Teclado de ordenador

De El Museo de los 8 Bits

Teclado de un terminal CT-1024
Teclado de un terminal CT-1024
Teclado integrado de un Apple IIc Plus
Teclado integrado de un Apple IIc Plus
Teclado integrado de un Sinclair ZX Spectrum.
Teclado integrado de un Sinclair ZX Spectrum.
Teclado integrado de un Commodore 64.
Teclado integrado de un Commodore 64.
Teclado ajustable de Apple.
Teclado ajustable de Apple.
Teclado PC inalámbrico
Teclado PC inalámbrico
Atari ST 1040
Teclado SUN tipo 5
Teclado SUN tipo 5

Un teclado de computadora (ordenador) es un periférico, físico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados láser), utilizado para la introducción de órdenes y datos en una computadora. Tiene su origen en los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de los primeros ordenadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para teclados árabes y japoneses).

Cada tecla tiene impresa o grabada al menos un símbolo principal (en las alfabéticas se usa la letra mayúscula) y al pulsarla se suele obtener ese símbolo o acción. Mediante teclas adicionales (las llamadas teclas inertes) se pueden obtener los caracteres acentuados, y mediate teclas modificadoras se pueden obtener otros símbolos o acciones (por ej., las teclas Control, Shift, Alt, AltGr, las Apple de los Mac...). Normalmente esos símbolos adicionales aparecen serigrafiados en el teclado en una posición que permita intuir que tecla debe pulsarse adicionalmente.

Tabla de contenidos

Historia

Disposición de las teclas

La disposición de las teclas se remonta a las primeras máquinas de escribir. Aquellas máquinas eran enteramente mecánicas. Al pulsar una letra en el teclado, se movía un pequeño martillo mecánico, que golpeaba el papel a través de una cinta impregnada en tinta. Al escribir con varios dedos de forma rápida, los martillos no tenían tiempo de volver a su sitio antes de que se moviesen los siguientes, de forma que se encallaban. Para que esto ocurriese lo menos posible, el diseñador del teclado QWERTY hizo una distribución de las letras de forma contraria a lo que hubiese sido lógico con base en la frecuencia con la que cada letra aparecía en un texto. De esta manera la pulsación era más lenta y los martillos se encallaban menos veces.

Sobre esta distribución de teclado surgieron dos variantes principales : la francesa AZERTY y la alemana QWERTZ. Ambas se basaban en cambios en las teclas más frecuentemente usadas en cada idioma. Los teclados en español no pasan de añadir la Ñ, bien como tecla propia, bien mediante tilde + n.

Cuando aparecieron las máquinas de escribir eléctricas, y después las computadoras, con sus teclados también eléctricos, se consideró seriamente modificar la distribución de las letras en los teclados, colocando las letras más corrientes en la zona central; es el conocido Teclado Simplificado Dvorak. El nuevo teclado ya estaba diseñado y los fabricantes preparados para iniciar la fabricación. Sin embargo, el proyecto se canceló debido al temor de que los usuarios tuvieran excesivas incomodidades para habituarse al nuevo teclado, y que ello perjudicara la introducción de las computadoras personales, que por aquel entonces se encontraban en pleno auge.

Teclado QWERTY de 102-teclas con distribución Inglés de Estados Unidos
Teclado QWERTY de 102-teclas con distribución Inglés de Estados Unidos

La distribución es, como ocurre normalmente en nuestra historia, un "lastre cultural" como el de la puntuación del tenis.

Primeros teclados

Aparte de teletipos y máquinas de escribir eléctricas como la IBM Selectric, los primeros teclados solían ser un terminal de ordenador que se comunicaba por puerto serie con el ordenador. Además de las normas de teletipo, se designó un estandar de comunicación serie, basado en el juego de caracteres ANSI, que hoy sigue presente en las comunicaciones por modem y con impresora (los primeros ordenadores carecían de pantalla, por lo que solían comunicarse, bien por luces en su panel de control, bien enviando la respuesta a un dispositivo de impresión). Se usaba para ellos las secuencias de escape, que se generaban bien por teclas dedicadas, bien por combinaciones de teclas, siendo una de las más usadas la tecla Control.

