关于操作系统:敲击键盘后字符怎么出现在显示器

咱们每敲击一次电脑键盘，按键对应的字符就会呈现在显示器上。这两头产生了什么？请听我缓缓细说。

相干概念

人对按键的操作，从两个维度去形容，一个是“动作”，另一个是“内容”。

按下一个按键，松开一个按键，按下一个按键并且放弃按住状态一段时间（长按），这些都是动作。

每个按键和动作组合起来，会传送给计算机一个编码，这就是内容，术语是“扫描码”，对应的英语词汇是scan code。

按下按键、长按键对应的扫描码叫“Make Code”，松开按键对应的扫描码叫“Break Code”。

Break Code和 Make Code 的关系是：Break Code = Make Code & 0x80。

为什么两种编码之间有下面的关系？设计人员特意这样设计的。

三个硬件

8048

在键盘上执行某种操作（按键、长按、松开键）时，8048 会检测到这个操作，把这个操作对应的扫描码发送给 8042。

到当初为止，呈现了三套编码方案，咱们当初的键盘个别应用第 2 套计划。

8042

8042 从 8048 接管到第 2 套计划的扫描码后，把它转换成第 1 套扫描码，并且放入缓冲区，最初，告诉 8259A 产生了键盘中断。

中断例程取走缓冲区的数据后，8042 才会接管新的数据。缓冲区的数据不被取走，8042 就不会接管新数据。

8259A

8259A 接管来自 8042 的键盘中断，让操作系统分派中断例程解决缓冲区的数据。

流程

1. 人类敲击键盘，8048 监测到”敲击了哪个键“，把对应的扫描码传送给 8042。
2. 8042 接管到 8048 的数据后，将数据转换成第 1 套扫描码，放入缓冲区；而后告诉 8259A。
3. 8259A 接管到告诉后，通知操作系统产生了键盘中断。
4. 操作系统运行键盘中断例程把缓冲区的数据取走；8042 又能够从新接管新数据了。

解析扫描码

映射数组

在第 1 套扫描码中，一个 Make Code 对应一个按键。咱们能够通过 Make Code 辨认出以后被按下的键是哪个键。例如，A键的 Make Code 是 0x1E；当操作系统接管到的 Make Code 是0x1E 时，就能够认为接管到的数据是A。

然而，问题呈现了。咱们在理论输出中有输出 A 和a的需要。可扫描码计划中只有 A 的扫描码，没有 a 的扫描码。相似的按键还有数字键 1、2、3 等。怎么解决这个问题呢？

先看看上面这个表格。

Make Code

0

1

2

0x1E

a

A

0

0x02

1

!

0

在下面的表格中，Make Code 是行号，每行有三个不同的值。0x1E行的第 0 列表示意 a，0x1E 行的第 1 列示意A。

这可能实现一个键示意两种不同的值。

咱们平时怎么取得一个键的不同值呢？以数字键 1 为例。敲击数字键 1 时，获取的值是 1；同时按下shift 键和数字键 1 时，获取的值是感叹号!。

在具体实现中，依据是否同时按下了 shift 键来决定是获取第 X 行的第 0 列还是第 1 列。显然，按下 shift 键，获取第 1 列；没有按下 shift 键，获取第 0 列。

第 1 套扫描码一共有 0x80 个，其实就是 ASCII 码表中元素的个数。

咱们仿照下面的表格建设一个元素更多的表格 TB（表头雷同，行数裁减到 0x80 行）。

1. 第一列是行号，值是 Make Code，假如是 A。
2. 第二列是 A 对应的键的默认值（没有按下 shift 键）。
3. 第二列是 A 对应的键的另一个值（按下了 shift 键）。

然而，在键盘上存在不可打印的字符，例如 esc、F1、F2 等。在 TB 中，这些不可打印的键对应的值是咱们设置的某个数值（这一行的第 0 列和第 1 列的数值雷同）。

怎么应用 TB？依据 Make Code 找到对应的行，依据是否按下了 shift 键决定是获取第 0 列还是第 1 列的值。

要在 C 语言中应用这个表格，只能将它用数组示意进去。把这个表格的每一行的 第 0 列、第 1 列、第 2 列 按程序组成一个数组keyMap。

如果接管到的 Make Code 是 MC，没有按下 shift 键，对应的值是 keyMap[MC * 3]；按下shift 键，对应的值是keyMap[MC * 3 + 1]。

反正就是这么回事，硬是要解释一下怎么弄出这个数组的，我解释不分明。

Pause

Pause键只有 Make Code，没有 Break Code。这是仅有的特例，其余键同时具备 Make Code 和 Break Code。

Pause键的 Make Code 是 E1、1D、45、E1、9D、C5。辨认一个键是不是Pause 的算法是：

1. 查看 Make Code 的结尾是不是 `E1。

   1. 不是，不是 Pause 键。
   2. 是，持续查看残余的扫描码是不是 1D、45、E1、9D、C5。不是，不是Pause 键；是，是 Pause 键。

Print Screen

辨认算法和 Pause 键雷同。

其余

下回分解。