Tiểu luận thiết bị ngoại vi trình bày về cấu tạo và nguyên lý hoạt động bàn phím cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

ĐỀ TÀI:
THIẾT BỊ NGOẠI VI-TRÌNH BÀY VỀ CẤU TẠO VÀ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÀN PHÍM
Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN HẢI ĐĂNG

Giảng viên hướng dẫn : LÊ MẠNH HÙNG
Ngành

: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Chuyên ngành

: CƠNG NGHỆ PHẦN MỀM

Lớp

: D15CNTT9

Khóa

: 2020-2025

Hà Nội, tháng 6 năm 2021

PHIẾU CHẤM ĐIỂM
ST
T

Họ và tên
sinh viên

Nội dung thực hiện

1

Nguyễn Hải
Đăng

Thiết bị ngoại vi-trình bày về cấu
tạo và nguyên lý hoạt động của
bàn phím

Họ và tên giảng viên
Giảng viên chấm 1:

Giảng viên chấm 2:

Chữ ký

Điểm

Chữ

ký
Đăng

Ghi chú


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Trang

1 Cấu tạo của bàn phím cơ............................................................................2
1.1 Khái niệm................................................................................................2
1.2 Cấu tạo.....................................................................................................2
1.2.1 Keycap....................................................................................................................2
1.2.2 Case – Vỏ bàn phím............................................................................................3
1.2.3 Switch.....................................................................................................................3
1.2.4 PCB – Printed Circuit Board: Bảng mạch in................................................4
1.2.5 Plate..........................................................................................................................4
1.2.6 Stabilizer: bộ ổn định của bàn phím cơ..........................................................5

1.2.7 Hệ đèn led.............................................................................................5
1.2.8 CABLE– Kết nối có dây cho các bàn phím cổ điển.............................6
1.2.9 Miếng kê cổ tay – WRIST REST.........................................................7
1.2.10 Chân bàn phím – KEYBOARD FOOT..............................................7
2 Nguyên lý hoạt động của bàn phím...........................................................7
2.1 Nguyên lý hoạt động khi một phím được nhấn.......................................7
2.2 Cách mã hóa dữ liệu kí tự phím tương ứng trong chuyển đổi dữ liệu
máy tính.........................................................................................................8
3. Phần kết luận.............................................................................................9
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................10

LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội hiện nay đang ngày càng phát triển. Những chiếc máy
tính ngày càng được cải thiện, nâng cấp để bắt kịp với tốc độ phát
triển trong thời đại 4.0 cùng với đó những bộ thiết bị ngoại vi cũng
ngày càng được cải tiến để phù hợp và thỏa mãn nhu cầu của
người dùng. Chẳng hạn như chuột, bàn phím, màn hình, loa,…..
Trong đó, bàn phím là một trong những thiết bị rất quan trọng của
máy tính. Cùng với sự phát triển của con người thì bàn phím cũng
ngày càng được phát triển với những kiểu dáng, cấu trúc và chức
năng mới nhằm đáp ứng thêm các nhu cầu của người dùng. Vậy
bàn phím được cấu tạo ra sao nguyên lý hoạt động như thế nào?
Để trả lời cho câu hỏi đó nên em đã chọn đề tài này làm báo cáo
chuyên đề.

1


1. Cấu tạo của bàn phím cơ
1.1

Khái niệm [1]

Trong máy tính, bàn phím là một TBNV thiết bị ngoại vi được mơ hình
một phần theo bàn phím máy đánh chữ.
Về hình dáng, bàn phím là sự sắp đặt các nút, hay phím .
Trong cách sử dụng bình thường, bàn phím dùng để đánh văn bản vào một
bộ xử lý chữ, trình soạn thảo văn bản , hay bất cứ hộp chữ khác.
1.2

Cấu tạo [2]

