Устройство для ввода информации Советский патент 1983 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ввода информации.

Известно устройство для введп;а информации, содержащее п групп коммутационных элементов, блок управления, коммутаторы, дешифраторы и счетчики 1.

Недостатком устройства является низкое быстродействие, вследствие чего невозможно введение автоматической диагностики для повьщдения надежности работы устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода информации, содержащее группы свнссУрнмх ключей, коммутаторы, дешифратор, блок управления, счетчики, группу дешифраторов, регистры и элементы И 2.

Недостатком известного устройства является его сложность,

Цель изобретения - .упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ввода информации,

.содержащем первую и вторую группы сенсорных ключей, первые входы которых являются входами первой и второй групп устройства, выходы сенсорных ключей первой группы соединены с входами первой группы первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с выходом второго элемента И и входом блока управления, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика, выходы которого являются выходами первой группы устройства, второй выход блока управления соединен с первым входом второго счетчика, выходы которого являются выходами второй группы устройства и соединены с входами первой группы второго коммутатора и выходами регистра, входы групп которого являются входами третьей группы: устройства, третий выход блока управления соединен с вторыми входами первого и второго счетчиков, четвертый выход блока управления - с третьим входом второго счетчика, пятый выход блока управления - с входом регистра, выходы сенсорны х ключей второй группы соединены с входами второй группы второго коммутатора, выход которого соединен с первыгл входом второго элемента И, вторые входы сенсорных ключей первой группы соединены с соответствующими вторыми входами сенсорных ключей второй группы и выходами дешифратора, входы группы которого соединены с выходами регистра, выходы первого счетчика соединены с входами второй группы первого коммутатора, пятый выход блока управления соединен с входом дешифратора, шестой и седьАюй выходы блока управления соединены с соответствукядими вторыми входами первого и второго элементов И.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для ввода информации; на фиг. 2 - пример технической реализации блока управления; jHa фиг. 3 - временная диаграмма работы блока управления; на фиг. 4 пример технической реализации сенсорного ключа.

Устройство (фиг. I) содержит сенсорные ключи 1 первой группы, сенсорные ключи 2 второй группы, первый коммутатор 3, второй коммутатор 4, дешифратор 5, блок 6 управления, первый элемент 7И, второй элемент 8И, первый счетчик 9, второй счетчик 10, регистр 13..

Блок 6 управления (фиг.) содержит генератор 12 импульсов, распределитель 13 импульсов, элемент 14И, дифференцирующую цепь 15, элемент 16 ИЛИ, блок 17 синхронизации, регистр 18 сдвига, элемент 19 И, пятый выход 20, четвертый выход 21, первый выход 22, шестой выход 23, третий выход 24, выход 25, седьмой выход 26, первый выход 27, второй выход 28 регистра 18 сдвига.

Сенсорный ключ {фиг. 4) содержит полупроводниковый диод 29, конденсатор 30, повторитель 31 напряжения с больишм входным сопротивлением, например КМОП ключи (микросхема К 176 ПУЗ), Первый вход 32 соединяется с входами устройства, а второй вход 33 - с выходом дешифратора 5. В режиме диагностики на соответетвукнцем выходе дешифратора 5 появляются импульсы с выхода распределителя 13 импульсов . Каждый импульс заряжает конденсатор 30 до определенного напряжения. Параметры конденсатора 30 выбираются таким образом, чтобы за интервал времени между двумя соседними импульсами напряжение на конденсаторе практически не изменялось. Диод

29необходим для защиты конденсатора

30от быстрого заряда через дешифратор 5.

Таким образом, при поступлении последовательности импульсов на второй вход 33 на выходе сенсорного ключа появляется потенциал, который воспринимается устройством.

Устройство работает следукщим образом.

В устройстве реализованы два режима работы; во-первых, режим опроса сенсорных ключей; во-вторых, режим опроса сенсорных ключей для диагностики.

В первом режиме на первый счетный вход счетчика 10 непрерывно поступают импульсы с второго выхода 25 блока 6 управления, изменякяциа его состояние. На седьмом выходе 26 блсСка

6 управления находится раэреша.ющий потенциал, а на шестом 23 и пятом 20 выходах - запрещающий. Код с выхода счетчика 10 поступает на адресные входы коммутатора 4, которые- последовательно и циклически подключают его входы к выходам сенсорных ключей 2 второй группы.

Первые входы сенсорных ключей 1 и 2 обеих групп образуют матричную структуру, состоящую из строк и столб цов. Для определенности примем, что (ВХОДЫ сенсорных ключей 1 первой груп пы образуют строки матрицы, а входы сенсорных ключей 2 второй группы образуют столбцы.

Пересечения столбцов и строк матрицы образуют входные контакты устройства, количество которых равно произведению количества строк на количество столбцов. Оператор при обращении к устройству касается входного контакта устройства, обращаясь одновременно к конкретной строке и столбцу матрицы, поэтому одновременно срабатывают два сенсорных ключа, принадлежащих первой и второй группам.

