Изобретение относится к средствам для квазиречевого ввода информации с помощью координатно-моторных (КМ) символов, формируемых движениями пальцами и кистью руки без привлечения зрения, их шифрации и дешифрации команд, эквивалентных знакам алфавита, и может быть использовано в беспанельных пультах, управляемых по каналу связи, и в квазиречевой телефонии.
Известно устройство для шифрации и дешифрации команд, содержащее шифратор, включающий в себя блок формирования сигналов n команд и соединенные последовательно генератор тактовых импульсов и счетчик, два элемента И-НЕ и дифференцирующий элемент и дешифратор, включающий в себя n-элементов памяти, выходы которых через соответствующие усилители мощности подключены к выходам дешифратора, вход которого через канал связи соединен с выходом шифратора, два дифференцирующих элемента, счетчик, соединенные последовательно элемент развязки, интегрирующий элемент и выпрямитель-формирователь.
Наиболее близким к изобретению является система для шифрации и дешифрации команд, содержащая формирователь команд и соединенные через канал связи блок шифрации посылки и блок дешифрации посылки, выходы которого являются выходами системы, блок шифрации содержит регистр сдвига, выходы которого соединены с входами дешифратора, первый и второй элементы И-НЕ, входы которых соединены с первым и вторым выходами дешифратора, а выходы с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока шифрации посылки, блок дешифрации посылки содержит селектор импульсов, вход которого объединен со счетным входом счетчика импульсов и является входом блока дешифрации посылки, выходы счетчика импульсов подключены к входам первого регистра, второй и третий регистры, выходы которых являются информационными выходами блока дешифрации посылки.
Рассмотренная система не обеспечивает передачу КМ символов по каналу связи, их шифрацию и дешифрацию.
Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности передачи КИ символов.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство установлен формирователь команд, выполненный в виде биотехнического контроллера, в блок шифрации посылки введены преобразователь кода КМ символа в двоичный код, вычитающие счетчики, элементы ИЛИ, элемент НЕ, элемент задержки, ключевой элемент, коммутатор и триггер, первые и вторые информационные и тактовый выходы биотехнического контроллера соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами преобразователя кода КМ символа в двоичный код и с информационным входом ключевого элемента, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И-НЕ и информационному входу коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с входами разрешения счета соответственно первого и второго вычитающих счетчиков, установочные входы которых подключены к первым и вторым выходам преобразователя кода КМ символа в двоичный код, входы разрешения установки информации в разряды счетчиков соединены с выходом элемента задержки, а выходы подключены к входам одноименных элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ и входом элемента НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора и первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра, информационный вход которого подключен к источнику логической единицы, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и первым установочным входом триггера, второй установочный вход которого соединен с выходом упомянутого элемента задержки, а выход подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ и управляющему входу ключевого элемента, выход сброса биотехнического контроллера соединен с входом обнуления регистра, разрешающим входом преобразователя кода КМ символа в двоичный код и входом элемента задержки, в блок дешифрации посылки введены триггер и элементы задержки, выход селектора импульсов соединен с входом первого элемента задержки, тактовым входом триггера и входом обнуления первого регистра, выходы которого подключены к информационным входам второго и третьего регистров, выход первого элемента задержки соединен с входом обнуления сметчика импульсов, прямой выход триггера соединен с тактовым входом второго регистра, инверсный выход триггера подключен к тактовому входу третьего регистра, информационному входу триггера и входу второго элемента задержки, выход которого является стробирующим выходом блока дешифрации посылки.
Кроме того, коммутатор в блоке шифрации содержит одновибратор и первый-третий элементы И-НЕ, первые входы которых объединены и являются информационным входом коммутатора, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом одновибратора, прямой выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ, инверсный выход одновибратора соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с вторым входом одновибратора и является управляющим входом коммутатора, выходы второго и третьего элементов И-НЕ являются соответственно первым и вторым выходами коммутатора.
На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока шифрации посылки; на фиг.3 структурная схема блока дешифрации посылки; на фиг. 4 схема коммутатора; на фиг.5 и 6 временные диаграммы сигналов в различных точках упомянутых блоков; на фиг.7 временные диаграммы сигналов коммутатора; на фиг. 8 общая схема биотехнического контроллера; на фиг.9 расположение символов в матрицах А и С.
