Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/03 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к динамическим клавиатурным устройствам ввода данных. По основному авт. св.№ 932483 известно устройство для ввода информации, содержащее контактные нлощадки, мультиплексор, регистр, два формирователя импульсов, регулируемый элемент задержки, группу элементов 2И-НЕ, элемент 2И-НЕ .и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя импульсов и через регулируемый элемент задержки с входом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с первым входом элемента 2И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора, входы которого соединены с выходами счетчика, а управляющие входы мультиплексора соединены с выходами элементов 2И-НЕ группы, первые входы которых соединены с выходами контактных площадок, а вторые входы элементов 2И-НЕ группы соединены с выходом второго формирователя импульсов и синхронизирующим входом счетчика, выход элемента . 2И-НЕ соединен с входом записи регистра 1. Недостатком устройства является невозможность однократного ввода данных, так как не производится регистрация начала и конца момента касания. Цель изобретения повыщение надежности устройства путем обеспечения стабилизации стробирующего сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации введены второй счетчик, элемент НЕ, первый и второй одновибраторы, первый и второй триггеры и элемент ИЛИ, выход которого является управляющим выходом устройства, а входы соединены с выходами первого и второго триггеров, первые входы которых соединены с выходом элемента 2И-НЕ, а вторые входы - с выходами первого и второго одновибраторов, вход второго счетчика соединен с входом второго одновибратора и через элемент НЕ с входом первого одновибратора. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый формирователь 2 импульсов, второй формирователь 3 импульсов, контактные площадки 4, мультиплексор 5, первый счетчик 6, регистр 7, блок 8 элементов . 2И-НЕ, элемент 2И-НЕ 9, регулируемый элемент 10 задержки, второй счетчик 11, элемент НЕ 12, первый одновибратор 13, второй одновибратор 14, первый триггер 15, второй триггер 16, элемент ИЛИ 17. Устройство работает следующим образом. Счетчик 6 по импульсам, поступающим со второго формирователя 3, вырабатывает код, поступающий на счетные входы мультиплексора 5 и информационные входы регистра 7. При отсутствии касания контактных площадок на все управляющие входы мультиплексора 5 через все элементы 2И-НЕ блока 8 поступают импульсы заданной длительности. При этом на выход мультиплексора 5 проходит сигнал той контактной площадки, номеру которой соответствует код первого счетчика 6, находящегося на счетных входах мультиплексора 5 в данный момент. Длительность импульса на выходе мультиплексора 5 определяется вторым формирователем 3. Таким образом, на выходе мультиплексора 5 и, соответственно, первом входе элемента 2И-НЕ 9 образуется последовательность импульсов (фиг. 3, диаграмма 3). На другой вход элемента 2И-НЕ 9 поступает последовательность стробирующих импульсов (фиг. 3, диаграмма 4). При отсутствии касания контактной площадки, длительности импульсов таковы, что на выходе элемента 2И-НЕ 9 постоянно поддерживается единичный потенциал (фиг. 3, 5, диаграмма 5). Рассмотрим процесс, происходящий при касании контактных площадок 4. Изложенный принцип работы сенсорного элемента основан на увеличении емкости эмиттерного перехода логического элемента 2И- НЕ, что приводит к увеличению времени накопления заряда на эмиттерном переходе. Таким образом, передний фронт импульса, поступающего с выхода одного из элементов 2И-НЕ блока 8 (вход его соединен с контактной площадкой), окажется задержанным на время tj (фиг. 3, диаграмма 2). Следовательно, на выходе мультиплексора 5 появится импульс, соответствующий данной контактной площадке, сдвинутый на по временной оси, что позволяет стробирующему импульсу с формирователя 2 переключить элемент 2И-НЕ 9 в состояние нуля и записать код в регистр 1. Вследствие касания контактной площадки пальцем, а следовательно, и внесения дополнительной емкости на эмиттерном переходе входного многоэмиттерного транзистора одного из элементов 2И-НЕ блока 8 возрастает время накопления заряда в момент прохождения стробирующего импульса, поданного на второй вход этого элемента. Следовательно, время разрядки емкости после прохождения стробирующего импульса увеличивается. Частоты опроса динамических клавиатур достаточно большие из-за наличия больщого количества самих директив, а также из-за скорости работы оператора (максимальное экспериментальное количество осознанных нажатий клавищ оператором 15 нажатий/с) . Емкость эмиттерного перехода не успевает разрядиться полностью до прихода следующего стробирующего импульса. На емкости остается дополнительный заряд, следовательно, время накопления заряда при поступлении следующих импульсов опроса будет значительно меньше и управляющий сигнал на выходе блока 8 элементов 2И-НЕ будет меньшей длительности или исчезнет совсем вследствие микроколебании пальца при касании контактных площадок сенсора, что является проявлением нестационарности появления импульсов, регистрирующих факт нажатия. Нестационарность появления стробирующего импульса записи возникает также из-за электромагнитных сигналов, наводимых телом оператора (тело оператора является однополярной антенной, принимающей электромагнитные волны и меняющей свой электрический потенциал, а следовательно, и свою емкость). Экспериментальные исследования показывают, что при больших частотах опроса (свыще 10 кГц), являющихся нижней границей частоты непрерывного функционирования устройства с большим количеством директив (более 50), появление нестационарного строба записи на регистре 7 является устойчивым на интервале, задаваемом 3разрядным счетчиком 11. Получение стационарного сигнала, регистрирующего факт нажатия на клавишу сенсора, показано на временной диаграмме, приведенной на фиг. 2. При отсутствии касания клавиш 4 импульсы, сформированные первым 13 и вторым 14 одновибраторами, поддерживают триггеры 15 и 16 в состоянии логической единицы и на выходе элемента ИЛИ 17 будет логический нуль, так как он подключен к инверсным выходам триггеров 15 и 16. При касании одной из клавиш 4 первый строб записи в регистр сбрасывает триггеры 15 и 16 всостояние логического нуля и на выходе элемента ИЛИ 17 появится логическая ППППППППППППП л записи {регистр

