Устройство для ввода информации Советский патент 1985 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в терминальных устройствах ЭВМ. Известно устройство, для ввода гра фической информации в ЭВМ, содержащее клавишную панель из отдельных из лированных один от другого участков, чувствительных к прикосновению. При касании этих участков шумом или паль цем оператора происходит изменение емкости, индуктивности или проводимости цепи, что обнаруживается специ альными схемами и фиксируется как нажатие клавиш 1 . Однако устройство имеет низкую разрешающую способность, сложно в изготовлении и эксплуатации. Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода информации в систему обработки данных, например в ЭВМ, содержащее жесткую пластину (панель) прямоугольной формы, опирающуюся по крайней мере на два силоизмерительных датчика, расположенных в углах пластины, реагиру ющих на приложенное к пластине давле ние и преобраззпошдх его в электричес кий сигнал. Выходы датчиков подключен к входам суммирующего и двух дифференциальных усилителей. Выход суммирующего усилителя соединен с входЬм порогового элемента, а выход каждого дифференциального усилителя - с входом соответствующего.аналого-цифрового преобразователя, стробирующие входы которых соединены с выходом порогового элемента. Соединение дат,чиков с суммирующим усилителем o6ect печивает получение на его выходе сигнала, пропорционального силе нажатия и весу пластины. Дифференциальные усилители подключены к датчи кам таким образом, чтобы их выходной сигнал был пропорционален координатам точки касания и силе нажатия. Сигнал, пропорциональный дискретным координатам нажимаемых клавищ, появляется на выходе аналогоцифровых преобразователей в момент срабатывания порогового элемента.С2J. С помощью известного устройства можно однозначно определять коорди.наты дискретных точек касания только в узком диапазоне сил, равном порогу срабатывания порогового элемента. Это не позволяет вводить непрерЬшные линии, так как невозможно провести линию с постоянным усилием, равным порогу срабатывания. Расщирение диапазона срабатывания порогового элемента приводит к снижению точности и разрешающей способности устройства. Указанные недостатки не позволяют использовать данное устройство в качестве устройств ввода графической информации и управления перемещением маркера, а также в качестве предэкранной сенсорной панели. Цель изобретения - повьш1ение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее координатный планшет, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя, введены второй и третий суммируюш 1е усилители, первый и второй переключатели,первый второй и третий формирова;гели импульсов, первый и второй нуль-органы, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, генератор импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй регистры, первый и второй блоки сравнения, вькоды которых являются соответственно первым и вторьм управляюрщми выходами устройства и соединены ,с входами первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первых и вторых элементов ИЛИ, первого и второго формирователей импульсов и второго элемента И, второй вход которого через третий формирователь импульсов соединен с выходом третьего : элемента И. а выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ,управляюштими входами первого и второго регистров и являются третьим управляющим выходом устройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с первыми входами первого и второго триггеров и входами установки первого и второго счетчиков, выходы переполнения которых соединены с вторыми входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго переключателей, первые информационные входы которых соединены с входами первого и второго блоков сравнения и выходом первого суммирующего усилителя, вторые информационные входы первого и второго переключателей соединены с выходами соответственно второго и третьего суммирующих усилителей, входы которых соединены с соответствующими выходами координатного планшета, выходы первого и второго переключателе соединены с соответствующими вторыми входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго нуль-органов, выходы которых соединены с входами третьего элемента И и соответствующими первым входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединен с выходом генератора импульсов, а вы ходы соединены с соответствукщими счетными входами первого и второго счетчиков, выкоДы которых соединены с информационными входами соответственно первого и второго регистров, выходы которых- являются информационными выходами устройства. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит жесткую пластину 1 и четьфе силоизмерительных датчика 2 координатного гшаншета, пе вый 3, второй 4 и третий 5 суммирующие усилители, первый 6,второй 7 пер ключатели, первый 8 и второй 9 формирователи импульсов, первый 10 и второй 11 нуль-органы, первый 12 и второй 13 триггеры, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, первый 16 и вто рой 17 счетчики, первый 18 и второй 19 регистры, первьш 20 и второй 21 блоки сравнения, генератор 22 импуль сов, третий формирователь 23 импульсов, третий 24, четвертый 25, пятый 26, первый 27 и второй 28 элементы И Устройство работает следующим образом. В начальном состоянии, когда не касаются пластины 1, на датчики 2 действует только усилие, обусловленное весом пластины 1. Поскольку вес пластины 1 является величиной постоянной, то его можно легко компенсировать известными методами, например начальной балансировкой силоизмерительных датчиков 2, включенных по мостовой схеме. В этом рлучае сигнал с каждого датчика 2 равен нулю и сигнал, снимаемый с первого суммирующего усилителя 3, также равен нулю. Потенциал с выхода первого бло ка 20 сравнения через первый элемент И 27 закорачивает первые входы формнровател.ей 8 и 9 импульсов и запирает второй элемент И 28. Потенциал блока 21 сравнения является разрешающим для первого элемента И 27,, При нажатии пластины 1 с усилием, превышающим порог срабатывания блока 20 сравнения, сигнал с его выхода открывает первый элемент И 27 и через элементы ИЛИ ;14 и 15 поступает на дифференцирующие входы триггеров 12 и 13, устанавливая их передним фронтом в начальное состояние, обеспечивающее подключение второго 4 и третьего 5 суммирующих усилителей через соответствующие (аналоговые) переключатели 6 и 7 к вторым (интегрирующим) входам формирователей 8 и 9 импульсов. Этот же сигнал, посту пая на дифференцирующие установочные входы счетчиков 16 и 17, устанавливает их в начальное состояние. Одновременно с первых входов обоих формирователей 8 и 9 импульсов снимается закорачивающей потенциал. При достижении выходным напряжением формирователя 8 или 9 импульсов нулевого значения срабатывает соединенный с ним нуль-орган 10 или 11, что открывает управляемьш им четвертый 25 или пятый 26 элемент И, и соответственно ,подает запрещающий потенциал на третий элемент И 24. Через открытый элемент И 25 или 26 счетные импульсы генератора 22 поступают на счетный вход соответствующего счетчика 16 или 17. За время TU счетчик суммирует N импульсов, а затем выдает сигнал переполнения, который опрокидывает соответствующий триггер 12 или 13, подключая тем самым к инверсному входу формирователя 8 или 9 импульсов выходной сигнал первого суммирующего усилителя 3. При этом сам счетчик 16 или 17 устанавливается в начальное состояние. Напряжение на выходе соответствующего формирователя 8 или 9 импульсов начинает уменьшаться, а соответствующий счетчик 16 или 17 заполняться импульсами, начиная от нулевого значения содержимого. В момент перехода выходным напряжением формирователя 8 или 9 импульсов нулевого значения срабатывает нуль-орган 10 или 11 и запирает соответствующий четвертью 25 или пятый 26 элемент И, тем самым прекращая счет1 и одновременно подает разрешакмций потенциал на элемент И 24. По приходу разрешающих потенциалов с обоих нуль51136

