Tastaturen werden in der Computertechnik benutzt, um manuelle Eingriffe in Steuerungsprozesse vornehmen zu können. Um möglichst wenige Zuleitungen zum Tastenfeld zu erhalten, sind diese vorzugsweise als Matrix-Felder verschaltet. Die einzelnen Tasten sind dabei auf den Kreuzungen von je einer Zeilen- und einer Spalten- Leitung montiert. Wird eine Taste gedrückt, werden beide Leitungen leitend miteinander verbunden.

Schaltungsaufbau:

Die obige Tastatur ist von Tastentelefonen her bekannt. Ihre Tasten sind mit den Ziffern 0-9 sowie den Zeichen * und # bedruckt. Die Tastatur besitzt 4 Zeilen- und 3 Spalten-Leitungen, die auf 7 Anschlussfüssen herausgeführt sind. Mit ihren 4*3=12 Tasten ist diese Tastatur sehr klein und bedarf noch keiner, die Anzahl der Torbits zusammenfassenden Hilfselektronik. Es genügt ein 8-Bit Tor mit Ein-und Ausgängen, um die Tastatur abzufragen.

Das obige Schaltbild enthält drei 10kOhm Widerstände, die nicht Teil der Tastatur sind, die aber ergänzt werden sollten, wenn die Tastatur wie hier geschildert abgefragt wird. Sie erzwingen, dass die Ausgangs-Spaltenleitungen im Ruhezustand ein definiertes Signal von log 1 besitzen.

Gibt die abfragende Logikeinheit auf eine der Zeilenleitungen eine log 0 aus, und wird in dieser Zeile eine Taste gedrückt gehalten, so wird der Signalzustand der zugehörigen Spaltenleitung von log 1 auf log 0-Signal gezogen. Aus diesem Umstand kann die abfragende Logikeinheit erkennen, welche Taste der Matrix gedrückt wurde, .. wenn Sie die Signale der Spaltenleitungen als Eingangssignale abgefragt.

Ein Problem tritt auf, wenn in der gleichen Zeile zwei Tasten gedrückt werden. In diesem Fall muss das Abfrageprogramm entscheiden, welche von beiden Tasten erkannt werden soll, oder ob die Abfrageinformation als ungültig verworfen wird.

Die nachfolgende Tabelle stellt alle möglichen Codevarianten gegenüber, die bei der Beschreibung obiger Schaltung und dem Druck auf nur eine Taste auftreten können. Von besonderer Bedeutung sind hier die hardwarebedingten Codes. Diese wird ein Programm, das die Tastatur an den Torpins abfragt verarbeiten müssen. Beachten Sie, dass die Bits 0-3 Ausgabebits und die Bits 4-7 Eingabebits sind. Bit 7 ist undefiniert und kann zu log 0 oder log 1 werden. Diesen Zustand könnte man durch einen weiteren PullUp-Widerstand unterbinden, so dass hier immer log 1 gelesen wird. Hiervon geht auch die nachfolgende Tabelle aus.

Logische Codes: Hier sind gegenübergestellt der Aufdruck der Tastenkappen und die Matrixposition. 34 bedeutet also Spalte 3, Zeile 4 und meint die Taste mit der Aufschrift 1

Hardwarebedingte Codes: Damit es auf einer Spaltenleitung zu einer Reaktion kommen kann, muss die zugehörige Zeilenleitung eine 0 führen. Bei gedrückter Taste wird dann auch die Spaltenleitung 0. Die hierbei entstehenden Codes sind besser zu verstehen, wenn man sie invertiert, also in die 'positive-', die '1-Logik' zurückführt. Die letzte Spalte zeigt diese Codes. Hier bedeutet 48, dass (bei 1-Logik) der Computer 1000 auf dem unteren Nibble ausgab und 0100 auf dem hohen Nibble zurückerhielt. Ein Vergleich mit der Schaltung zeigt, dass nur die Taste mit dem Aufdruck [1] diesen Code erzeugen kann.

Nicht zwingend notwendig aber möglich, ist die Umwandlung des hardwarebedingten Codes in den quasi genormten ASCII-Code. Diese Codewandlung würde man über eine Vergleichstabelle vornehmen. Beispiel für den Tastenaufdruck 1, .. wenn das Torregister den Wert (B7h) bzw. 48h liefert, dann ersetze die Zahl durch 31h. Diese Wandlung ist von Vorteil, wenn die eingegebenen Ziffern auf einer ASCII-Anzeige erscheinen sollen.