunt mai apropiate, cu atât câmpul electric este mai puternic si cu atât mai multa energie poate fi stocata. Deplasarea relativa a celor doua placi determina modificarea capacitatii de stocare a sarcinilor electrice, ceea ce genereaza un curent electric pentru completarea capacitatii crescute sau pentru eliminarea sarcinii suplimentare datorita scaderii capacitatii. Modificarile fluxului electric sunt detectate de circuitele electronice ale unei tastaturi capacitive. Modificarile mici, graduale, de capacitate sunt amplificate astfel încât sa simuleze închiderea sau deschiderea unui comutator. Uzual, tastaturile capacitive sunt construite în jurul unei placi de circuit imprimat. Sub fiecare tasta (numita statie în terminologia specifica tastaturilor) se afla doua suprafete de cupru placate cu nichel si cositor. Cele doua suprafete metalice ale fiecarei perechi nu sunt conectate fizic sau electric una cu cealalta, formând placile unui condensator. În modelele IBM de tastatura capacitiva, apasarea unei taste deformeaza un cerc de plastic metalizat, separând cele doua placi metalice aflate sub partea mobila a fiecarei taste. Desi plasticul cercului împiedica crearea unei conexiuni electrice între cele doua placi metalice, distanta initiala dintre acestea determina crearea unei sarcini capacitive. Separarea celor doua placi metalice (apasarea unei taste) determina scaderea capacitatii - o descrestere de la 20-24 de picofarazi la 2-6 picofarazi. Reducerea capacitatii genereaza un curent mic, dar detectabil, în circuitele electrice la care sunt conectate cele doua placi metalice. Alte tastaturi capacitive compatibile folosesc un model opus celui utilizat de IBM. Astfel, apasarea unei taste determina apropierea celor doua placi metalice si cresterea capacitatii. Procesul invers are acelasi efect - modificarea fluxului electric într-un fel ce poate fi detectat de tastatura. Tastaturile de tip capacitiv functioneaza foarte bine, având o durata de viata pentru fiecare tasta evaluata la aproximativ 10.000.000 de actionari. Dezavantajul acestei tehnologii este detectarea indirecta a actionarii tastelor.

b) Tastaturile cu contacte

Solutia directa pentru construirea unei tastaturi este modificarea fluxului electric cu ajutorul unor comutatoare. Comutatoarele dintr-o tastatura fac exact ceea ce se presupune ca trebuie sa faca un comutator - sa deschida sau sa închida un circuit electric pentru a împiedica sau pentru a permite circulatia unui curent electric. Folosirea comutatoarelor implica folosirea unor circuite mai simple pentru detectarea fiecarei actionari de taste, desi mare majoritate a tastaturilor cu contacte includ un microprocesor care aloca tastelor codurile de scanare si serializeaza datele pentru a fi transmise calculatorului. Costul a devenit principalul factor în proiectarea si producerea tastaturilor. În cautarea unui compromis între pret si durata de viata, modelul bazat pe comutatoare a câstigat competitia.

Exisa trei modele de tastaturi bazate pe contacte:
• cu comutatoare mecanice;
• cu calote de cauciuc;
• cu membrana;

1) Comutatoarele mecanice folosesc mecanisme traditionale de comutare, respectiv contacte din metale pretioase care formeaza o conexiune electrica în urma actionarii mecanice. Comutatoarele de sub fiecare tasta pot fi unitati independente, cu posibilitatea de înlocuire individuala, sau pot fi fabricate ca un singur ansamblu. Contactele dintr-o tastatura cu comutatoare mecanice pot îndeplini un rol dublu - de control asupra fluxului electric si de pozitionare a capacelor tastelor. Contactele pot actiona ca niste arcuri, împingând capacele tastelor în pozitia initiala dupa ce au fost apasate. Dar, forta de raspuns a contactelor este greu de controlat, iar materialul contactelor se uzeaza si se poate rupe.Ca urmare, majoritatea tastaturilor cu contacte mecanice folosesc arcuri pentru readucerea tastelor în pozitia initiala.