Система для шифрации и дешифрации команд, формируемых в виде КМ символов, имеет формирователь, выполненный в виде биотехнического контроллера 1 и, соединенный через канал связи 2 блок 3 шифрации и блок 4 дешифрации посылки, выходы которого являются выходами системы, причем первые и вторые информационные входы 5, 6, тактовый 7 и вход 8 сброса блока 3 шифрации посылки подключены к соответствующим выходам биотехнического контроллера 1 (далее просто контроллера).
Блок 3 шифрации посылки (фиг.2) содержит регистр сдвига 9, выходы которого соединены с входами дешифратора 10, первый и второй выходы которого подключены к первым входам 11 первого 12 и второго 13 элементов И-НЕ, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 14, выход которого является выходом блока 3 шифрации посылки, преобразователь 16 кода КМ символов в двоичный код, вычитающие счетчики 17, 18, элементы 19, 20 и 21 с первого по третий ИЛИ, элемент 22 НЕ, элемент 23 задержки, ключевой элемент 24, коммутатор 25 и триггер 26.
Первые и вторые информационные входы преобразователя КМ символа в двоичный код 16 соединены с соответствующими входами 5, 6 блока 3, тактовый вход 7 которого соединен с информационным входом ключевого элемента 24, соединенного выходом с вторыми входами 27 первого 12 и второго 13 элементов И-НЕ и информационному входу коммутатора 25, первый и второй выходы которого соединены с тактовыми входами разрешения счета "С" соответственно первого 17 и второго 18 вычитающего счетчиков, режим которых установлен путем подключения входов "±1" к общей шине (не показано).
Первые и вторые выходы преобразователя 16 КМ символа в двоичный код подключены к установочным входам соответственно первого 17 и второго 18 вычитающих счетчиков, входы "Р" разрешения установки информации в разряды счетчиков соединены с выходом элемента 23 задержки, а выходы подключены к входам одноименных элементов ИЛИ 19, 20.
Выход первого элемента ИЛИ 19 соединен с третьим входом 28 первого элемента И-НЕ 12 и входом элемента НЕ 22, выход которого подключен к управляющему входу 29 коммутатора 25 и первому входу 30 третьего элемента ИЛИ 21, соединенного выходом с тактовым входом регистра 9, информационный вход которого подключен к источнику логической единицы.
Выход второго элемента ИЛИ 20 соединен с третьим входом 28 второго элемента И-НЕ 13 и первым установочным входом триггера 26, инверсный выход которого подключен к второму входу 31 третьего элемента ИЛИ 21 и управляющему входу 32 ключевого элемента 24.
Вход 8 сброса блока 3 соединен с входом обнуления регистра 9, разрешающим входом "CS" 33 преобразователя кода 16 КМ символа в двоичный код и входом элемента 23 задержки, выход которого соединен с вторым установочным входом триггера 26.
Блок 4 дешифрации посылки (фиг.3) содержит селектор 34 импульсов, вход которого объединен со счетным входом счетчика 35 импульсов и является входом 36 блока 4 дешифрации посылки. Выходы счетчика 35 импульсов подключены к входам первого регистра 37, второй 28 и третий 39 регистры, выходы которых являются информационными выходами 40 блока 4 дешифрации посылки, а выход 41 стробирующим, триггер 42 и элементы 43, 44 задержки.
Выход 45 селектора 34 импульсов соединен с входом первого элемента 42 задержки, тактовыми входами триггера 42 и первого регистра 37, выходы которого подключены к информационным входам 46, 47 второго и третьего регистров 38, 39. Выход первого элемента 43 задержки соединен с входом обнуления счетчика 35 импульсов, прямой выход триггера 42 соединен с тактовым входом второго регистра 38.
Инверсный выход триггера 42 подключен к тактовому входу третьего регистра 39, информационному входу триггера и входу второго элемента 44 задержки, подключенного выходом к выходу 41 строба записи блока 4 дешифрации посылки.
Коммутатор 25 блока 3 шифрации посылки (фиг.4) содержит одновибратор 48 и с первого по третий элементы И-НЕ 49, 50 и 51, первые входы которых объединены и являются информационным входом 52 коммутатора 25, выход первого элемента И-НЕ 49 соединен с первым входом "В" одновибратора 48, прямой выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ 49, 50, инверсный выход одновибратора соединен с вторым входом 53 третьего элемента И-НЕ 51, третий вход 54 которого объединен с вторым входом 55 одновибратора 48 и является управляющим входом 29 коммутатора, выходы второго 50 и третьего 51 элементов И-НЕ являются соответственно первым 56 и вторым 57 выходами коммутатора 25.