La llegada del ordenador doméstico trae una inmensa variedad de teclados y de tecnologías y calidades (desde los muy reputados por duraderos del Dragon 32 a la fragilidad de las membranas de los equipos Sinclair), aunque la mayoría de equipos incorporan la placa madre bajo el teclado, y es la CPU o un circuito auxiliar (como el chip de sonido General Instrument AY-3-8910 en los MSX) el encargado de leerlo. Son casos contados los que recurren o soportan comunicación serial. (curiosamente es la tecnología utilizada en el Sinclair Spectrum 128 para el keypad numérico). Sólo los MSX establecerán una norma sobre el teclado, y los diferentes clones del Apple II y el TRS-80 seguirán el diseño del clonado.

Generación 16 bits

Mientras que el teclado del IBM PC y la primera versión del IBM AT no tuvo influencia más allá de los clónicos PC, el Multifunción II (o teclado extendido AT de 101/102 teclas) aparecido en 1987 refleja y estandariza de facto el teclado moderno con cuatro bloques diferenciados : un bloque alfanumérico con al menos una tecla a cada lado de la barra espaciadora para acceder a símbolos adicionales; sobre él una hilera de 10 o 12 teclas de función; a la derecha un keypad numérico, y entre ambos grandes bloques, las teclas de cursor y sobre ellas varias teclas de edición. Con algunas variantes este será el esquema usado por los Atari ST, los Commodore Amiga (desde el Commodore Amiga 500), los Sharp X68000, las estaciones de trabajo SUN y Silicon Graphics y los Acorn Archimedes/Acorn RISC PC. Sólo los Mac siguen con el esquema bloque alfanumérico + bloque numérico, pero también producen teclados extendidos AT, sobre todo para los modelos con emulación PC por hardware.

Mención especial merece la serie 55 de teclados IBM, que ganaron a pulso la fama de indestructibles, pues tras más de 10 años de uso continuo en entornos como las aseguradoras o la administración pública seguían funcionando como el primer día.

Con la aparición del conector PS/2, varios fabricantes de equipos no PC proceden a incorporarlo en sus equipos. Microsoft, además de hacerse un hueco en la gama de calidad alta, y de presentar avances ergonómicos como el Microsoft Natural Keyboard, añade 3 nuevas teclas tras del lanzamiento de Windows 95. A la vez se generalizan los teclados multimedia que añaden teclas para controlar en el PC el volumen, el lector de CD-ROM o el navegador, incorporan en el teclado altavoces, calculadora, touchpad o trackballs

Llega USB

Aunque los teclados USB comienzan a verse al poco de definirse el estandar USB, es con la aparición del Apple iMac, que trae tanto teclado como ratón USB de serie cuando se generaliza el soporte de este tipo de teclado. Además tiene la ventaja de hacerlo independiente del hardware al que se conecta. El estandar define scancodes de 16 bits que se transmiten por la interfaz. Del 0 al 3 son códigos de error del protocolo, llamados NoEvent, ErrorRollOver, POSTFail, ErrorUndefined, respectivamente. Del 224 al 231 se reservan para las teclas modificadoras (LCtrl, LShift, LAlt, LGUI, RCtrl, RShift, RAlt, RGUI)

Teclas inertes

Algunas lenguas incluyen caracteres adicionales al teclado inglés, como los caracteres acentuados. Teclear los caracteres acentuados resulta más sencillo usando las teclas inertes. Cuando se utiliza una de estas teclas, si se presiona la tecla correspondiente al acento deseado nada ocurre en la pantalla, por lo que, a continuación se debe presionar la tecla del carácter a acentuar. Esta combinación de teclas requiere que se teclee una secuencia aceptable. Por ejemplo, si se presiona la tecla inerte del acento (ej. ´) seguido de la letra "a", obtendrá una "a" acentuada ( á ). Sin embargo, si se presiona una tecla inerte y a continuación la tecla "t", no aparecerá nada en la pantalla o aparecerán los dos caracteres por separado ( ´t ), a menos que la fuente particular para su idioma incluya la "t" acentuada.

