Tastatur
Die Tastatur ist das wichtigste Eingabegerät eines Computers. Der Benutzer kann damit alle verfügbaren Zeichen eingeben. Bestimmte eingegebene Zeichenfolgen werden vom Computer als Befehle wie z.B. LIST, RUN, LOAD, SAVE erkannt. Durch eine Aneinanderreihung (siehe Programmierung) von Befehlen oft in Kombination mit Zeilennummern entstehen Programme, die dann bearbeitet, ausgeführt, abgespeichert oder geladen werden können.
Der C64 ist ein Tastaturcomputer (OEM Mitsumi), also ein Computer, der die Tastatur in sein Gehäuse integriert hat und mit dieser optisch zu einer Einheit verschmilzt. Zu dieser Gattung gehören auch andere Heimcomputer wie der Commodore VC 20, C16, C116, C128, Plus/4, Amiga oder Atari ST.
Die Tastatur ist das Haupteingabegerät des C64.
Inhaltsverzeichnis
Hardware[Bearbeiten]
Aufbau[Bearbeiten]
Die C64-Tastatur besitzt 66 Tasten.
- Shift Lock ist mechanisch rastend und ist parallel zum linken Shift geschaltet.
- RESTORE wirkt direkt über ein Monoflop auf den NMI-Eingang des Prozessors.
- Die restlichen 64 Tasten sind in einer 8×8-Matrix zusammen geschaltet (siehe Schaltung weiter unten).
Funktionsweise der Matrix:
- Wurde z.B. A gedrückt, so besteht eine leitende Verbindung zwischen den Leitungen PA1 und PB2 der CIA 1.
Abfrage[Bearbeiten]
Die Funktionsweise der Tastaturabfrage, wie sie im KERNAL implementiert ist:
- Die Initialisierung der I/O-Ports erfolgt bei $FDA3:
- Die eigentliche Keyscan-Routine bei $EA87 macht folgendes:
- Es wird eine 0 (Low-Pegel) durch die Portbits PA0-PA7 geschoben ($DC00=254,253,251,247,239..., siehe KERNAL $EAA3 und $EAD6).
- Werden Nullen bei den Eingangs-Portbits PB0-PB7/$DC01 festgestellt (KERNAL $EAAB), so sind die entsprechende(n) Taste(n) gedrückt.
Probleme[Bearbeiten]
- Da u.a. die Joysticks die gleichen Leitungen benutzen (jede Bewegung zieht eine der Leitungen fest auf Masse bzw. 0 V), gibt es diverse Nebenwirkungen.
- Bei der KERNAL-Implementierung der Tastaturabfrage fällt das bei Joystick 1 am stärksten auf (Zeichen erscheinen ohne Tastendruck), aber auch Joystick 2 stört die Abfrage der Tastatur (Tasten werden nicht mehr oder falsch erkannt).
- Alternative Tastaturabfragen (in eigenen Programmen oder Spielen) können zwar verhindern, dass Joystick-Bewegungen als Tastendruck erkannt werden (keine CIA-Leitung auf Low gesetzt, liest jedoch trotzdem Low aus => Joystick wird bewegt), jedoch trotzdem nicht die Tastatur (sicher) auslesen, wenn ein Joystick bewegt wird.
- Beim Drücken von mindestens drei Tasten gleichzeitig werden teilweise weitere Tasten fälschlich als gedrückt erkannt. Dies kann man z.B. testen, indem man beide Cursor-Steuertasten gedrückt hält und dabei die linke Shift-Taste auf und ab bewegt. Es erscheinen Zeichen wie bei Shift-"A". In der Matrix unten im Artikel sieht man, dass, wenn man ein gedachtes Rechteck mit der linken Shift-Taste und den beiden CRSR-Tasten als drei Ecken bildet, die vierte Ecke auf der Taste "A" liegt. Nach derselben Methode kann man bei anderen Kombinationen von drei Tasten herausfinden, ob und welche weiteren Tasten fälschlich erkannt werden. Dieser Effekt wird von Emulatoren bisher (2008) nicht emuliert. Dioden in der Tastaturmatrix hätten dieses Problem verhindert, wurden jedoch nicht eingesetzt.
- Aus C64-Sicht lassen sich manche Kombinationen von Input-Signalen prinzipiell nicht auseinanderhalten. So kann z.B. zwischen
- Joystick 2 hoch + F1 und
- Joystick 2 hoch + Joystick 1 Feuer
- nicht unterschieden werden.