Селектор 34 импульсов (фиг. 3) имеет первый 58, второй 59 и третий 60 элементы И-НЕ, конденсатор 61 и резистор 62, соединенные между собой по схеме ждущего мультивибратора, причем вход 63 селектора 34 импульсов соединен с входом 36 блока 4 дешифрации посылки.
Биотехнический контроллер 1 (фиг.8) содержит блок 64 сканирования, первый 65 и второй 66 шифраторы КМ символов, ячейки 67 памяти кода строки, ячейки 68 памяти "Латинский алфавит" (Лат), ячейки 69 памяти "Верхний регистр" (ВР) и элемент ИЛИ 70. Первые выходы 71 блока 64 по общей кодовой шине соединены с одноименными входами 72, 73 шифраторов 650 66 КМ символов, входами 74 ячеек памяти 67 кода строки Y и первыми выходами 5 контроллера по обобщенной координате Х колонки текущего КМ символа в матрице тренажера, тактовый выход 7 контроллера соединен с шестым выходом 75 блока 64 сканирования, второй 76 и третий 77 выходы которого соединены с вторыми входами 78, 79 упомянутых шифраторов, третий вход 80 (81) каждого из которых соединен по блокирующей обратной связи с соответствующим выходом 82 (83) контрлатерального шифратора 66 (65) КМ символов.
Первые выходы 84, 85 шифраторов соединены с входами элемента 70 ИЛИ, подключенного выходом к входу 86 блока 64 сканирования, четвертый выход 87 которого является выходом 8 сброса контроллера 1 (фиг.1) и соединен с пятым входом 88 считывания из ячеек 67 памяти кода строки, со вторым входом 89 которых соединен пятый выход 90 блока 64 сканирования.
Вторые выходы 91, 92 упомянутых шифраторов соединены с третьим 93 и соответственно четвертым 94 входами разрешения записи данных в ячейки 67 памяти кода строки, выходы которых и выходы ячеек 68, 69 являются вторыми выходами контроллера.
К работе с устройством приступают после работы на тренажере, с помощью которого отрабатывается квазиречевой КМ рефлекс в виде новой функции оператора, заключающийся в навыке бесклавишного ввода информации без привлечения зрения.
Устройство работает следующим образом.
Оно предназначено для бесклавишного квазиречевого формирования команд без привлечения зрения и безмашинного преобразования КМ-движений пальцев и кисти руки в однобайтные коды, эквивалентные координатам X, Y знака алфавита в матрице, причем с помощью шифраторов 65 и 66 и блока 64 вырабатывают сигналы активности, а с помощью блока 3 обеспечивают:
преобразование кода текущего КМ символа в двоичный код, преимущественно 16-ричный;
последовательное формирование посылки кода Х колонки, а затем кода Y строки в числоимпульсном коде;
переключение блока 3 в исходное состояние путем сброса регистра 9 в начале каждого цикла формирования команды.
После приема команд по каналу связи блок 4 обеспечивает преобразования двух импульсных посылок из числоимпульсного кода в 16-ричный код знака алфавита путем циклического:
подсчета импульсов в посылке и преобразования числа импульсов в двоичный код с помощью селектора 34 импульсов и счетчика 35, работающего в режиме сложения;
выработки интервала между смежными посылками и перезаписи кода координаты Х в первый регистр 37 с помощью селектора 34 импульсов;
записи координаты Х по установочным входам второго регистра 3 с помощью триггера 42;
установки счетчика 35 в ноль и подготовки его к приему второй посылки через интервал времени, формируемый селектором 34 импульсов;
повторное преобразование числа импульсов второй посылки, перезаписи координаты Y в первый регистр 37, а затем по входам третьего регистра 39;
выдачи строба записи сформированного кода КМ символа и с помощью триггера 42 и элемента 44 задержки.
Работа блока 3 (фиг.2, 5) заключается в приеме кода текущего КМ символа в виде двух полубайтов, эквивалентных Х, Y, устанавливаемых по информационным входам преобразователя 16 кода КМ символа в двоичный код, затем с приходом строба на вход 8 регистр 9 устанавливается в ноль (фиг.5,б), осуществляется выборка преобразователя 16 (фиг.5,а) и запускается элемент 23 задержки. Коды, эквивалентные координатам Х, Y знака, устанавливаются по информационным входам счетчиков 17, 18.
