笔记本电脑内置键盘基本原理介绍

知识点分析:

内置键盘的采用是笔记本电脑便携性的重要体现，在所有电脑主机中必不可少。和外接USB、PS/2端口键盘不同，内置键盘采用非编码式矩阵控制方式，没有专门的控制电路，厚度可以做到很薄。

1、内置键盘输入端口特点

键盘按照代码转换方式，可以分为编码式和非编码式两种。

编码式键盘是通过数字电路直接产生对应于按键的ASCII码，这种方式目前笔记本电脑基本不应用在内置键盘上面。

非编码式键盘，是将键盘按键排列成矩阵的形式，由硬件或软件随时对矩阵进行扫描，一旦某一键或组合键被按下，该键的行列信息即被转换为位置码，并送入电脑主机的控制芯片，再由键盘驱动程序查表，从而得到按键的ASCII码，最后送入内存中的键盘缓冲区供主机分析执行。

笔记本电脑键盘按键信息控制模块通常和主板电源管理模块整合成一个功能芯片，这就是经常提到的电源管理芯片。

非编码式键盘由于其结构简单、按键重定义方便而成为最常采用的键盘类型之一，也因此应运而生多姿多彩的多媒体键盘，为了实现键盘或电脑主机上的某些快捷按钮定义的功能，还需要PC硬件商事先在EC BIOS或相应的快捷键驱动程序里定义好相应按键功能。

此外，由于此类键盘不需要单独的控制芯片，键盘本身可以省略控制线路，可以做到很轻薄，目前笔记本电脑内置键盘几乎都是采用非编码键盘编码方式。

非编码式矩阵键盘端口通常由若干根输入、输出按键信号侦测脚组成，笔记本电脑内置键盘端口通常由8根输入和16根输出，共计24根信号侦测脚组成。内置键盘实际上就是一个矩阵开关，通常由八十几个键盘按键组成，当我们按下某个键盘按键时，就相当于将键盘端口的某两根输入、输出信号脚进行短接，主板键盘控制芯片依此得出键盘的输入信息。

有兴趣的朋友，不妨取下电脑主机的内置键盘，直接短接键盘接口某两根信号脚，同样可以实现键盘字符的输入。

如下图所示，笔记本电脑典型非编码式矩阵键盘示意图。

而上图则列出了上述键盘矩阵图所对应的编码表。举例说明一下，键位“15”表示键盘端口第21脚和第1脚短接时产生大代码，其他键位依此类推。

当然，非编码式矩阵键盘也有其局限性。如果同时按下三个或以上键盘按键时，有可能会导致所谓的“键位冲突”问题，即同时按下若干按键时，电脑主机可能只能实现对部分按键的输入。喜欢打游戏的朋友在自定义组合按键的时候，可能会有体会。关于内置键盘键位冲突问题具体原因，这里不再详细说明，感兴趣的工程师可以通过网络等资源获取相关资讯。

2、内置键盘输入端口组成

如下图所示，典型笔记本电脑内置键盘接口视图。图中包括内置键盘24脚接口和键盘主控芯片。这里的主控芯片就是电源管理芯片，其内部整合键盘控制器、电源管理两大模块。

3、内置键盘输入端口控制模型

如下模块框图所示，典型笔记本电脑内置键盘端口控制框图。

模型非常简单，内置键盘的控制芯片就是电源管理芯片，它对应的键盘输入、输出信号脚直接连接到键盘接口。其中输入、输出引脚相互交叉，当摁下某个按键时，对应的输入、输出引脚会形成短接情形。

通过以上对笔记本内置键盘基本原理的学习，我们可以很清楚的了解笔记本内置键盘和它的外接USB接口键盘之间是没有任何直接关联性的。内置键盘采用的是非编码方式，内部没有控制芯片，其接口控制芯片是主板上电源管理芯片；而外接USB键盘的内部有自己的编码控制芯片，USB键盘最终将它的键位信息转换成USB总线信号传递给南桥，或PCH主控芯片进行控制。