Nhìn chung bàn phím cơ là sản phẩm có cấu trục đặc biệt và phức tạp hơn
khá nhiều so với các bàn phím thơng thường. Chữ "CƠ" có nhĩa là cơ học, cụ thể
là thay vì sử dụng ác rubber dome, bàn phím cơ có mỗi nút bấm là một cơng tắc
cơ khí (switch) riêng biệt. Cơng tắc cơ khí này có những đặc điểm sau:
- Cảm giác bấm phím tốt hơn nhiều.
- Lực bấm có thể tùy chọn với từng loại switch khác nhau.
- Chất lượng switch đồng đều, không bị kẹt.
Bên trên là khái niệm cơ bản về bàn phím cơ, rút gọn lại, bàn phím
cơ là bàn phím cơ các nút bấm cấu tạo từ các cơng tắc cơ khí (switch). Các
switch này sẽ quyết định 50 - 80% cảm giác bấm phím, chính vì vậy việc
hiểu rõ tính chất từng loại switch là rất quan trọng để lựa chọn được những
chiếc bàn phím cơ phù hợp. Sau đây là cấu tạo, tính năng, đặc điểm của bàn
phím cơ cơ bản.
1.2.1 Keycap
Gọi nơm na là các phím ký tự. Đây là phương tiện để chúng ta thao tác gõ,
ấn phím để đưa dữ liệu đầu vào cho bàn phím. Keycap thường được phân loại
theo profile keycap, chính là chiều cao và độ nghiêng đặc trưng mà mỗi hãng thiết
kế riêng cho bộ keycap của mình. Keycap có thể được thay thế dễ dàng theo từng
bộ/ set hoặc theo từng keycap lẻ. Keycap được làm từ chất liệu nhựa, có thể là
nhựa ABS hoặc PBT, hoặc thậm chí làm từ hợp kim cao cấp với một số loại bàn
phím kiểu typewriter ngoại hạng. Nhắc đến keycap, mọi người sẽ cần nhớ tới các
thuật ngữ sau đây:



Chất liệu
2



Profile keycap



Kỹ thuật in ký tự trên keycap



Độ dày của keycap (phần nhựa được đúc dày hay mỏng này có thể tạo nên
cảm giác khác nhau khi gõ phím)

1.2.2 Case – Vỏ bàn phím
Phần vỏ viền bên ngồi của mỗi chiếc bàn phím thường làm bằng nhựa
hoặc kim loại. Có thể có thiết kế sắc cạnh hoặc bo trịn tùy chủ ý của nhà sản
xuất. Tác dụng của case không chỉ dừng lại ở việc gom gọn bố cục của tồn bàn
phím, hay tạo nên một vẻ ngồi đặc trưng mà cịn tạo nên cảm giác chắc chắn hay
khơng, nhất là ở ấn tượng đầu tiên khi mới cầm chiếc bàn phím trên tay, chưa
bấm chưa thao tác gì. Đây chính là lúc một chiếc case chắc chắn, cao cấp sẽ làm
bạn bị hớp hồn.

1.2.3 Switch
Là phần nằm dưới các phím, nối với các phím bởi stem chữ thập (thường là
vậy). Đây là bộ phận truyền tín hiệu, và là cốt lõi của một chiếc phím cơ, mọi
thao tác, vận hành, âm thanh, cảm giác gõ đều nhờ vào switch mà có. Bàn phím
cơ khác biệt lẫn nhau, và hồn tồn khác với các bàn phím thơng thường nhờ
vào switch.

3


1.2.4 PCB – Printed Circuit Board: Bảng mạch in
Switch là trái tim, cịn PCB chính là linh hồn của bàn phím cơ. Tất cả các
chức năng, nối kết giữa các thành phần cịn lại khác trên chiếc bàn phím đều
nằm trên bảng mạch in này. Thông thường các switch sẽ được hàn chi tiết với độ
chính xác cực cao lên trên PCB.

1.2.5 Plate – phần không thể thiếu của bàn phím cơ hiện đại
Plate là phần đặt phía trên PCB, có chức năng chính là giúp cố định các
switch được hàn lên trên PCB trước đó. Nghe có vẻ đơn giản và không quan
trọng nhưng nếu bạn thử qua một chiếc bàn phím có plate làm từ kim loại
thường, khơng cao cấp, và nối kết không quá chặt chẽ vào PCB thì sẽ hiểu vì sao
các bàn phím cơ giá cao luôn chú trọng rất nhiều vào Plate. Plate tốt sẽ giúp
phím ấn xuống khơng bị lắc lư, cảm giác ấn phím cũng chắc nịch và rõ ràng hơn
rất nhiều. Chưa kể một số plate cịn có khả năng chống ẩm, chống nước giúp hỗ
trợ rất tốt cho tuổi thọ của tồn bàn phím.