2) Tastaturile cu calote de cauciuc combina mecanismele de contact si de pozitionare într-un singur element. O foaie de elastomer - un material elastic asemanator cu cauciucul-este modelata astfel încât sa formeze sub fiecare tasta o proeminenta (calota). În interiorul calotei se afla o pastila din carbon sau dintr-un alt material conductor, îndeplinind rolul unuia dintre contacte. Atunci când calota de cauciuc este apasata, pastila de carbon închide circuitul. La eliberarea tastei, calota de elastomer revine la forma initiala, deschizând circuitul si împingând în sus tasta. Tastaturile cu calote de cauciuc au fost folosite prima data de IBM de calculatoarele PC jr. Fabricarea ca subansamblu integrat face ca tastaturile cu calote de cauciuc sa fie ieftine. În plus, proiectarea corespunzatoare a tastaturii face ca senzatia la utilizare sa fie foarte buna - elasticitatea calotelor de cauciuc poate fi selectata astfel încât sa se simta momentul exact când se face contactul.

3) Tastaturile cu membrana sunt asemanatoare celor cu calote de cauciuc, exceptând faptul ca folosesc în locul foilor de elastomer folii de plastic - membrane - pe care sunt imprimate circuite electrice. Contactele sunt încapsulate în proeminente formate de folia de plastic. Prin presarea foliei de plastic, pastilele se strâng, închizând comutatoarele. Membranele sunt deseori folosite pentru miniaturi destinate calculatoarelor si imprimantelor, datorita costului scazut si duratei mari de viata. Materialul care formeaza contactele poate fi încapsulat în interiorul proeminentelor de plastic, facându-l imun la conditiile de mediu. Folosite ca atare, membranele nu sunt foarte potrivite pentru tastaturile calculatoarelor, deoarece contactele acestora au o cursa foarte scurta. Totusi, un mecanism auxiliar poate sa modifice senzatia data de actionarea unei taste, astfel încât aceste tastaturi sa nu poata fi deosebite de tastaturile ce folosesc alte tehnologii.

Principale diferenta dintre tastaturile actuale nu este data de tehnologia folosita, ci de senzatia la actionarea unei taste. Tastatura trebuie sa asigure un raspuns tactil, astfel încât sa se simta prin degete momentul în care este activata o tasta. Uzual pentru a ne asigura ca am actionat o tasta, vom fi condusi de tendinta de a apasa mai mult decât este necesar. Forta suplimentara ne va obosi mai repede. O solutie a acestei probleme este activarea tastelor înainte de sfârsitul cursei. Pentru aceasta se poate reduce forta de apasare înainte ca tasta sa ajunga la sfârsitul cursei. Tastaturile cu cursa liniara cer depunerea unui efort mai mare pentru apasarea tastei mai mult. Astfel, relatia dintre deplasarea tastei si forta pe care trebuie aplicata este liniara pe tot traseul tastei. Principalul dezavantaj al acestei metode este faptul ca degetele nu au de unde sa stie când au apasat tastele destul de mult. Daca pot sa sesizeze momentul actionarii unei taste, degetele vor învata sa se opreasca intuitiv dupa atingerea punctului respectiv. Tastaturile mai bune ofera acest tip de reactie tactila, cerând sa se creasca forta de apasare a unei taste pâna în momentul activarii acesteia, apoi scazând foarte mult rezistenta opusa de aceasta, pâna la limita cursei. Un mecanism cu arc, proiectat astfel încât sa cedeze brusc dupa activarea fiecarei taste, reprezinta modalitatea clasica de obtinere a reactiei tactile si poate fi adaptat pentru emiterea unui clic sonor la fiecare apasare de tasta. Un alt rol al arcului este de aridica tastele dupa ce actiunea asupra lor înceteaza. Tastaturile moderne folosesc un singur sistem de arcuri sau, mai des, calote de cauciuc care trec dintr-o pozitie în alta. Tastaturile cu calote de cauciuc ofera o senzatie tactila satisfacatoare, dar tastele individuale pot sa impuna sporadic folosirea unei forte mai mari, ceea ce poate afecta actionarea uniforma. Aceasta tehnologie de fabricatie este foarte des utilizata în realizarea tastaturilor datorita costului scazut si a fiabilitatii bune. Tastaturile "moi" au o spuma comprimabila care amortizeaza miscarea tastelor. Aceste tastaturi au o miscare mai liniara si sunt preferate de unii utilizatori datorita functionarii mai line si mai putin zgomotoase. Un alt factor ce influenteaza senzatia tactila este forta necesara actionarii tastelor. Unele tastaturi necesita o forta de apasare mai mare decât altele. În general, majoritatea tastaturilor cer o forta de apasare între 54 si 68 grame pentru actionarea unei taste. Tastaturile mai rigide pot cere o forta de apasare de pâna la 85 grame. Tastaturile difera si prin distanta pe care trebuie sa o parcurga o tasta pentru a fi înregistrata ca activa. Tastaturile cu cursa completa cer o deplasare a tastelor pe o distanta de 0.14 - 0.18 inch pentru a fi considerate active. Modelele cu cursa completa permit obtinerea unor vizeze de lucru mai mari si a unor rate de eroare mai mici.

