Klávesnice osmibitových počítačů Atari: až překvapivě komplikovaná problematika

Дата публикации: 06-07-2026 22:00:10

U mnoha typů počítačů (PC nevyjímaje) je práce s klávesnicí mnohdy až absurdně komplikovaná. Počítače Atari obsahují různé skupiny kláves, s nimiž se pracuje odlišným způsobem.

Основное содержимое страницы с новостью.

V praxi se standardní klávesy používaly při programování, v textových editorech, v tabulkovém procesoru VisiCalc atd., zatímco ve hrách se setkáme s ovládáním pomocí joysticku a tří kláves Start, Select a Option (Atari totiž bylo od začátku navrženo tak, aby se k němu daly připojit standardní joysticky, což je poměrně velký rozdíl oproti například ZX Spectru). Samozřejmě existují i výjimky z tohoto pravidla, protože některé hry standardní klávesnici používaly. Ovšem skutečně se spíše jedná o výjimky (příkladem je Karateka, kterou lze ovládat jak joystickem, tak i klávesnicí, další hrou je Air Support od společnosti Synapse Software).

Pod tímto odstavcem je zobrazena klávesnice počítačů Atari 800 XL, což byl mimochodem v Evropě nejprodávanější model. Tato klávesnice není zapojena do jediné matice, tedy tak, jak by to bylo „logické“, ale klávesy jsou rozděleny do několika skupin s odlišným chováním i odlišným způsobem zpracování operačním systémem. Samostatnou skupinu pochopitelně tvoří Reset.

V další skupině jsou tři klávesy Start, Select a Option (pravý pruh pod Resetem), které jsou interně připojeny k integrovanému obvodu GTIA a je možné číst jejich aktuální stav (stisk se nikde nezaznamenává). Největší skupina kláves je tvořena levým blokem prakticky všech kláves (včetně Esc, Returnu, ale i Inverse Video), ovšem s výjimkou Control, Shift a Break. Do této skupiny ovšem patří i Help a na některých modelech Atari i klávesy F1 až F4. Čtvrtou skupinu tvoří klávesy Control a Shift a pátá (poslední) skupina je tvořena klávesou Break.

Nejjednodušší je čtení stavu kláves START, SELECT a OPTION, které jsou velmi často používány ve hrách, například v hlavním menu atd. Tyto klávesy jsou přímo připojeny na čip GTIA na piny S0 až S2. To se sice může zdát zvláštní, protože GTIA je určen pro práci se sprity a taktéž pro speciální grafické režimy GTIA, ovšem jedná se o integrovaný obvod se čtyřiceti piny, z nichž mnohé by zůstaly „volné“.

Proto jsou na tři piny připojeny výše zmíněné klávesy a na další čtyři piny tlačítka všech čtyř připojitelných joysticků (typicky ovšem jen dvou). Čipy pro osmibitová Atari byly navrhovány společně – není zde tedy taková redundance, jakou nalezneme například na PC.

Pro přečtení stavu kláves START, SELECT a OPTION postačuje přečíst obsah GTIA registru nazvaného CONSOL a získat hodnotu spodních tří bitů (mají inverzní význam, tj. 1 značí „nestlačeno“):

V dnešním prvním demonstračním příkladu se čte stav všech tří kláves START, SELECT a OPTION a zobrazuje se formou trojice znaků v levém horním rohu obrazovky. Znak „0“ znamená „stisknuto“, znak „1“ opačný stav klávesy. Pro zobrazení tohoto příznaku se používá pomocné makro print_digit, kterému se předává logická 0/1 v akumulátoru A a offset znaku v index registru Y:

V programu před každým zobrazením snímku (50× či 60× za sekundu) přečteme obsah registru CONSOL a vhodnou bitovou operací z něj získáme vždy jediný bit, napříkad:

Ve druhém demonstračním příkladu, který si dnes ukážeme, je realizována modifikace barvy hráče (spritu, konkrétně spritu číslo 0), opět s využitím kláves START, SELECT a OPTION. Hráčem lze pohybovat joystickem a klávesami se vybírá odstín barvy. Ovšem musíme si uvědomit, že odstín je uložen v horních čtyřech bitech registrů PCOLRx, zatímco ve spodních čtyřech bitech je uložena intenzita (světlost). Z tohoto důvodu je změna barvy spritu provedena následujícím způsobem:

Poznámka: posun je proveden o pět bitů, protože jsem chtěl odstín měnit tak, aby byla změna ihned viditelná a dvě vedle sebe ležící barvy jsou si hodně podobné.

