Сенсорная клавиатура Советский патент 1983 года по МПК H03K17/945 

(54) СЕНСЮРНАЯ КЛАВИАТУРА

, . Изобретение относится к импульсной технике к /1ожет быть использовано в системах автоматического контроля и управления..

Известен сенсорный коммутатор, содержаший сенсорные площадки, мультиплексор, регистр, счетчики и логические элементы .

Недостаток его - невозможность организации устройства для бод1ыцого числа сенсорных переключателей...

Наиболее близка к предлагаемой сен сорная клавиатура, содержавшая сенсорное поле, муга тшшексор, регистр, счетчики и элементы ИЛИ-НЕ 2, .

Недостаток этого устройства - невозможность организации сенсорной клавиатуры для большого числа сенсорных переключателей, что сужает функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в сенсорную клавиатуру, содержащую мультшшексор, информационные входы которого соединены с первыми вькодами сенсорного поля, а управляющие входы подклюнены к первым выходам счетчика и входак регистра, выходы которого соединены с выходньши щинами, и элемент ИЛИ-НЕ, введены дополнительный мультиплексор, триггеры, элемеят И, эйементы задержки, резисторы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причём вторые выходы сенсорного поля соединены с информационными ш:одами дополнительного муль-гаплексора, управлякяцие входы которого подключены ко вторьм выходам счетчика и другим входам регистра, выходы мультиплексора соединены с nepBbOvra входами ствующих элементов и ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ и через соответствуюпше резиоторы подключены к тактовой щине, вторым входам соответствующих элементов ИСКЛЮ20ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входам элементов задержки и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход - с

входом сче-пппш, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно второго и третьего три)теров, вторые входы которых подключены к выходу перво- го элемента задержки, а инверсные выходы - к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ, вьЬсод которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход последнего подключен к выходу второго элемента задержки, а прямой выход - к входу записи регистра, а .сен сорное поле выполнено на сенсорных площадках, электрически разделенных на две части, причем первые и втбрые часта сенсорных площадок соединены соответственно с первыми и вторыми выходами сенсорного поля.

На фиг. I представлена фушошовальнал схема устройства; на фиг, 2 - диаграмма его работы.

Сенсорная клавиатура содержит сенсорное поле 1 с сенсорными площадками 2, мультиплексоры 3 и 4, разрядный счетчик 5, сдвиговьй регистр 6 с выходными шинами 7, триггеры 8, 9 и 1О элемент 11 ИЛИ-НЕ, элемент 12 И, элементы задержки 13 и 14, резисторы 15 и 16, элементы 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, тактовую шину 19.

Сенсорная клавиатура работает следующим образом. На тактовую шину 19 подается импульсное напряжение. Устройство вьшолнено таким образом, что не предъявляет вьюоких требований к частоте и скважности импульсов и практически работает при частоте повторения от 1 до 100 кГц и скважности тактовых импульсов от 2 до 5. В исходном состоянии, когда палец оператора не касается одновременно двух частей одной из сенсорных площадок 2, на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ колебания синфазные и строго синхронны (фиг. 2а и 26 до момента времени ), в этом случае элементы 17,18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ постоянно находятся в состоянии логического О, на входы К -трапгеров 8 и 9 постоянно поступают через элемент задержки 13 импульсы с тактовой частотой f (фиг. 2 г).

В результате на входах элемента 11 ИЛИ-НЕ находится логическая , а на D -входе триггера 1О - логический О, и тактовые щушульсы, носттлакицие через элемент задержки 14 на С-вход триггера 10, обеспечивают на его выходе состояние логического О. Вследстви этого на вход разрядного счетчика 5 через элемент 12 И поступают тактовые импульсы с частотой f и штаты столбцов сенсорного поля 1 подключаются с часг тогой 12 через мультиплексор 3 к входу элемента 17 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ а шины строк - через мультиплексор 4 к входу элемента 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с частотой f/т , где m 2 П . Таким образом, в исходном состоянии происходит поочередное подключение сенсорных площадок 2 к входам элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