Pe o tastatura de dimensiuni complete, spatiul dintre taste, masurat în centrele acestora, este de 0.75 inch (19 milimetri). Tastele au latura de aproximativ 0.5 inch (12.5 milimetri) si sunt putin adâncite pentru a contribui la pozitionarea corecta a degetelor.

Organizarea QWERTY

Acest nume de organizare a tastaturii corespunde listei ce contine primele sase caractere de pe rândul de sus.

Organizarea Dvorak-Delay

Acest model include câteva idei ce duc la viteze mai mari de lucru. O idee de baza este favorizarea folosirii alternative a mâinilor. Pentru a face mai probabila folosirea alternativa a mâinilor, pe aceste tastaturi toate vocalele sunt aranjate pe rândul de baza al mâinii stângi, iar consoanele cu frecventa cea mai mare de utilizare sunt asezate pe rândul de baza al mâinii drepte. Windows 95 include optiuni de selectare a tastaturii Dvorak, driverul standard de tastatura permitând selectarea optiunii Dvorak. Pentru aceasta se selecteaza pictograma Keybord în Control Panel, din Windows 95. Se selecteaza apoi pagina Language, unde se gaseste butonul Properties. Executând clic pe acest buton, se va deschide un ecran în care se poate face selectia limbajului de tastatura. Organizarea Dvorak este disponibila ca o optiune a organizarii pentru Statele Unite. Actual, aproape toate sistemele sunt echipate cu tastaturi aranjate în maniera stabilita de tastatura IBM cu 101 taste.

Tastatura PC cu 83 de taste

Modelul de organizare, în cea mai mare parte este pastrat de la masina de scris - cu tastele alfabetice în mijloc. În plus, IBM a pus în partea stânga a blocului de taste alfanumerice doua coloane de taste functionale, iar controlul cursorului se facea cu o magistrala numerica destinata introducerii directe de date. Tasta ENTER era mica si destul de greu de identificat având desenata pe ea o sageata îndoita. Nu existau nici un fel de indicatoare pentru tastele speciale (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock). Acest model a ramas standard pâna la introducerea calculatoarelor AT în anul 1984.

Tastatura cu 84 de taste

Odata cu aparitia calculatoarelor AT , IBM a introdus un nou model de tastatura. În noul model exista o tasta suplimentara - Sys Req, destinata în special aplicatiilor multiutilizator. Tasta Enter a fost marita (dimensiunea tip Selectric) si au fost adaugate indicatoarele pentru tastele de comutare a modului de lucru. Pozitia tastelor functionale a fost pastrata, iar tastele de deplasare au ramas în continuare combinate cu tastele numerice, în partea dreapta a blocului alfanumeric.