Podívejme se nyní na způsob zapojení matice klávesnice (s výjimkou kláves popsaných v předchozím textu). Tato matice obsahuje (teoreticky) až 8×8=64 kláves a navíc jsou k ní přidány i tři klávesy zpracovávané samostatně (pravý sloupec):

Nás nyní bude zajímat standardní matice 8×8. Tato matice obsahuje osm vodorovných a osm svislých vodičů, přičemž každá klávesa (při stisku) spojí unikátní kombinaci vodorovného a svislého vodiče. Takové zapojení nalezneme i u mnoha dalších počítačů (v některých případech se ještě zapojují diody do série s klávesou, aby nedocházelo k situaci, kdy stisk tří sousedních kláves bude detekován jako stisk kláves čtyř – ghosting). Ovšem vraťme se k počítačům Atari. Osm svislých vodičů je připojeno do integrovaného obvodu CD4051, což je multiplexer (tříbitová hodnota je převedena na jeden bit z osmi). A i vodorovné vodiče jsou zapojeny do svého multiplexeru CD4051. Tyto multiplexery jsou připojeny k čipu POKEY, který realizuje čtení stavu matice kláves.

Ze schématu zapojení je navíc patrné, že výstup z druhého multiplexeru pro vodorovné vodiče je (přes pull up rezistor) připojen ke vstupnímu pinu čipu POKEY. Čtení stavu kláves v matici je prováděno následovně – POKEY generuje všechny možné kombinace signálů K0 až K5. Tím dochází k postupnému výběru sloupců a řádků (vybere se sloupec a z osmi možných kláves se přečte stav jediné klávesy na zvoleném řádku). Stav konkrétní klávesy je poté čipem POKEY čten a ten si tento stav zaznamená a po dalších úpravách uloží do svého registru KBCODE.

Poznámka: ve skutečnosti je to složitější, protože většina úrovní je negována. Ovšem pro nás – běžné programátory – je důležité vědět, jak se registr KBCODE naplňuje.

Samozřejmě je vhodné zjistit, jak se vlastně generují signály K0 až K5. Jak je tomu u osmibitových Atari zvykem, je řešení minimalistické. POKEY obsahuje šestibitový čítač, který je nastartován zápisem do registru SKCTL. S frekvencí odpovídající řádkovému kmitočtu (ano – vše je navázáno buď na frekvenci CPU, nebo na řádkovém kmitočtu) se hodnota čítače zvyšuje a je přiváděna na piny K0 až K5. Čtení celé klávesnice je tak možné provést cca 200× za sekundu:

Poznámka: ve skutečnosti je to opět složitější, protože konstruktéři Atari si byli vědomi toho, že při stisku klávesy dochází k mechanickým zákmitům, což se projeví v tom, že je klávesa z pohledu SW stisknuta a puštěna několikrát (s vysokou frekvencí). Čip POKEY tedy obsahuje jednoduchý obvod (založeny na šestibitovém bufferu) pro debouncing. A aby bylo vše transparentní – i debouncing je možné softwarově ovládat.

Ze zobrazené matice klávesnice, která byla uvedena v šesté kapitole, je zřejmé, že klávesy Shift, Control a Break nejsou do hlavní matice zařazeny, i když by tam pro ně bylo místo. Důvody pro toto oddělení jsou dva. Klávesy Shift a Control jsou použity pro modifikaci kódu stisknuté klávesy – typicky provádí přepnutí těch kláves, které slouží pro zápis dvou či tří různých znaků. U písmen je to verzálka+minuska a navíc i grafický znak s ATASCII hodnotou 0 až 31. U numerických kláves se klávesou Shift přepíná na „vyšší znak“ zobrazený na klávesnici (namísto jedničky vykřičník, namísto dvojky uvozovky atd.), stejně jako u kláves napravo od běžných znaků. A navíc Control slouží i pro posuny kurzoru atd.

A klávesa Break je zvláštní hned několikrát, i když se nejedná o modifikační klávesu. V operačním systému je pro její obsluhu vyhrazena zvláštní subrutina; klávesa sama o sobě není použita pro tisk znaku a většina subrutin pro práci s klávesnicí Break zcela ignoruje. To si ostatně můžeme otestovat v dalším demonstračním příkladu, který zobrazuje kódy stisknutých kláves – klávesa Break skutečně bude tímto příkladem zcela ignorována. A naopak – existuje speciální typ HW přerušení navázaného přímo na stisk Break.

Integrovaný obvod POKEY zjišťuje jak stav kláves umístěných do hlavní matice, tak i stav přeřaďovačů Shift a Control i klávesy Break. Následně jsou takto získaná data čipem POKEY zpracována následujícím způsobem:

Z registru KBCODE lze vyčíst bajt s informací o stisku klávesy, a to včetně přeřaďovačů. Současný stisk Shift zvyšuje kód klávesy o 64, stisk Control zvyšuje kód klávesy o 128 a kombinace Shift+Control+klávesa zvyšuje kód o 192. Ovšem ne všechny klávesy podporují kombinaci obou přeřaďovačů. Co je ale zajímavé – Shift a Control lze použít se všemi klávesami, včetně Esc, Return, Caps (!) i Inverse Video (částečně i HELP):

Ve třetím demonstračním příkladu je periodicky čten registr KBCODE čipu POKEY. Přečtená hodnota je převedena na dvojici hexadecimálních číslic a výsledek je vytištěn na obrazovku. Můžete si tak sami otestovat kombinace kláves, fakt, že klávesa Break je ignorována atd.:

Práce s klávesnicí stylem, jaký jsme si až doposud ukázali, je poměrně nízkoúrovňová a využít je ji možné především ve hrách. Ovšem pro programy typu textový editor by bylo výhodnější mít k dispozici mechanismus pro čekání na stisk klávesy a ideálně by se měl vracet ATASCII kód stisknuté klávesy, pokud je to pochopitelně možné (některé kombinace kláves nemají odpovídající ATASCII kód). Takový mechanismus existuje, dokonce ve dvou variantách. Pravděpodobně nejjednodušší je využití systémové subrutiny nazvané KBHANDLER. Při jejím zavolání se používá známý trik – adresa subrutiny se uloží na zásobník a instrukcí RTS se provede skok na tuto adresu:

Poznámka: stisk klávesy je v tomto případě doprovázen typickým zvukem, který zná každý uživatel Atari, pokud napsal alespoň jediný znak v BASICu:)

Výše uvedená systémová subrutina je použita v dnešním čtvrtém demonstračním příkladu. V něm se čeká na stisk klávesy a poté je kód této klávesy zobrazen v hexadecimální číselné soustavě (do levého horního rohu obrazovky):

Zajímavé bude zjistit, jaké kódy jsou vlastně subrutinou get_key vráceny. V následující tabulce jsou některé kódy vypsány i s komentářem:

Z tabulky je patrné, že pro základní klávesy, popř. i Shift+klávesa, se vrací ATASCII kódy. Control u písmen přepíná na nejnižších 32 znaků ATASCII a u mnoha dalších kláves se Control ignoruje.

Poznámka: je přitom zapnut režim velkých písmen, tj. výchozí stav klávesnice.

Jak jsme si již naznačili v předchozím textu, chová se klávesa Break odlišně od většiny ostatních kláves. Stisk Break je totiž čipem POKEY zpracován takovým způsobem, že se kód této klávesy sice neuloží do registru KBCODE, ovšem současně se vyvolá speciální IRQ nazvané taktéž Break. Operační systém má nastavenou subrutinu použitou pro obsluhu tohoto přerušení. U programů psaných v BASICu (ale i TurboBASICu) vede stisk Break k vyvolání této subrutiny, která ukončí běh programu a vypíše právě zpracovávaný řádek:

Pro aplikace psané v assembleru nemá (alespoň většinou) význam na stisk Break reagovat ukončením programu. Ovšem i přesto si ukažme, jak stisk této speciální klávesy zachytit. Postačuje přesměrovat vektor nazvaný BRKKY na náš vlastní podprogram. Samotné přesměrování vektoru je snadné:

V pátém a dnes již posledním demonstračním příkladu se provádí nekonečná programová smyčka, takže program „nic nedělá“. Ovšem ještě předtím byla modifikována subrutina pro detekci stisku klávesy Break tak, aby se vypsal znak „B“.

Všechny minule i dnes popsané demonstrační příklady, pro jejichž překlad je zapotřebí použít assembler ca65 a linker ld65, je možné přeložit s využitím souboru Makefile, jehož obsah je vypsán pod tímto odstavcem:

Výsledkem překladu jsou soubory s koncovkou .xex, které je možné přímo spustit v emulátoru osmibitových počítačů Atari.

Všechny demonstrační příklady, s nimiž jsme se v předchozích článcích i v článku dnešním seznámili a které jsou určeny pro překlad s využitím assembleru ca65, jsou dostupné, jak je zvykem, na GitHubu. V tabulce níže jsou uvedeny odkazy na jednotlivé zdrojové kódy příkladů psané v assembleru i „listingy“ vygenerované samotným assemblerem, ze kterých je patrné, jakým způsobem se jednotlivé příklady přeložily do výsledného XEX souboru:

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	Další funkce podporované čipem POKEY	0	7	01-07-2026
2	Kdo v NATO zbrojí nejrychleji? Zkuste uhádnout státy, které překonaly USA	0	7	07-07-2026
3	Lenovo ThinkTab X11, il tablet che non vuole piacere a tutti ma lavorare ovunque	0	5	05-07-2026
4	V Ohiu zachránili 16 dětí: Žily jako zvířata!	-5	7	04-07-2026
5	Na Moravě vypískali Klempíře!	-5	5	28-06-2026
6	Charlotte Štiková odhalila jména pro miminko: Pořádně překvapí!	2	3	28-06-2026
7	ЭВМ в народном хозяйстве: лампы, кибернетика, «Урал-1»	0	7	05-07-2026
8	Ну и пригодились тебе твои синусы?	0	5	20-06-2026
9	Почему Excel не работает, когда активов становится 500+: подводные камни управления ИТ-парком в табличных редакторах	0	7	22-06-2026
10	Klänning eller dunjacka?	0	5	07-07-2026

Классификация: Мнения. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 5. Источник: www.root.cz.