RESTORE-Taste[Bearbeiten]
Die RESTORE-Taste ist direkt über einen Kondensator mit der NMI-Hardware der CPU verbunden. Da dieser jedoch zumindest bei frühen Brotkasten-C64s zu klein dimensioniert ist, muss man die Taste sehr heftig (=schnell) anschlagen, damit sie anspricht. Abhilfe schafft das Ersetzen bzw. die parallele Beschaltung des Originalbauteils (51 pF, C38) durch einen 1nF-Kondensator.
Schaltung[Bearbeiten]
| C64 / VC20 Tastaturmatrix |
CIA#1 PORT A - Register 56320 / $DC00 | ||||||||||
| PA7 | PA6 | PA5 | PA4 | PA3 | PA2 | PA1 | PA0 | ||||
| Spalte 7 | Spalte 6 | Spalte 5 | Spalte 4 | Spalte 3 | Spalte 2 | Spalte 1 | Spalte 0 | ||||
| CIA#1 PORT B - Register $DC01 56321 |
PB0 | Zeile 0 | 1 | £ | + | 9 | 7 | 5 | 3 | DEL | 
|
| PB1 | Zeile 1 | ← | * | P | I | Y | R | W | RETURN | 
| |
| PB2 | Zeile 2 | CTRL | ; | L | J | G | D | A | CRSR ⇒ | 
| |
| PB3 | Zeile 3 | 2 | HOME | - | 0 | 8 | 6 | 4 | F7 | 
| |
| PB4 | Zeile 4 | SPACE | R.SHIFT | . | M | B | C | Z | F1 | 
| |
| PB5 | Zeile 5 | C= | = | : | K | H | F | S | F3 | ||
| PB6 | Zeile 6 | Q | ↑ | @ | O | U | T | E | F5 | ||
| PB7 | Zeile 7 | RUN/STOP | / | , | N | V | X | L.SHIFT | CRSR ⇓ | ||
| |
|
|
|
| |||||||
- Und hier die Anschlussbelegung im C64:
Ersatztasten[Bearbeiten]
- Commodore-Tastaturen: C128; C+4; C232; C264; C364; SX-64; C65; C64GS
- Amiga-Tastaturen: A500; A500+; A600 (auch in schwarz); A1000; A1200; A1500; A2000; A2500; A3000; A4000; SX-500; CDTV (schwarz); CD32 (schwarz)
- Mitsumi AT-Tastatur KKR-E99AC
- Mitsumi AT-Tastatur KKR-E99AC-9
- Mitsumi Amiga-Tastatur (mit MOS Technology 6570-036 – 6500/1 Mikrocontroller auf der Tastaturplatine im Amiga 500)
C128-Anschluss[Bearbeiten]
- Masse
- X
- NMI
- VCC
- Row3
- Row6
- Row5
- Row4
- Row7
- Row2
- Row1
- Row0
- COL0
- COL6
- COL5
- COL4
- COL3
- COL2
- COL1
- COL7
C16-Timing[Bearbeiten]
PS/2-Tastatur am Datasettenanschluss[Bearbeiten]
Adapter und Software zum Anschluss deutsch englisch
Tastenbelegung[Bearbeiten]
Siehe C64-Tastaturtabelle für die konkreten Codes.
Typisch bei Commodore ist die Abweichung der sonst von ASCII abweichenden Zeichenordnung auch beim Einlesen von der Tastatur. Speziell bei der Groß-/Kleinschreibung korrespondieren die Tastaturcodes des GET-Befehls (CHRIN: $FFCF oder GETIN: $FFE4) nicht mit der ASCII-Ordnung. Bezogen auf den Font 2 (mit Groß- und Kleinschreibung):
- Die Codes der Kleinbuchstaben entsprechen im ASCII-Code den Bereich für Großbuchstaben (65 bis 90).
- Die Codes der Großbuchstaben haben keine Entsprechung im ASCII-Code, haben das Bit 7 gesetzt. Erst wenn dieses gelöscht ist, stimmen sie erst mit den ASCII-Codes für Großbuchstaben (65 bis 90) überein.
Programmierung[Bearbeiten]
Die Tastaturabfragen können mit den BASIC-Befehlen INPUT, GET oder PEEK erfolgen oder über entsprechende Maschinenspracheprogramme (Assembler).