Tastatura imbunatatita cu 101 taste

Odata cu introducerea pe piata a calculatoarelor îmbunatatite, IBM a lansat o noua tastatura, numita Advanced Keyboard, cunoscuta si sub numele de Enhanced Keyboard. Organizarea tastelor a fost schimbata fata de modelul anterior, modelele cu 84 taste si cel cu 104 taste fiind interschimbabile si amândoua sunt incompatibile cu modelul cu 83 de taste. Principala îmbunatatire a fost cresterea numarului de taste - 101 pentru Statele Unite si 102 taste pentru modelele internationale. Pe lânga blocul de taste numerice combinate cu taste de deplasare, a fost prevazut un bloc separat cu taste pentru deplasarea cursorului. De asemenea, alte taste cum ar fi cele de control au fost dublate într-un bloc separat. La tastele functionale au fost adaugate doua noi taste (F11 si F12) si întreg blocul a fost mutat pe un rând, deasupra blocului alfanumeric. În fiecare parte a barei de spatiu au fost prevazute tastele Ctrl si Alt, iar tasta Caps Lock a fost mutata în locul tastei Ctrl. Noul tip de tastatura a facut ca o operaþie, ce putea fi realizata cu o mâna, utilizând modelele anterioare de tastaturi, acum se realizeaza cu ajutorul ambelor mâini. Folosirea noului aranjament si a noilor taste s-a dovedit a fi mai greoi. Astfel tasta Enter, mai mica, poate fi ratata în cazul lucrului cu viteza.

Tastatura Windows cu 104 taste

O serie de functii ale sistemului de operare Windows 95 nu sunt la îndemâna în cazul tastaturilor obisnuite cu 101 taste. Pentru a înlatura acest inconvenient si pentru a corespunde mai bine modului de operare sub Windows 95, multi producatori adauga la noile tastaturi trei noi taste - doua taste Windows si o tasta care activeaza meniurile derulante - în locurile libere de o parte si de alta a barei de spatiu, care este putin mai mica. Cele doua taste Windows, care poarta emblema Windows, sunt folosite pentru lansarea gestionarului de operatii din Windows. Una dintre acestea se afla în partea stânga, între tastele Ctrl si Alt. Cealalta se afla în partea dreapta, imediat dupa tasta Alt. A treia tasta se utilizeaza la selectarea elementului indicat de cursorul mouse-ului si se afla imediat dupa tasta Windows din dreapta. Majoritatea producatorilor au modificat si alte taste de pe tastatura Windows, pentru a usura lucrul. Astfel unii producatori au marit tasta Enter aducând-o la dimensiune celei de pe tastatura cu 84 de taste, tasta backslash a fost micsorata si mutata mai sus.

Pentru a fi folosite în circuitele calculatoarelor, comutatoarele au nevoie de componente electronice speciale, care sa elimine fluctuatiile electrice si vibratiile contactelor. Aceste circuite de eliminare a vibratiilor supravegheaza contactele comutatoarelor si transforma ezitarile initiale într-o schimbare de stare clara. Un inconvenient este faptul ca fiecare comutator are nevoie de un circuit propriu pentru eliminarea fluctuatiilor de curent. În loc sa elimine vibratiile fiecarui comutator în parte, tastaturile calculatoarelor rezolva problema în alt mod. Circuitele electronice ale tastaturii nu detecteaza schimbarea starii fiecarui comutator în momentul în care aceasta are loc, ci verifica periodic daca vreun comutator si-a schimbat starea. Daca este sesizata schimbarea starii unui comutator, ceea ce corespunde apasarii sau eliberarii unei taste, circuitele electronice genereaza o inductie care este trimisa catre calculator. Procesul descris mai sus are însa si o serie de dezavantaje. Detectarea apasarii tastelor prin verificari periodice implica o mica întârziere la semnalarea fiecarei apasari de tasta si de fiecare data trebuie verificata fiecare tasta. Viteza mare de lucru a circuitelor electronice actuale face ca acest lucru sa nu fie un inconvenient major. Procesul este redus la o rutina - circuitele electronice ale tastaturii verifica starea fiecarei taste cu o frecventa de aproape un milion de ori pe secunda. În general, operatia de scanare a tastelor este facuta de un microprocesor (un dispozitiv din seria 8048, în cazul majoritatii tastaturilor), la fiecare câteva microsecunde, astfel încât pot fi detectati chiar si curentii minusculi generati de apasarea unei taste. Circuitele electronice ale tastaturii valideaza o actiune de tasta numai daca detecteaza curentul generat de aceasta în timpul a doua sau mai multe scanari consecutive.