Para teclear una marca de acento diacrítico, simplemente se presiona la tecla inerte del acento, seguida de la barra de espacio.

Tipos de teclado

Ha habido y hay muchos teclados diferentes, dependiendo del idioma, fabricante… IBM ha soportado tres tipos de teclado: el XT, el AT y el MF-II.

El primero (1981) de éstos tenía 83 teclas, usaban es Scan Code set1, unidireccionales y no eran muy ergonómicos, ahora está obsoleto.

Más tarde (1984) apareció el teclado PC/AT con 84 teclas (una más al lado de SHIFT IZQ), ya es bidireccional, usa el Scan Code set 2 y al igual que el anterior cuenta con un conector DIN de 5 pines.

En 1987 IBM desarrolló el MF-II (Multifunción II o teclado extendido) a partir del AT. Sus características son que usa el mismo interfaz que el AT, añade muchas teclas más, se ponen leds y soporta el Scan Code set 3, aunque usa por defecto el 2. De este tipo hay dos versiones, la americana con 101 teclas y la europea con 102.

Los teclados PS/2 son básicamente iguales a los MF-II. Las únicas diferencias son el conector mini-DIN de 6 pines (más pequeño que el AT) y más comandos, pero la comunicación es la misma, usan el protocolo AT. Incluso los mouse PS/2 usan el mismo protocolo.

Actualmente la denominación AT ó PS/2 sólo se refiere al conector porque hay una gran diversidad de ellos.

Estructura

Un teclado está realizado mediante un microcontrolador, normalmente de las familias 8048 u 8051 de Intel. Estos microcontroladores ejecutan sus propios programas que están grabados en sus respectivas ROMs internas. Estos programas realizan la exploración matricial de las teclas para determinar cuales están pulsadas.

Para lograr un sistema flexible los microcontroladores no identifican cada tecla con su carácter serigrafiado en la misma, sino que se adjudica un valor numérico a cada una de ellas que sólo tiene que ver con su posición física. Si no se hiciera así ese sistema sería muy dependiente de cada idioma, también hay que tener en cuenta que idiomas como por ejemplo en francés tienen teclados AZERTY en lugar del que se tiene en Estados Unidos QWERTY. Los teclados usados en América latina y España extienden la configuración básica del teclado QWERTY con el fin de incluir la letra eñe y facilidades para letras acentuadas. Como el teclado español debe servir para las diversas lenguas de la península ibérica se facilita sobre todo la escritura de diversos acentos aún los no utilizados en el castellano. El teclado latinoamericano sólo da soporte con teclas directas a los caracteres específicos del castellano, que incluyen dos tipos de acento, la letra eñe y los inicios de exclamación e interrogación. El resto de combinaciones de acentos se obtienen usando una técla de extensión de grafismos (<ALT-GR>). Por lo demás el teclado latinoamericano está orientado hacia la programación, con fácil acceso al juego de símbolos de la norma ASCII.

Por cada pulsación o liberación de una tecla el microcontrolador envía un código identificativo que se llama Scan Code. Para permitir que varias teclas sean pulsadas simultáneamente, el teclado genera un código diferente cuando una tecla se pulsa y cuando dicha tecla se libera. Si el microcontrolador nota que ha cesado la pulsación de la tecla, el nuevo código generado (Break Code) tendrá un valor de pulsación incrementado en 128. Estos códigos son enviados al circuito microcontrolador donde serán tratados gracias al administrador de teclado, que no es más que un programa de la BIOS y que determina qué carácter le corresponde a la tecla pulsada comparándolo con una tabla de caracteres que hay en el kernel, generando una interrupción por hardware y enviando los datos al procesador. El microcontrolador también posee cierto espacio de memoria ROM que hace que sea capaz de almacenar las últimas pulsaciones en caso de que no se puedan leer a causa de la velocidad de tecleo del usuario. Hay que tener en cuenta, que cuando realizamos una pulsación se pueden producir rebotes (Bouncing) que duplican la señal. Con el fin de eliminarlos, el teclado también dispone de un circuito que limpia la señal.

