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Tastaturkontroller
Wenn bei einer PC-Tastatur eine Taste gedrückt wird, werden zwei
sich kreuzende Leitungen der Scan-Matrix innerhalb der Tastatur verbunden.
Der Tastaturprozessor (8042 für PC/XT-, 8048 für AT und
MF II-Tastaturen) ermittelt die Position der gedrückten Taste
und daraus den Scancode.
Über eine serielle Schnittstelle wird der Code dann zum Motherboard
des PCs gesendet. Auf dem Motherboard des PCs befindet sich ein
Tastaturcontroller, der einerseits über einen Eingabe- und einen
Ausgabeport mit der Tastatur kommuniziert (Tastaturkommandos).
Andererseits verwendet der Kontroller Register, die mit Hilfe von
in und out-Befehlen über den Systembus
gelesen und beschrieben werden können.
| Port | R / W | Register | Bedeutung |
| 0x60 | R | Ausgabepuffer | Make/Breakcode von der Tastatur |
| 0x60 | W | Eingabepuffer | Befehle für die Tastatur (z.B. LEDs setzen) |
| 0x64 | W | Steuerregister | Befehle für den Tastaturcontroller |
| 0x64 | R | Statusregister | Zustand des Tastaturcontrollers (z.B. Ausgabepuffer voll?) |
Das Schreiben eines Bytes vom Tastaturontroller in seinen Ausgabepuffer
wird immer durch das Setzen einer Interruptanforderung signalisiert.
Auf diese Anforderung reagiert der Prozessor, indem er das
ankommende Byte aus dem Ausgabepuffer ausliest und im Statusregister
vermerkt, dass der Ausgabepuffer wieder leer ist. Erst jetzt können
neue Zeichen von der Tastatur entgegengenommen werden.
Wird die Tastatur im Pollingbetrieb benutzt, kann durch
Bit 0 überprüft werden, ob sich auch tatsächlich
ein Zeichen im Ausgabepuffer des Tastaturcontrollers befinden.
Soll ein Byte an den Kontroller geschickt werden
(z.B. Tastaturkommando), muss immer gewartet werden, bis der
Eingabepuffer des Kontrollers leer ist (Bit 1 gelöscht),
bevor der Buffer erneut beschrieben werden kann.
Beachtet werden sollte, dass bei PS/2 PCs die Maus ebenfalls an den
Tastaturkontroller angeschlossen ist. Dadurch landen sowohl die Codes der
Tastatur als auch die der Maus im Ausgabepuffer.
Damit die Quelle der Codes unterschieden werden kann, steht im Statusregister
das Bit 5 (AUXB) zur Verfügung
(1 = Maus, 0 = Tastatur).
| Bit | Maske | Name | Bedeutung |
| 0 | 0x01 | outb | Gesetzt, wenn ein Zeichen im Ausgabepuffer des Tastaturcontrollers zum Lesen bereit steht |
| 1 | 0x02 | inpb | Gesetzt, solange der Tastaturcontroller ein von der CPU geschriebenes Zeichen noch nicht abgeholt hat |
| 5 | 0x20 | auxb | Gesetzt, wenn der Wert im Ausgabepuffer von der Maus und nicht von der Tastatur stammt |
Tastaturcontroller programmieren
Der Tastaturcontroller kann durch das Senden von Befehlscodes an
den Eingabepuffer konfiguriert werden. Zuvor sollte man jedoch sicherstellen,
das der Eingabepuffer des Tastaturcontrollers leer ist (inpb).
Danach wird der Befehlscode (siehe Tabelle) in den Datenport
geschrieben. Danach sollte man warten, bis der Tastaturcontroller geantwortet
hat und der Ausgabepuffer das Bestätigungsbyte 0xfa (ACK)
enthält (wieder vor dem Lesen outb prüfen).
Wir werden von den etwa 20 Befehlen, die der Tastaturcontroller versteht,
nur zwei verwenden:
| Befehl | Steuercode |
| set_led | 0xed |
Die folgende Tabelle zeigt den Aufbau des Steuerbytes von
set_led zum Ansteuern der Tastatur-LEDs. MSB
bedeutet hierbei most significant bit (entspricht also 0x80 in Hexadezimal-Darstellung)
und LSB least significant bit (also 0x01).
| MSB | LSB | ||||||
| Always 0 | Always 0 | Always 0 | Always 0 | Always 0 | Caps Lock | Num Lock | Scroll Lock |
Weiterführende Informationen und Referenzen
- Messmer, Hans Peter: PC-Hardwarebuch - Aufbau, Funktionsweise, Programmierung., Addison-Wesley, 1994
- The AT keyboard controller