7)зем единица. Допустим, что после этого первым появится импульс на выходе второго одновибратора 14. Он установит триггер 16 в состояние логической единицы, однако уровень логической единицы на выходе элемента ИЛИ 17 будет поддерживаться инверсным выходом триггера 15. Так как нестационарный строб записи устойчиво появляется на интервале, равнолг половине периода старшего разряда счетчика 11, то он сбросит триггер 16 в состояние логического нуля раньще, чем импульс первого одновибратора 13 установит триггер 15 в состояние логического нуля. Выходные импульсы первого 13 и второго 14 одновибраторов сдвинуты друг относительно друга на половину периода старшего разряда счетчика 11. Элемент НЕ 12 меняет фронт импульса, запускающего одновибратор 13. В момент, когда триггер 15 устанавливается в состояние логической единицы, уровень логической единицы на выходе элемента ИЛИ 17 поддерживает инверсный выход триггера 16. Процесс поддержания уровня логической единицы на выходе элемента ИЛИ 17 продолжается ° тех пор, пока приходят стробы записи с выхода элемента 2И-НЕ 9, т. е. пока есть касание клавиши. По окончании касания импульсы с выходов одновибраторов 13 и 14 устанавливают первый 15 и второй 16 .триггеры в состояние логической единицы и на выходе элемента ИЛИ 17 появляется логический нуль. Таким образом, использование 3-раз.рядного счетчика 11, элемента НЕ 12, двух одновибраторов 13 и 14, двух триггеров 15 и 16 и элемента ИЛИ 17 позволяет получить из нестационарных импульсов стационарный потенциальный сигнал, регистрирующий факт нажатия на клавищу сенсора. ППППППППП ПосясдниО с/проб yv

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ по авт. св. № 932483, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности путем обеспечения стабилизации стробирующего сигнала, в него введены второй счетчик, элемент НЕ, первый и второй одновибраторы, первый и второй триггеры и элемент ИЛИ, выход которого является управляющим выходом устройства, а входы соединены с выходами первого и второго триггеров, первые входы которых соединены с выходом элементов 2И-НЕ, а вторые входы - с выходами первого и второго одновибраторов, вход второго счетчика соединен с входом второго одновибратора и через элемент НЕ с входом первого одновнбратора. (Л с о ;о со

Т1В - ИАЧП Г

Ч