Direkte Tastenabfrage in Assembler[Bearbeiten]
; Dieses Programm wartet bis die Taste "S" gedrückt wurde. Programmstart mit SYS 49152 *=$c000 ; Startadresse des Programms start sei ; Interrupts sperren (IRQ-Routine abschalten, um Überschneidungen mit alter Tastaturabfrage zu vermeiden) lda #%11111101 ; Spalte 1 (COL1) der Matrix testen (Port-Leitung PA1=0) sta $dc00 ; Spaltenregister schreiben loop lda $dc01 ; Zeilenregister auslesen and #%00100000 ; Zeile 5 (ROW5) ausmaskieren (Port-Leitung PB5) bne loop ; Warte bis "S" gedrückt (Akku = 0) cli ; Interrupts wieder zulassen ende rts ; Rücksprung BASIC
Programm im Speicher:
.c000 78 sei .c001 a9 fd lda #$fd .c003 8d 00 dc sta $dc00 .c006 ad 01 dc lda $dc01 .c009 29 20 and #$20 .c00b d0 f9 bne $c006 .c00d 58 cli .c00e 60 rts
Tastenabfrage in BASIC[Bearbeiten]
10 INPUT "Geben Sie bitte etwas ein"; A$ 20 PRINT "Sie gaben ein: "; A$
- Anmerkung: Hierbei muss eine Bestätigung der Tastatureingabe mit RETURN erfolgen, um das Programm fortzusetzen. Die Tastatureingabe befindet sich nach der Eingabe in der Variable A$.
- Mit dem BASIC-Befehl GET
10 PRINT "Druecken Sie bitte eine Taste:" 20 GET A$: IF A$="" THEN 20 30 PRINT "Sie drueckten die Taste: "; CHR$(34);A$;CHR$(34)
- Anmerkung: Wenn keine Taste gedrückt wird, ist die Rückmeldung der Variable A$ eine leere Zeichenkette. Um einen Wartezustand zu realisieren, muss A$ geprüft werden, und wenn A$ leer ist, muss erneut auf den GET-Befehl verwiesen werden.
- Tastaturpuffer kombiniert mit BASIC-Befehl GET
- Anmerkung: Es wird zuerst der Tastaturpuffer geleert, mittels WAIT auf eine Änderung der Anzahl der Zeichen im Tastaturpuffer gewartet und dann das Zeichen mit GET ausgelesen. Man erspart sich hier die zeilennummernabhängige Schleifenkonstruktion.
- Mit dem BASIC-Befehl PEEK
10 KL=245: KH=KL+1: REM Zeiger der Tastencodetabellenadresse 20 AZ$=CHR$(34): REM Anfuehrungszeichen 30 IF PEEK(197)<>64 THEN 30: REM Warten bis keine Taste mehr gedrueckt 40 PRINT CHR$(14);"Druecke Sie bitte eine Taste ..." 50 T=PEEK(197):IF T=64 THEN 50 60 TB=PEEK(KL) + PEEK(KH)*256: REM TB: Adresse auf Tastencodetabelle 70 PRINT "Sie drueckten die Taste ";AZ$;CHR$(PEEK(TB+T));AZ$;"," 80 PRINT "Tastencode";T;"in Tabelle @";TB 90 POKE 198,0: REM Tastaturpuffer leeren
- Anmerkung: Die Tastatureingabe erfolgt durch Auslesen der Speicheradresse 197 ($00C5).
Der Tastencode wird in der Variable T abgelegt. Wenn keine Taste gedrückt wird, ist die Rückmeldung immer der Wert 64. Um hier einen Wartezustand zu realisieren, muss daher T auf diesen Wert geprüft werden. Beträgt der Rückgabewert 64, so muss erneut der Tastaturcode mit PEEK ausgelesen werden. Die Steuertasten CTRL , SHIFT und C= verändern den Zeiger in den Speicherstellen 245 und 246. Dieser Zeiger wird in der IRQ-Routine je nach Kombination dieser Tasten auf eine andere Tastencodetabelle gesetzt. An dieser Stelle hat das BASIC-Programm allerdings eine sogenannte Race-Condition (programmlaufabhängige Inkonsistenz): Wenn zwischen den beiden PEEK-Befehlen eine Unterbrechungsbehandlung (IRQ) passiert, die den Zeiger verändert, passen die Werte der beiden PEEK-Befehle nicht mehr zusammen und TB enthält daher keine Adresse auf eine Tastaturtabelle, weshalb ein falsches Ergebnis berechnet wird. Da dies ausgesprochen selten passieren dürfte, ist dieser Umstand im Programm nicht berücksichtigt.