Через период τ1 выборки кода (фиг.5,б) в момент времени t1 с выхода элемента 23 задержки по входам "Р" вычитающих счетчиков подается лог. "1" и осуществляется установка информации в разряды счетчиков 17, 18 (фиг.5,в,г), устанавливается в ноль триггер 26 (фиг.5,ж).
В момент времени t1 элементы 19, 20 обобщают комбинации лог. "1", которые устанавливаются на разрядных выходах счетчиков, в сигналы высокого уровня лог. "1", которые устанавливаются на третьих входах 28 элементов 12, 13 И-НЕ (фиг,5,д,е).
Фронтом сигнала с инверсного выхода триггера 26 через третий элемент ИЛИ 21 тактируется регистр 9 и переключается в режим "Шифрация" ключевой элемент 24, с выхода которого импульсы частотой f2 следуют на тактовые входы разрешения счета вычитающих счетчиков 17, 18.
На выходе (1) регистра 9 с входа "С" на первый разряд запишется сигнал высокого уровня лог. "1", поэтому на выходе (0) дешифратора 10 появится сигнал низкого уровня лог. "0", а на выходе (1) сигнал высокого уровня (фиг.5, з).
Появление этого сигнала на первом входе 11 первого элемента И-НЕ 12 совпадает по времени с моментом переключения ключевого элемента 24 и тактовые импульсы (ТИ) поступают на информационный вход коммутатора 25. Одновременно сигнал высокого уровня лог."1" с выхода первого элемента ИЛИ 19 поступает на вход элемента НЕ 22, инвертируется и по управляющему входу 29 коммутатора сигналом лог. "0" по инверсному входу 55 устанавливает одновибратор 48 (фиг. 4).
С прямого выхода одновибратора 48 сигнал лог."1" открывает первый 49 и второй 50 элементы И-НЕ. В результате этого по обратной связи через элемент И-НЕ 49 осуществляется повторный запуск одновибратора 48 (фиг.7,в), который формирует интервал Тх, эквивалентный с числу импульсов в первой посылке, которая следует на выход 56 коммутатора 25 и тактовый вход первого вычитающего счетчика 17 (фиг.2) до его обнуления (фиг.5,в) в момент времени t2.
В этот момент на выходе первого элемента ИЛИ 19 установится сигнал низкого уровня лог."0" и дальнейшее прохождение ТИ на выход 15 блока через элемент И-НЕ 12 блокируется. Этим завершается шифрация и посылка первой пачки импульсов. Далее сигнал низкого уровня инвертируется элементом НЕ 22 и сигналом лог. "1" по инверсному входу 55 одновибратор 48 переключает коммутатор 25 в режим формирования интервала Ти между смежными посылками (фиг.7,н). Однако одновибратор задерживается на 2-3 ТИ за счет время задающей обратной связи (не показана). Скважность импульсов f2 кратно перекрывает время задержки И-НЕ 50, триггерах вычитающих счетчиков и элементе ИЛИ 19.
В момент времени t3 (фиг.7,г) завершается формирование интервала Ти и одновибратор 48 устанавливается в ноль. B результате на его прямом выходе установится сигнал низкого уровня лог "0", который блокирует поступление ТИ на первый выход 56 коммутатора 25, а сигналом высокого уровня, который устанавливается в момент времени t3 на инверсном выходе одновибратора, открывается по входу 53 третий элемент И-НЕ 51 и ТИ f2 со второго выхода 57 коммутатора следуют на тактовый вход второго вычитающего счетчика 18 до его обнуления.
Следует заметить, что в момент обнуления первого вычитающего счетчика сигналом лог. "1" через элемент ИЛИ 21 вторично тактируется регистр 9. В результате на выходе (1) дешифратора 10 устанавливается лог. "0", а на выходе (2) лог. "1", которой по первому входу 11 открывается второй элемент 13 И-НЕ.
Формируется вторая посылка импульсов в интервале Ту, количество импульсов в котором в коде эквивалентно координате Y.
В момент t4 обнуления счетчика (фиг.5,г) блокируется следование ТИ на выход элемента И-НЕ 13 (фиг.5,и) и через элемент ИЛИ-НЕ 14 на выход 15 блока 3 шифрации посылки. Одновременно сигналом низкого уровня лог. "0", который установится на выходах счетчика 18 и соответственно второго элемента ИЛИ 20, переключается триггер 26 в единичное состояние. Сигнал лог. "0" с инверсного выхода триггера 26 отключает ключевой элемент 24 от входа 7. На этом цикл формирования двух смежных посылок Х, Y текущего КМ символа завершается.