Coduri de scanare

Atunci când este detectata actionarea unei taste, microprocesorul integrat în tastatura genereaza un cod de scanare prin care indica tasta actionata. Codul de scanare este transformat în date seriale si transmis catre microprocesorul calculatorului gazda. Dupa ce receptioneaza un cod de scanare, controllerul de tastatura lanseaza o întrerupere prin care avertizeaza microprocesorul ca un cod de scanare este disponibil pentru citire. Când se întâmpla acest lucru, calculatorul sorteaza codurile de scanare receptionate si identifica tastele si combinatiile de taste apasate. Programul care executa aceste operatii face parte din codul BIOS al sistemului. Calculatorul memoreaza starea tastelor de comutare, modificând anumite locatii de memorie, anumiti octeti de stare, astfel încât sa reflecte starea tastelor respective. Fiecare apasare de tasta genereaza doua coduri de scanare diferite - unul la apasarea tastei si unul la eliberarea acesteia. Folosirea celor doua coduri de scanare permite calculatorului sa stabileasca daca o tasta este apasata - spre exemplu, atunci când este tinuta apasata tasta Alt în timp ce se apasa o alta tasta functionala. Exista trei standarde pentru codurile de scanare. Acestea sunt folosite pentru trei moduri de operare si corespund celor trei generatii de tastaturi. În oricare din cele trei moduri de operare, fiecare tasta genereaza un cod de scanare unic. Codul fiecarei taste este dat de pozitia acesteia si nu este afectat de starea tastei Caps Lock sau a altor taste. În modul 1 de operare( care corespunde modelului de tastatura cu 83 de tasta), toate codurile de scanare au lungimea unui octet si tastele genereaza coduri diferite la apasare si la eliberare. În modurile 2 si 3 (care corespund modelelor de tastatura cu 84, respectiv 101 taste), codurile de scanare pot avea unul sau mai multi octeti. În general, codul transmis la apasarea tastei (make code) are un octet, iar codul transmis la eliberarea tastei (break code) are doi octeti, respectiv un octet cu valoare F0 (hexa) urmat de codul de apasare. Desi initial codurile de scanare au fost alocate dupa pozitia tastelor si nu dupa caracterele înscrise pe acestea, atunci când producatorii modifica pozitia tastelor, codurile de scanare sunt pastrate ca în modelul original. În caz contrar, fiecare mod de organizare a tastelor ar genera alte coduri de scanare, ceea ce ar crea confuzia atât în calculator, cât si în mintea utilizatorului. Pentru limbi straine se folosesc mapari diferite ale codurilor de scanare. Modelele de tastaturi pentru limbile straine înlocuiesc semnele de punctuatie cu diferite caractere, astfel încât codurile de scanare cerute difera în alte limbi decât în engleza. Tastaturile moderne cu 101 si 104 taste au doua taste Enter, una în blocul alfanumeric si cealalta în blocul combinat de taste numerice si pentru deplasarea cursorului. A doua tasta Enter, ca si tastele numerice din blocul în care se gaseste aceasta, are un cod de scanare propriu. Desi pentru marea majoritate a operatiilor cele doua taste functioneaza identic, în unele cazuri au functii diferite. De exemplu, deseori combinatiile de taste folosesc diferit cele doua taste Shift.

Tastaturile folosesc coduri seriale diferite, în functie de modul de operare. În modul 1, protocolul standard foloseste noua biti pentru fiecare octet. Primul bit este bitul de start, care trebuie sa aiba valoarea logica 1. În continuare sunt transmisi cei opt biti de date, începând cu cel mai putin semnificativ. În modurile 2 si 3, tastatura foloseste un protocol pe 11 biti. Fiecare octet începe cu un bit de start, care are valoarea logica 0. În continuare sunt transmisi cei opt biti de date, începând cu cel mai putin semnificativ. Apoi urmeaza un bit de paritate.
Toate tastaturile folosesc paritatea impara, ceea ce înseamna ca valoarea acestui bit este alesa astfel încât numarul bitilor 1 logic si bitul de paritate sa fie impar. Protocolu se încheie cu un bit de stop , care are întotdeauna valoarea logica 1.