En los teclados AT los códigos generados son diferentes, por lo que por razones de compatibilidad es necesario traducirlos. De esta función se encarga el controlador de teclado que es otro microcontrolador (normalmente el 8042), éste ya situado en el PC. Este controlador recibe el Keyboard Scan Code (Kscan Code) y genera el propiamente dicho Scan Code. En cualquier caso ya sea teclado PS/2 ó AT el Scan Code es entregado a la BIOS del PC para identificar la tecla pulsada.

La comunicación del teclado es vía serie. El protocolo de comunicación es bidireccional, por lo que el host puede enviarle comandos al teclado para configurarlo, resetearlo, diagnósticos, etc.

Disposición del teclado

En cualquier primer vistazo a un teclado podemos notar una división de teclas, tanto por la diferenciación de sus colores, como por su distribución. Las teclas grisáceas sirven para distinguirse en las demás por ser teclas especiales (borrado, teclas de función, tabulación, tecla del sistema…). Si nos fijamos en su distribución vemos que están agrupadas en cuatro grupos:

  • Teclas de función. Situadas en la primera fila de los teclados. Combinadas con otras teclas, nos proporcionan acceso directo a algunas funciones del programa en ejecución.
  • Teclas de edición. Sirven para mover el cursor por la pantalla.
  • Teclas alfanuméricas. Son las más usadas. Su distribución suele ser la de los teclados QWERTY, por herencia de la distribución de las máquinas de escribir. Reciben este nombre por ser la primera fila de teclas, y su orden es debido a que cuando estaban organizadas alfabéticamente la máquina tendía a engancharse, y a base de probar combinaciones llegaron a la conclusión de que así es como menos problemas daban. A pesar de todo esto, se ha comprobado que hay una distribución mucho más cómoda y sencilla, llamada DVORAK, pero en desuso debido sobre todo a la incompatibilidad con la mayoría de los programas que usamos.
  • Bloque numérico. Situado a la derecha de el teclado. Comprende los dígitos del sistema decimal y los símbolos de algunas operaciones aritméticas. Añade también la tecla especial Bloq Num, que sirve para cambiar el valor de algunas teclas para pasar de valor numérico a desplazamiento de cursor en la pantalla.

Clasificación de teclados

En el mercado hay una gran variedad de teclados. A la hora de estudiarlos podemos clasificarlos en dos grupos:

Según su forma física:

  • Teclado XT de 83 teclas: Se usaba en el PC XT (8086/88).
  • Teclado AT de 83 teclas: Usado con los PC AT (286/386).
  • Teclado expandido de 101/102 teclas: Es el teclado actual, con un mayor número de teclas.
  • Teclado Windows de 103/104 teclas : el teclado anterior con 3 teclas adicionales para uso en Windows.
  • Tipo ergonómico: Diseñados para dar una mayor comodidad para el usuario, ayudándole a tener una posición más relajada de los brazos.
  • Teclado multimedia: Añade teclas especiales que llaman a algunos programas en el computador, a modo de acceso directo, como pueden ser el programa de correo electrónico, la calculadora, el reproductor multimedia…
  • Teclado inalámbrico. Suelen ser teclados comunes donde la comunicación entre el computador y el periférico se realiza a través de rayos infrarrojos, ondas de radio o mediante bluetooth.

Según la tecnología de sus teclas se pueden clasificar como teclados de cúpula de goma, teclados de membrana:, teclados capacitativos y teclados de contacto metálico.

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