Работа блока 4 (фиг.3) заключается в дешифрации двух смежных импульсных посылок в двоичный код КМ символа в следующей последовательности.
Первый импульс первой пачки в момент времени t1 (фиг.6,а) инвертируется элементом И-НЕ 58 и запускает мультивибратор селектора 34 импульсов. Одновременно по входу "С" тактируется счетчик 35 (фиг.6,а), который формирует интервал τ1, равный ХТ, где Т период следования импульсов на частоте f2 (2,5 м.сек), Х количество импульсов в первой пачке посылки.
Период τ1 формирования кода координаты Х завершается в момент времени t2 (фиг.6,а). В этот момент времени селектор 34 импульсов за счет временной задержки в обратной связи мультивибратора формирует интервал τ3 (фиг.6,б), равный 2Т.
В момент времени t3 завершается первый цикл приема посылки в числоимпульсном коде и выработки интервале τ3 между смежными посылками. В этот момент времени фронтом импульса, поступающего с выхода 45 селектора 34 импульсов (фиг.6,г), осуществляется запись кода Х в регистр 37, запускается первый элемент 42 задержки на интервал τ4 установки кода в регистр 37 (фиг.6,ж), по "С" входу в единичное состояние устанавливается триггер 42 (фиг.6,в), и фронтом импульса с прямого выхода триггера осуществляется перезапись кода Х в регистр 38 (фиг.6,д).
Через период задержки τ4 фронтом импульса, поступающего с выхода элемента 42 задержки, устанавливается в ноль счетчик 35, который подготавливается к приему следующей посылки по прошествию интервала Δt1, представляющего собой разность между интервалом Ти между смежными посылками текущего КМ символа и периодом задержки τ3.
В момент времени t4 на вход блока 4 дешифрации поступает первый импульс (фиг.6,а,б) второй посылки кода координаты Y строки.
Этот импульс вновь запускает мультивибратор селектора 34 импульсов (фиг. 6,а), а счетчик 35 формирует период τ2, равный Ту. Дальнейшее преобразование второй посылки в 16-ричный код координаты строки Y осуществляется блоком 4 в рассмотренной выше последовательности, причем по фронту импульса, который поступает с выхода 45 селектора в момент времени t6 (фиг.6,в) триггер 42 устанавливается в ноль и фронтом сигнала с его инверсного выхода осуществляется перезапись кода Y в регистр 39 (фиг.6,е) и запуск второго элемента задержки 44, который формирует строб записи блока 4 (фиг.6,з). Через интервал τ4 формируется импульс обнуления счетчика 35 (фиг.6,ж).
Четкое разделение двух смежных посылок и точность восстановления 16-ричного кода знака по число-импульсным посылкам показано на временных диаграммах (фиг.6).
Изобретение позволяет расширить область применения системы для шифрации и дешифрации команд за счет возможности с приемлемой точностью передачи КМ символов по каналам связи, обеспечивает дистанционный ввод символов информации в пульт управления без привлечения зрения посредством проводной или радиолинии связи.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для ввода учебной информации | 1990 |
|
SU1732367A1 |
Устройство для ввода учебной информации | 1990 |
|
SU1732369A1 |
Устройство для ввода учебной информации | 1990 |
|
SU1732368A1 |
Биотехническое адаптируемое устройство для бесклавишного ввода информации и датчик активности пальца и кисти руки | 1991 |
|
SU1836676A3 |
Биотехническое адаптируемое устройство для бесклавишного ввода информации | 1987 |
|
SU1576901A1 |
Устройство для сопряжения вычислительного модуля с магистралью | 1985 |
|
SU1325495A1 |
Устройство для передачи и приема дискретных сообщений | 1983 |
|
SU1095220A1 |
Устройство для формирования знаков на экране телевизионного индикатора | 1989 |
|
SU1679536A1 |
Дешифратор координатно-моторной активности для биотехнического адаптируемого контроллера | 1991 |
|
SU1836677A3 |
Приемник многочастотных сигналов | 1990 |
|
SU1838894A3 |
Изобретение относится к вычислительной технике и связи. Его использование в системах передачи команд позволяет расширить область применения за счет обеспечения возможности передачи координатно-моторных символов. Эта цель достигается благодаря введению биотехнического контроллера и специфическому выполнению блока шифрации посылки и блока дешифрации посылки. 1 з.п.ф-лы, 9 ил.
Радио, 1989 N 4, с.30-31, рис.1, 3. |
Авторы
Даты
1995-09-10—Публикация
1991-02-04—Подача