Sistemul de semnalizare si de confirmare folosit de tastaturi

Tastaturile conventionale folosesc linia de ceas pentru trimiterea semnalelor de sincronizare a bitilor de pe linia de date ce sunt receptionati de calculator. Pe de alta parte calculatorul foloseste linia de ceas ca sa controleze fluxul datelor primite de la tastatura. Linia de ces foloseste o logica pe trei stari (tri- state logic) , ceea ce permite modificarea semnalului din ambele parti ale conexiunii. În mod normal, tastatura furnizeaza pe linia de ceas o tensiune cu o anumita valoare, pe care o întrerupe pentru furnizarea semnalului de sincronizare. Aceasta tensiune poate fi întrerupta si de calculator, printr-o scurt - circiutare ce nu pune în pericol tastatura - ca o modalitate de a transmite o cerere de date. Linia de date foloseste de asemenea o logica pe trei stari.
Tastatura urmareste starea liniilor de date si de ceas pentru a determina momentul în care poate trimite informatii catre calculator. Tastatura trimite un caracter numai daca nici una din cele doua linii - de date si de ceas - nu este trecuta pe 0 logic de calculator. Daca linia de ceas este trecuta pe zero, tastatura pastreaza în bufferul propriu datele pe care trebuie sa le trimita. Daca linia de ceas are valoarea 1, dar linia de date are valoarea 0, tastatura asteapta primirea unei comenzi de la calculator. Tastatura urmareste linia de ceas pe toata durata transmiterii unui octet si daca PC-ul trece linia pe 0 logic înaintea trimiterii bitului de paritate tastatura opreste transmisia si pastreaza caracterul în buffer, asteptând pâna când linia de ceas trece din nou pe 1 pentru a retransmite caracterul.

Pentru trimiterea unui octet de comanda catre tastatura, calculatorul verifica mai întâi daca aceasta se afla în timpul unei transmisii de date. Pentru oprirea instantanee a fluxului de date, PC-ul trece linia de ceas pe 0 logic. Apoi lasând linia de ceas sa treaca din nou pe 1 si trecând linia de date pe 0, calculatorul semnaleza tastaturii ca urmeaza sa trimita date. Daca receptioneaza un numar corect de biti, tastatura trimite catre calculator un actet de confirmare, FA(hexa). Daca numarul nu este corect, tastatura cere retransmisia comenzii prin octetul FE(hexa).
Operarea în cazul tastaturilor cu porturi USB (Universal Serial Bus) este diferita fata de operarea tastaturilor conventionale, ele folosind codificarea si protocolul USB. Atunci când se apasa o tasta, tastatura trimite un pachet de date catre PC la urmatoarea interogare facuta de controllerul USB. Daca în intervalul dinte doua interogari nu se elibereaza sau nu se apasa o tasta, tastatura trimite catre controllerul USB un pachet NAK, indicând ca nu are nici o informatie de transmis, pentru ca starea tastaturii nu s-a schimbat.

Comenzi soft folosite de tastatura

Calculatorul are un set redus de comenzi ce pot fi transmise unei tastaturi în vederea ajustarii modului intern de operare. PC-ul poate schimba codurile de scanare, deci modul de operare al tastaturii, cu comanda F0 (hexa), urmat de un numar. De asemenea, se poate modifica rata de tastare automata folosind comanda F3 (hex) sau starea indicatoarelor cu comanda ED (hexa).
Pentru începerea comunicarii, tastatura trimite o serie de caractere prin care indica terminarea cu succes a autotestarii - codul AA (hexa) - dar cu bitul de paritate gresit , semnalizând ca înca nu s-a facut initializarea. Dupa ce calculatorul ajunge într-un anumit punct al procesului de initializare, trimite catre tastatura o cerere de retransmisie a ultimei comenzi - FE (hexa). Ca raspuns, tastatura corecteaza bitul de paritate si trimite din nou codul AA (hexa), cu conditia ca autotestarea sa se fi terminat cu succes. Din acest moment, tastatura si calculatorul sunt pregatite sa treaca în modul normal de lucru.

Porturile folosite de tastatra si întreruperea generata de controller poate sa difere, în functie de modelul hardware si de codul BIOS al calculatorului. Pentru a vedea care sunt porturile folosite, din Windows 95, se deschide Control Panel, apoi se selecteaza pictograma Keyboard, dupa care se vizualizeaza pagina Resource. În acest moment, controllerul de tastatura transmite catre sistem codul de scanare primit de la tastatura, iar rutinele BIOS pentru tastatura determina caracterul ce trebuie trimis sistemului de operare. Rutina BIOS standard genereaza o a doua întrerupere, care permite unei subrutine sa prelucreze codul de scanare înainte ca acesta sa fie transformat într-un caracter. Sub Windows 95, aceste rutine BIOS sunt înlocuite cu drivere de tastatura, ce executa aceleasi functii. Windows 95 instaleaza doua drivere de tastatura - un driver în mod real ( Keyboard.drv) si un driver în mod protejat ( vkd.drv). Schimbarea sau vizualizarea driverelor instalate în sistem, se realizeaza folosind eticheta Drivers de pe pagina Keyboard Properties.