При касании оператора пальцем (одновременно) обеих частей сенсорной площадки 2 на входах элементов 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. ИЛИ оказываются включенными в некоторый момент времени -i 1штегрирующие цепи, состоящие из резисторов 15 и 16 соответственно и собст венной емкости оператора относительно земли, при этом синхронность колебаний на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ нарушится и на С-входах триггеров 8, 9 появляется Шvlпyльc, ко- торый устанавливает на инверсных выходах триггеров 8, 9 логический 0. Через время определяемое элемен;том задержки 13, триггеры 8, 9 по fi входу изменяют свое состо5шие. Вследствие этого на D-входе триггера 1О в некоторый .момент времени от t до i.+ + присутствует положительный импульс (фиг. 2д), Время 1 определяемое элементом задержки 14, выбрано та-. КИМ обрав.ом, НТО когда сигнал на С-входе триггера Ю переходит из логического О в состоянии логической 1 на ti - входе триггера 10 присутствует уровень логической. 1 (фиг. 2д и 2е). В результате на выходе триггера 10 формируется перепад налр5зже1щя от уровня логического до уровня логической 1 (фиг. 2ж), по которому производится остановка счетчика 5 и запись информации с выхода счетчика 5 в сдвиговый регистр 6 прекращается нереключение сенсорных шющадок 2 к общей шине мультиплексоров 3 и 4 и на выходах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ иЛи появляются серии импульсов. Так как разрядный счетчик 5 срабатывает от переднего фронта импульса тактовой частоты, а остановка счетчика 5 происходит по переднему фронту тактовых импульсов, задержанных на время Тз2 (фиг- 2ж), то разрядный счетчик 5 останавливается в кодовом cocTosomHj соответствующем номеру сенсорной площадки 2, которой кос31улся оператор, в момент времени -t + + Lj2 происходит запись информаит о номере нажатой площадки 2 на выходные шины 7 регистра сдвига 6. Причем такт Зг такт период следования тактовых импульсов. Как только оператор убирает палец с сенсорной плошадкн 2 синхронность колебаний на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ восстанавливается и устройство возвращается в исходное состояние в момент времени Ь2 . Таким образом, введение дсшолнитель пого мультиплексора, триггеров, элементов И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элементов задержки, а также выполнение сенсорных площадок элек-трическЕ разделенных, позволило организовать сенсорную клавиатуру для большого числа сенсор- ных шющадок. Формула изобретения 1 Сенсорная клавиатура, содержащая мультшшексор, информационные входы ко Форого соединены с первыми выходами сенсорного поля, а управляющие входы подключены к первым выгюдам счетчика и входам регис ра, выходы которого сое динены с выходными шинами, в длемент ИЛИ-HEj. отличающаяс я тем :чфо, с/целью расищр шя функциональных возможностей, в нее введены дополнительный мультиплексор, триггеры, элемент И, элемент задержки, резисторы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, причем вторые выхо)|Ш сенсорного поля соединенны с информаовошшми BKOAaMH дополнительного мультшшексора, управляюите входь которого подключсиы к вторым выходам счетчика и другим входам регистра, выходы мультиплексоров соединены с первыми входак и соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через соответствующие резисторы подключены к тактовой шине, вторым входам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входам элементов задержки и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с иньэрсным выходом первого триггера, а выход - с входом счетчика, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧАКХЩЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно второго и третьего три1 геров, вторые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, а инверсные выходы - к соответствуюЩ1Ш1 входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход последнего подключен к выходу BTojxsro элемента задержки, а прямой выход - к входу записи регистра. 2. Клавиатура по п. 1, о т л и ч.а ю щ а я с я тем, что сенсорное поле выполнено на сенсорных плошадвшс, электрически разделенных на две части, причем первые и вторые части сенсорвых шющадок соединены соответственно с первыми и втородми выходами сенсорного поля. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 792583, кл. Н ОЗ К 17/ОО, 1979. 2.Авторское снвдетельство СССР № 7528О2, кл. Н 03 К 17/00, 07.07.78.