При срабатывании одного из ключей 2 во второй группе сенсорных ключей коммутатор 4, подключаясь к его выходу, передает поступающий сигнал на вход элемента 8, с выхода которого он поступает на вход блока 6 управления. Блок б управления для повышения помехоустойчивости устройства производит установку обоих счетчиков 9 и 10 в нулевое состояние и снова подает импульсы на счетный вход счетчика 10 для повторного опроса столбцов матрицы. При появлении повторного сигнала на входе комг- утатора 4 сигнал с его выхода через элемент 8 И снова поступает на блок 6 управления подтверждая ранее принятый сигнал. Блок б управления прекращает подачу импульсов на счетный вход счетчика 10 и начинает подачу импульсов с пер вого выхода 22 на первый (счетный) вход счетчика 9, который находится в нулевом положении. Одновременно на седьмом выходе 26 блока б управления появляется запрещающий сигнал, а на шестом выходе 23 - раэрешаквдий.

Код с выхода счетчика 9 поступает на адресные входы коммута тора 3, которые к его входам подключают выходы сенсорных ключей 1 первой группы, первые входы которых образуют строки матрицы. При совпадении кода на адресном входе KONO yTaTOpa 3 с номером выбранной строки сигнал сенсорного ключа через коммутатор 3 и элемент 7И поступает на вход блока 6 управления, который прекращает подачу импульсов на счетный вход счетчика 9.

Таким образом, в результате последовательного опроса столбцов и строк

матрицы в счетчиках 10 и 9 сформировался код номера выбранного входного контакта устройства, образованного пересечением столбца и строки.

Во втором режиме по входам третьей группы устройства происходит запись проверяемого кода в регистр 11. Количество состояний регистра 11 равно количеству столбцов или строк матриц, т.е. намного меньше, чем количество входных контактов устройства. Информация с выхода регистра 11 поступает в такт с сигналами с пятого выхода 20 блока 6 управления, которые также стробируют дешифратор 5, Информация на выход со счетчика 10 1поступает в другой Фазе, в такт с сигналами четвертого выхода 21 блока 6 управления. При стробировании дешифратора сигнал с его выхода одновременно подается на два сенсорных ключа обеих групп. Сенсорные ключи должны запоминать данный сигнал в течение одного такта до следующего стробирования дешифратора. На выходах выбранных сенсорных ключей появятся сигналы которые аналогично преобразуются в код, записанный в счетчики 9 и 10. Изменяя код в регистре 11, можно проверить остальные строки и столбцы. Сравнение принимаелалх и выдаваемых кодов и принятие решения о неисправности или исправности устройства происходит в отдельном устройстве. Количество кодов, записьшаекшх в регистр 11, равно количеству столбцов матрицы. Время формирования каждого кода в счетчиках 9 и 10 такое же, как в известных, поэтому общее время проведения диагностики в предлагаемом устройстве меньше в число раз, равное количеству строк устройства.

Блок 6 управления работает следующим образом.

Распределитель 13 импульсов разделяет импульсы генератора 12 на две непересекающиеся последовательности (фиг. 3),-причем последовательность импульсов на выходе 20 появляется только в режиме диагностики.

В исходном состоянии на выходе 27 регистра 18 сдвига находится единичный потенциал, а на остальных выходах -.нулевые. Разрешающие потенциал через элемент ИЛИ 16 поступает на вход элемента 14 И и на выход 23. Вторая последовательность импульсов через элемент 14 И поступает на выход 22 и далее на вход счетчика 9.

Входные сигналы с помощью блока 17 синхронизации синхронизируются импульсами генератора 12 таким образом, что на каждый входной сигнал на входе регистра 18 сдвига появляется импульс из второй последовательности (выход 21).

При появлении первого импульса на входе регистра 18 сдвига единичный

потетшал с первого его выхода сдвигается на второй выход (выход 28). Рдзршааивий потенциал через элемент 16 ИЛИ по-прежнему поступает на выхр|Д 23, а в мсчхент сдвига дифферзнlUtpynetan цепь 15 вырабатывает импульб для установки счетчиков 9 и 10 в нулевее состояния. При появлении второго импульса на входе регистра 18

сдвига раЭрешаквдий потенциал сдвигается за его третий выход (выход 24), разрешая тем самым .прохождение импупьсов через эаемент 19 И на выход 25 и далее на вход счетчика 10. При появлении третьего импульса на всех выходах регистра 18 сдвига устанавливаются нулевые потенциалы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее первую и вторую группы сенсорных ключей, первые входы которых являются входами первой и второй групп устрсЛства, выходы сенсорных ключей первой группы соединены с входами первой группы первого ко1«мутатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с выходом второго элемента И и входом блока управления, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика, выходы которого являются выходами первой группы устройства, второй выход блока управления соединен с первьм входом второго, счетчика, выходы которого являются выходами второй группы устройства и соединены с входами первой группы второго коммутатора и выходами регистра, входы групп которого являются входами третьей группы устройства, третий выход блока управления соединен с вторыми входами первого и второго счетчиков, четвертый выход блока управления - с третьим входами второго счетчика, пятый выход блока управления - с входом регистра, выходы сенсорных ключей второй группы соединены с входами вторюй группы второго коммутатора, выход которого соединен с первьв4 входом второго элемента И, о т - § личающеес я тем,что,с целью упрощения устройства, вторые входы Л сенсорных ключей первой группы соедииены с соответствующими вторыми входами сенсорных ключей второй группы и выходами дешифратора, входы группы которого соединены с выходами регист-, ра, выходы первого счетчика соединены с входами второй группы первого коммутатора, пятый выход блока управления соединен с входом дешифратора, шестой и седьмой выходы блока управ00 О ления - с соответствующими втогялми входами первого и второго элементов И. СО

К