4


1.2.6 Stabilizer: bộ ổn định của bàn phím cơ
Là bộ phận giúp tạo cân bằng ổn định phím, đặc biệt cho các phím dài hoặc
có hình dáng to lớn hơn bình thường. Phổ biến nhất là bộ ổn định Cherry, tương
thích với tất cả các dịng bàn phím cơ. Ngồi ra cịn có Costar, loại stabilizer này
thường xuất hiện trên các bàn phím cơ của Filco, Razer,…
1.2.7 Hệ đèn led – Chức năng không thể thiếu với gaming keyboard
Với rất nhiều bàn phím cơ hiện đại thì bộ đèn LED/ RGB là yếu tố hầu

như không thể vắng mặt. LED trên bàn phím cơ có thiết kế đa dạng, trong đó
phổ biến là hình trịn, vng và dẹt. LED trịn có tính phố biến cao nhất.

(LED vng trên bàn phím cơ)
Có hai tùy chọn với hệ đèn LED trên bàn phím cơ: LED đơn sắc hoặc
LED RGB thường có 16.8 triệu màu. Tùy theo thiết kế và sở thích riêng của mỗi
người sẽ có chọn lựa khác nhau. LED đơn sắc tuy chỉ có một màu sắc duy nhất
5


nhưng với các phím chức năng tùy chọn bạn có thể điều chỉnh độ sáng, hiệu ứng
linh hoạt dễ dàng, cho ra hiệu ứng ánh sáng tinh giản, nhưng lung linh khơng
kém hệ LED RGB. LED RGB thì có rất nhiều dãy màu, bạn tha hồ phối hợp
biến hóa chúng cho không gian cực kỳ ảo dịu. Thường các hiệu ứng RGB cần
được chỉnh qua phần mềm đi kèm bàn phím.
LED RGB sẽ có 4 chân tiếp điện, LED đơn sắc chỉ có hai chân. Từng
bóng LED bên dưới mỗi phím sẽ được gắn trực tiếp vào PCB hoặc gắn vào
switch tùy cấu tạo của mỗi bàn phím. LED cũng có thể được thay thế, nhưng địi
hỏi nhiều kỹ năng và sự khéo léo của gia chủ, đặc biệt khi kết nối vào PCB và

switch.
(LED RGB có 4 chân tiếp điện cịn LED đơn sắc sẽ chỉ có 2 chân tiếp điện)
1.2.8 CABLE – Kết nối có dây cho các bàn phím cổ điển
Các kiểu bàn phím cơ kết nối có dây thường được cho là chắc chắn, bền bỉ và
cho độ trễ thấp hơn so với loại kết nối khơng dây (wireless). Có nhiều tranh cãi
đã nổ ra cho đến tận hơm nay, nhưng dù gì thì cable đã và đang luôn là một phần
không thể thiếu với một chiếc bàn phím cơ.

Cable có kết cấu một đầu giắc cắm vào bàn phím, một đầu cắm vào CPU
(thường dạng cổng USB). Tùy model, hệ máy và hệ điều hành mà các cable của

bàn phím có thể khác nhau. Tính tương thích với các CPU khác nhau cũng có
thể thay đổi tùy hãng. Người dùng cần lưu ý điều này khi chon mua bàn phím cơ
kết nối dây.
1.2.9 Miếng kê cổ tay – WRIST REST
6


Tùy theo hãng và model bàn phím cơ mà phần kê cổ tay này có thể đi kèm
hay phải mua riêng. Thậm chí một số mẫu bàn phím cịn gắn liền với wrist rest
không thể tháo rời. Tác dụng của miếng kê cổ tay là giúp cổ tay luôn cố định ở
vị trí cao vừa tầm so với bàn phím và mặt bàn, tạo cảm giác thoải mái nhẹ nhàng
hơn khi bấm phím. Về mặt cơng thái học, miếng kê cổ tay thiết kế đúng và phù
hợp sẽ giúp người dùng giảm thiểu tình trạng mỏi cổ tay, mỏi vai, tránh được hội
chứng ống cổ tay khi ngồi máy trong thời gian lâu.
Miếng kê cổ tay có chất liệu khá đa dạng. Bên trong đa phần chất liệu
xốp, bên ngoài có thể là nhựa, da, kim loại hoặc gỗ. Ngồi các mẫu đính kèm
khơng tháo rời khỏi bàn phím, cịn thì bạn có thể tự do lựa chon chất liệu và
hình thức tùy vào sở thích và túi tiền của mình.