- Per BASIC-Befehle GET ASCII-Codes ermitteln
10 GET A$: IF A$="" THEN 10 20 A=ASC(A$): B = A AND 31 30 IF (A AND 224) = 64 THEN IF B AND B < 27 THEN A=A OR 32 40 IF (A AND 224) = 192 THEN IF B AND B < 27 THEN A=A AND 127 50 PRINT A; 60 GOTO 10
- Anmerkung: Variable B enthält einen Hilfswert, um in einem 32er-Bereich den Buchstabenbereich von 1 bis 26 leichter eingrenzen zu können. Aus Laufzeitgründen wird eine IF-Kaskade verwendet, statt einen einzigen langen Ausdruck mit AND zu bilden.
Ausgegeben wird der per ASC-Funktion ermittelte PETSCII-Code somit als ASCII-Code. Das Zeichen wird per CHR$ ausgegeben, stellt sich aber damit hinsichtlich Groß-/Kleinschreibung "verdreht" dar.
Hilfreiche PEEKs & POKEs[Bearbeiten]
Eine Erklärung der benutzten Speicherstellen findet sich unter Zeropage.
Autorepeat: Die Eingabe liefert einen
POKE 650,128 führt dazu, dass jede Taste automatisch wiederholt wird, solange man die Taste gedrückt hält.
POKE 650,0 hebt diese Funktion wieder auf.
Tastatursperre:
POKE 649,0 blockiert Eingaben von der Tastatur, weil Tastaturpuffer auf die Länge 0 gesetzt wird.
POKE 649,10: POKE 808,237 lässt die Eingabe wieder zu.
oder
POKE 655,71 Abändern des Zeigers auf die Dekodiertabelle, ebenfalls Tastatursperre
POKE 655,72 Tastatursperre aufheben.
oder
POKE 56322,224 schaltet die Tastatur ebenfalls ab, hierbei wird das Datenrichtungsregister des CIA 1 verändert. Dieser POKE wird deshalb gerne während der Joystickabfrage verwendet, da sich die Joysticksignale teilweise mit der Tastatur überschneiden.
POKE 56322,255 aktiviert die Tastatur wieder.
oder durch Abschaltung des Interrupts (Ausnahme: RUN/STOP +RESTORE ) oder der E/A-Logik.
Einzelne Tasten deaktivieren:
- RUN/STOP :
POKE 788,52- Einschalten mitPOKE 788,49 - RESTORE :
POKE 792,193- Einschalten mitPOKE 792,234
Tastaturpuffer: In der Speicherstellen 631-640 steht der Tastaturpuffer, der maximal 10 Zeichen umfassen kann. Er kann mit Hilfe von PEEK ausgelesen werden, aber es kann auch mit Hilfe von POKE Tastendrücke simuliert werden. Dies kann zum Beispiel dazu benutzt werden, um
- BASIC-Zeilen, etwa mit Funktionsdeklarationen via DEF FN, dynamisch über Benutzereingaben erstellen zu lassen oder
- einen fehlerbedingten Abbruch samt Rückkehr zum Direktmodus abzufangen (vergleiche TRAP oder ON ERROR).
Mit entsprechend aufbereitetem Bildschirm (Programmzeilen), positioniertem Cursor und fingierten Tastendrücken im Tastaturpuffer ist das auf solch einem Umweg realisierbar.
Ein POKE 198,0 löscht den Tastaturpuffer. Dies ist besonders bei Beginn einer neuen Eingabe nützlich, wenn verhindert werden soll, dass etwaige zuvor getätigten Tastenanschläge, die im Tastaturpuffer gespeichert wurden, unerwünschterweise als Eingabe erscheinen.
Weblinks[Bearbeiten]
| Wikipedia: Tastatur |
- Tastaturmatrix bei Retro-Programmierung
- Commodore 64 keyboard matrix layout
- Alle Tasten-, Zeichen- und Steuercodes (Teil 1) aus 64'er 4/1984 S.114-118 bei Projekt 64'er
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