Conexiuni

Folosirea codurilor de scanare si transmiterea seriala simplifica schema de conectare a tastaturilor. Codurile de scanare sunt trimise serial de la tastatura catre calculator, asa ca este necesara o singura linie pentru transferarea informatiilor. Un al doilea conductor este necesat ca retur pentru semnalele de date, acest conductor având rol de masa pentru toate celelalte circuite ale tastaturii. O linie separata este folosita pentru semnalul de ceas, acesta linie având rolul de sincronizare a logicii corespunzatoare tastaturii si a logicii calculatorului. A patra si ultima linie este folosita pentru furnizarea tensiunii continue de cinci volti, necesara pentru alimentarea tastaturii. Ca urmare, patru conductoare sunt suficiente pentru conectarea tastaturii la calculator.
Apoape toti producatorii de tastaturi folosesc aceleasi tipuri de conectoare, unul dintre cele doua tipuri lansate de IBM.
Cel mai popular conector este cel ales de IBM pentru seria originala de calculatoare personale. Acest sistem se bazeaza pe un conector DIN standard cu cinci pini, folosit si de alte echipamente, cum ar fi cablurile MIDI.
Cei cinci pini formeaza un semicerc ce ocupa jumatate din sector. O adâncitura stantata în marginea metalica de protectie a conectorului asigura inserarea corecta a acestuia.

În Figura 1 este prezentata schema cu configurare pinilor si alocarea semnalelor pentru conectorul de tastatura cu cinci pini.

Primele tastaturi foloseau pinul trei pentru transmiterea unui semnal de reinitializare a tastaturii. În tastaturile actuale, semnalul de reinitializare nu este necesar, pentru ca protocolul de tastatura include o comanda soft de reinitializare.
Unii producatori respecta un alt standard pentru tastaturi, folosind conectorul miniatura DIN cu sase pini. Acest model este numit de obicei stil PS/2, deoarece a fost introdus de IBM în 1987, odata cu calculatoarele PS/2. Cei sase pini sunt aranjati circular, în jurul unui pin dreptunghiular care, împreuna cu trei ghidaje din margineda de protectie, împiedica inserarea gresita a conectorului.

În figura 2 este prezentata schema cu configurarea pinilor si alocarea semnalelor pentru conectorul mini DIN cu sase pini.

În Tabelul 2 este prezentata configuratia pinilor pentru conectorul de tastatura mini DIN cu sase pini.

Pentru ca conectoarele de tastatura cu cinci si sase pini folosesc acelesi semnale, dar aranjamente diferite, un simplu adaptor poate asigura trecerea de la un tip de conector la altul.

În Tabelul 3 este prezentata schema de cablare a adaptorului pentru conectorul de tastatura ce face trecerea de la unul cu 5 pini la unul cu sase pini.

Pe lânga reproiectarea conexiunilor pentru tastatura în partea dinspre calculator în cazul calculatoarelor PS/2, IBM a modificat si tastatura în vederea acceptarii unor cabluri diferite, facând cablul detasabil. Reparatia acestor modele este mult mai simpla, prin înlocuirea cablului, iar aceesi tastatura poate fi folosita pentru ambele standarde (cu cinci si cu sase pini). Pentru conexiunea dintre cablu si tastatura se foloseste un conector modular (AMP), dispus în partea din spate a tastaturii si un conector corespunzator pe cablu, asa cum reiese din figura 3.

În Tabelul 4 este prezentata configuratia pinilor pentru conectorul modular de tastatura.

Pe masura ce treptat calculatoarele vor folosi magistrala USB, tastaturile vor folosi acesta interfata de mare viteza, prima tastatura USB fiind prezentata în februarie 1996 de firma Key Tronic Corporation.