Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в устройствах, осуществляющих цифровой ввод аналоговой инфор мации, в частности в устройствах управления и контроля, в измерительных устройствах. Известно устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, соединенную с входами шифратора и первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых чере дешифратор присоединены к выходам шифратора и первым входам элементов И, вторые входы которых объеди нены и присоединены через элемент ИЛИ к выходам элементов ИСКЛЮ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, Недостатком уст.ройства является сложность (с ростом числа кнопо в клавиатуре быстро усложняется схема иифратора), Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ввода информации,со держащее резисторный делитель напряжения, выходы которого присоединены через кнопки клавиатуры к запоминающему конденсатору и одному из входов аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, который в свою очередь соединен с вычислительным средством, выход которого соединен с входом транзисторного ключа, подключенного параллельно запоминающе му конденсатору 2. Недостатком известного устройст ва является пониженная надежность из-за отсутствия защиты от ошибочных действий оператора. Целью изобретения является повы шение надежности устройства путем защиты от ошибок оператора. Указанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делит напряжения, первый и второй нагрузочные элементы, соединенные после довательно, вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиату подключены к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход и инфо мационньпЧ выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, введены первьй и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент, один вход первого компаратора соеди- нен с общей шиной, один вход второго компаратора через второй нагрузочный элемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно, выход первого инвертора соединен с входами инерционного элемента и второго инвертора, выходы которых подключены к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого подсоединен к входу первого инвертора, к синхровходу первого триггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входу сброса второго триггера, неинвертирующий выход первого триггера подключен к синхровходу второго триггера, вход данных которого соединен с общей шиной, .неинвертируемый вход сброса второго триггера соединен с выходом второго компаратора и является управляющим выходом устройства, а выход - стробирующим выходом устройства, инвертирующий выход первого триггера соединен с вторым нейнвертирующим входом второго элемента И-НЕ, йнверти{)ующий выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, аналоговый мультиплексор 2, одноканальньй аналого-цифровой преобразователь 3, первый компаратор 4, клавиатуру 5, делитель 6 напряжения, нагрузочные элементы 7 группы, второй компаратор 8, первьй и второй нагрузочные элементы 9 и 10, формирователь 11 запроса, первьй и второй .элементы И-НЕ 14 и 15, первьй и второй триггеры 16 и 17, стробирующий выход устройства, инерционный элемент 19, управляющий выход 20 устройства;

, , 3

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на одну из кнопок клавиатуры 5 на первый вход компаратора 4 и на вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает уровень напряжения с соответствующего выхода делителя 6. При появлении указанного сигнала переключается компаратор 4. Сигнал с его выхода поступает на первый вход формирователя 11 запроса. Формирователь запроса вьиает по выходу 18 стробирующий сигнал запроса на вычислительное средство и поддерживает это сигнал на время нажатия кнопки. По сигналу на выходе 18 вычислительное средство вьщает на входы управления аналогового мультиплексора 2 и одноканального аналого-цифрового преобразователя 3 сигналы управления, по которым осуществляется подключение к каналу, к которому подключена клавиатура, и преобразование уровня напряжения, поступающего.с клавиатуры 5 в код.

Код вьщается на вычислительное средство. Поскольку каждой кнопке клавиатуры 5 соответствует свой уровень напряжения (в зависимости о точки подключения к делителю 6), то каждой кнопке соответствует и свой код. Подавление помех от механического дребезга контактов осуществляется формирователем 11 запроса. Помехи от механического дребезга контактов возникают при нажатии и отпускании кнопки клавиатуры 5 и представляют собой последовательность импульсов. Продолжительность дребезга до установления уровня зависит от механических свойств контактов и составляет величину порядка 10 мс.

В исходном состоянии до нажатия кнопки на первом входе формирователя 11 присутствует логический нул Триггеры 16 и 17 находятся в нулевом состоянии. На выходе элемента И-НЕ 15 поддерживается нуль, на выходе элемента И-НЕ 14 - логическая единица, на выходах первого 12 и второго 13 инвертора - соответственно логический нуль и логическая единица. При нажатии на кнопку клавиатуры 5 первьй же единичный всплеск переключает К,8-триггер, образованный первым 14 и вто41Л

pbJM 15 элементами И-НЕ,-и запускает кольцевой генератор, образованньй элементами 12-14. На выходе первого элемента И-НЕ 14 формируется первый отрицательный импульс, длительность которого определяется емкостью инерционного элемента 19 и выбирается большей времени дребезга. По положительному фронту

указанного импульса, поступающего на синхровход первого триггера 16, в него записывается логическая единица по входу данных, на который в данный момент поступает

установившийся уровень с выхода компаратора 4.