органов 10 и 11 срабатывает элемент И 24, вырабатывая сигнал конца цикла измерения, который, пройдя третий формирователь 23 импульсов, поступает на второй элемент И 28.5

В случае, если давление на пластину находится в рабочем диапазоне, импульс конца цикла изменения проходит.второй элемент И 28, переписывает содержимое счетчика 16 и 17 в выход- Ю ные регистры 18 и 19 и через элементы ИЛИ 14 и 15 устанавливает счетчики 16 и 17 и триггеры 12 и 13 в началвное состояние. При этом аналоговые переключатели 6 и 7 вновь подключают к 15 вторым входам формирователей 8 и 9 импульсов выходы соответствующих второго и третьего суммирующих усилителей 4 и 5, Цикл измерения повторяется, еигнал конца цикла измерения поч 20 ступает в систему обработки, куда заведены также выходы выходных ре;гистров 18 и 19 и выходы блоков 20 и 21 сравнения (минимума и максимума). В случае необходимости сигиалы с 25 блоков 20 и 21 сравнения могут использоваться оператором и обрабатывающей системой,-,для вьщеления отдельных вво димых точек.

396.

ЕсЛи давление на пластину достигнет предельного значения, то срабатывает соответствуюпщй блок 20 и 21 сравнения (минимума или максимума), первый элемент И 27 закроется, что вызовет закорачивание первых входов формирователей 8 и 9 импульсов и запирание второго элемента И 28. Таким образом, при выходе давления эа границы диапазона датчиков 2 в ту или другую сторону вырабатывается сигнал информирующий об этом систему обработки, а устройство устанавливается в исходное состояние, сохраняя при этом последние правильные показания ВЫХОДНЫХ регистров 18 и 19. : Для повьшения точности измерений сигналы начального пуска и конца цикfia могут синхронизироваться от питающей сети .

. .. Варьируя, форму планшета, количество и расположение дат«шков, можно со дать целый ряд устройств ввода, способных определять точки касания в различных системах координат с различной точностью по оптимальным в каждом конкретном случае алгоритмам, /и,следовательно, минимизировать сложность и стоимость устройства ввода.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее координатный планшет, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя,, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, в него введены второй и третий суммирующие усилители, первый и второй переключатели, первый, и третий формирователи импульсов, первый и второй нуль-органы, первый, второй, третий, четвертый и пятьй элементы И, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, генератор импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй регистры, первый и. второй блоки сравнения, выходы которых являются соответственно первым и вторым управляющими выходами устройства и соединены с входами перво- го элемента И, выход которого соединен с первыми входами первых и вторых элементов ИЛИ,.первого и второго формирователей импульсов и второго элемента И, второй вход которого через третий формирователь импульсов соединен с выходом третьего элемента И, а выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, управляющими входами первого и второго регистров и является третьим управляющим выходом устройства, выхог ды первого и второго элементов ИЛИ соединены с первыми входами первого и второго триггеров и входами установки первого и второго счетчиков, выходы переполнения которых соединены с вторыми входами первого и втотриггеров, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго переключателей, первые информационные входы которых соединены с входами первого и второго блоков срав- нения и выходом первого суммирующего (Л усилителя, вторые информационные вхос: ды первого и второго-переключателей соединены с выходами соответственно второго и третьего суммирующих усилителей, входы которых соединены с соответствующими выходами координатг ного планшета, выходы первого и второго переключателей соединены с соотсо а: ветствующими вторыми входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами со со соответственно Первого и второго нульорганов, выходы которых соединены с входами третьего элемента И и соответствующими первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы соединены с соответствующими счетными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с информационными входами соответственно.первого и второго регистров, выходы которых являются информационными выходами устройства.