1.2.10 Chân bàn phím– KEYBOARD FOOT
Là phần nằm dưới mỗi bàn phím. Lật mặt sau lên bạn sẽ thấy. Thường bàn
phím cơ ln đi kèm phần chân: 4 chân ở bốn góc hoặc 2 chân ở hai cạnh trên.
Tác dụng chính là tạo độ cao và độ dốc cần thiết để người dùng gõ thoải mái
hơn. Hoặc có thể nhờ phần chân để tạo một phần độ cao cần thiết nếu bàn làm
việc hơi thấp. Nếu khơng dùng bạn hồn tồn có thể gập lại để bàn phím phẳng
trên mặt bàn.
2. Nguyên lý hoạt động của bàn phím [1]
2.1

Nguyên lý hoạt động khi một phím được nhấn

• Khi nhấn 1 phím, bộ xử lý bàn phím gửi đến PC mã qt (scan-code) của
phím được nhấn
• Mã được truyền nối tiếp từng byte, với khung truyền 11bit: 8 bit mã quét,
3 bit điều khiển
• Khi phím được nhấn, mã này gọi là make-code
• Khi phím được nhả, mã này gọi là break-code
• Break-code gồm 2 byte: byte đầu là F0 (đối với bàn phím mở rộng), byte
kế là mã make-code
• Scan code có 3 tiêu chuẩn: set 1, set 2, set 3. Bàn phím hiện nay mặc
nhiên sử dụng set 2
Ví dụ:
7


• nhấn SHIFT: make-code = 12
• Nhấn A: make-code = 1C
• Nhả A: break-code = F0, 1C
• Nhả SHIFT: break-code = F0, 12
Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh.
Bộ truyền động sẽ đi qua tồn bộ cơng tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía
dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lị xo. Khi nhấn nút, nó chạm vào các
tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một số trường hợp,
người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động. Với các nút
nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa
2.2

Cách mã hóa dữ liệu kí tự phím tương ứng trong chuyển đổi dữ liệu máy
tính

Mỗi phím bấm trên bàn phím tương ứng với một công tắc đấu chập giữa
một chân hàng A và chân cột B, như vậy mỗi phím có một địa chỉ hàng và cột
duy nhất, người ta lập trình cho các phím này để tạo ra các mã nhị phân 11bit
gửi về máy tính khi phím được nhấn. Trong dữ liệu 11bit gửi về có 8bit mang
thơng tin nhị phân (gọi là mã quét bàn phím) và 3 bít mang thông tin điều khiển.
8bit mang thong tin nhị phân đó dược quy ước theo tiêu chuẩn quốc tế để thống
nhất cho các nhà sản xuất bàn phím. Bảng sau là ví dụ khi ta nhấn một số phím,
bàn phím sẽ gửi mã quét ở dạng nhị phân về máy tính như sau: Tên phím Mã
quét nhị phân Mã ASCII tương ứng A 0001 1110 0100 0001 S 0001 1111 0101
0011 D 0010 0000 0100 0100 F 0010 0001 0100 0110 G 0010 0010 0100 0111
H 0010 0011 0100 1000
Mã quét bàn phím được nạp vào bộ nhớ đệm trên RAM sau đó hệ điều
hành sẽ dịch các mã nhị phân thành ký tự theo bảng mã ASCII Khi bấm phím A
=> Bàn phím gửi mã nhị phân cho bộ nhớ đệm sau đó hệ điều hành sẽ đổi
sang mã ASCII và hiển thị ký tự trên màn hình.

8


3. Phần kết luận
Trên đây là phần trình bày của tơi về bàn phím máy tính. Mong rằng những
thơng tin và tài liệu tơi cung cấp ở trên có thể giúp bạn hiểu hơn về bàn phím
máy tính. Hiểu được cấu tạo của bàn phím cơ,nguyên lý hoạt động khí một
phím được nhấn xuống, biết được cach mã hóa dữ liệu ký tự phím tương ứng
trong chuyển đổi dữ liệu máy tính. Nếu như phần trình bày của tơi cịn gì thiếu
sót,rất mong được sự góp ý của mọi người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].Lê Mạnh Hùng; slide PowerPoint chương 6
9

[2]. />
10