После переключения первого триггера 16 с его прямого выхода поступает сигнал на синхровход второго

триггера 17 и переключает его, при этом на выходе 18 формируется строб-сигнал запроса. Одновременно с инверсного выхода первого триггера 16 на третий вход второго элемента И-НЕ 15 поступает нулевой уровень и поддерживает еди ничный уровень на выходе элемента И-НЕ 15. При отпускании нажатой кнопки клавиатуры 5 на первый вход формирователя 11 с компаратора 4 вновь поступает последовательность импульсов дребезга. При этом первый же нулевой уровень устанавливает второй триггер 17 в нуль, что приводит к

снятию сигнала с выхода 18. По

переднему фронту очередного импульса с выхода генератора, совпадающему с нулевым уровнем на выходе компаратора 4, первый триггер 16

устанавливается в нуль. Триггер, образованный элементами И-НЕ 14 и 15, устанавливается в режим хранения, выключая генератор импульсов, и формирователь 11 по окончании

перезаряда инерционного элемента 19 приходит в исходное состояние.

Таким образе, формирователь 11 запроса осуществляет формирование строб-сигнала на вькоде 18 только

на время установившегося уровня на выходе клавиатуры, исключая промежутки времени, когда происходит дребезг контактов, как при нажатии так и при отпускании кнопки клавиатуры 5.

Запщта от сбоев при ошибочном одновременном нажатии двух или более кнопок осуществляется следующим образом. В исходном состоянии, т.е. при отсутствии нажатий или нажатии на одну кнопку клавиатуры 5, падение напряжения от тока, протекающего по делителю 6, на элементе 7 последней ступени имеет заданную величину и приложено к первому входу компаратора 8, на второй вход которого поступает опорное напряжение с делителя образованного первым 9 и вторым 10 нагрузочными элементами. Номиналы элементов 9 и 10 выбираются таким об разом, что напряжение на втором вход компаратора 8 несколько больше напря жения на пераом входе, связанном с элементом 7 последней ступени делителя 6. При этом на выходе компаратора 8 формируется логический нуль. При ошибочном одновременном нажатии на две или более кнопок один или несколько элементов 7 делителя 6 закорачиваются, ток через делитель и падение напряжения на элементе 7 последней ступени возрастает. При этом напряжение на первом входе компаратора 8 Становится больше напряжения на втором входе, и компарато 8 формирует на выходе логическую единицу. Указанная логическая единица поступает на прямой, вход сброса второго триггера 17 и удерживает его в нулевом состоянии, препятствуя фор мированию, запроса. Кроме того, сигна с выхода компаратора 8 может вьщаватьзз

ся на вычислительное средство в качестве сигнала ошибки. Вьдача сигнала запроса при двойном нажатии блокируется и после освобождения одной из совместно нажатых кнопок, поскольку формирователь 11 приходит в исходное состояние только после отпускания последней из нажатых кнопок клавиатуры 5.

пускании кнопки достигается совокупностью первого и второго триггеров. Второй триггер сбрасывается при поступлении первого же импульса дребезга, а первый триггер переключается в нуль только раз за период колебаний генератора и лоэтому дважды переключиться за время дребезга не может. При отсутствии нажатия на кнопки клавиатуры 5 аналого-цифровой преобразователь 1 осуществляет под управлением вычислительного средства оцифровку и ввод аналоговой информации с других каналов. Использование изобретения позволяет повысить надежность ввода информации за счет защиты от помех, обусловленных механическим дребезгом контактов, и сбоев, возникающих вследствие ошибочного нажатия одновременно на две или более кнопок (двойного нажатия). В предлагаемом устройстве подавление дребезга осуществляется благодаря вьщаче информации на вычислительное ередство только при установившемся уровне сигналов с кнопок, т.е. когда поступающая с них аналоговая информация достоверна. При этом эффективно подавляются помехи как от дребезга по нажатию кнопки так и от дребезга при отпускании кнопрси. Подавление дребезга по нажатии кнопки достигается введением 5ттравляемого генератора импульсов (на элементах 12-15 и 19) с длительностью отрицательной фазы импульса, превышающей длительность дребезга, в совокупности с первым триггером, запись в который осуществляется только по положительному фронту импульсов с генератора. Подавление дребезга при от

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делитель напряжения, первьш и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно, вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиатуру подключены к информационному входу аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход и информационный выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, отличающееся тем, что,.с целью повьшения надежности устройства путем защиты от ошибок оператора, в него введены первьй и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент, один вход первого компаратора соединен с общей шиной, один вход второго компаратора через второй нагрузочньй элемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно, выход первого инвертора соединен с входами инерционного элемента и второго инвертора, выходы которых подключены к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого подсоединен к входу первого инвертора, к синхровходу первого триггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий вход которого подключен к выходу пер(Л вого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входу сброса второго триггера, неинвертирующий выход первого триггера подключен к синхровходу второго триггера, вход данных которого соединен с общей шиной, неинвертирующий вход сброса второго триггера соединен с выходом СП второго компаратора и является упо равляющим выходом устройства,а вы49ь ход - является стробирующим выходом устройства, инвертирующий выход первого триггера соединен с вторым неинвертирующим входом второго элемента И-НЕ,инвертирующий выход ко,торого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ.