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

элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом счетчика, входы группы которого соединены с выходами мультиплексора, входы группы которого соединены с выходами регистра, выход счетчика соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первый выход триггера соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с первым входом мультиплексора, второй вход первого

элемента ИЛИ является первым входом блока управления, второй вход второго элемента ИЛИ является вторым входом блока управления, первый вход третьего элемента ИЛИ является третьим входом блока управления, первый вход мультиплексора является четвертым входом блока управления, входы второй группы мультиплексора являются входами группы блока управле}1ия, второй вход третьего элемента ИЛИ является пятым входом блока управления , второй выход триггера является выходом блока. управления.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее шифратор, логический блок и клавиатуру, выходы первой и второй групп которой соединены соответственно с входами первой и второй групп шифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок управления и элемент НЕ, вход которого соединен с первым выходом : лавиатуры, второй выход которой соединен с первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, выходы первой и второй групп шифратора соединены соответ- ственно с входами первый и второй групп логического блока, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока управления, выходы первой и второй групп шифратора являются выходами. первой и второй групп устройства, первый и второй выходы логического блока являются первым и-вторым выходами устройства, выход блока управления является третьим выходом устройства, пятый вход блока управления является первым входом устройства, входы группы блока управления . являются входами группы устройства. 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что логический блок содег жит первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первый и вторюй элементы И, первый и второй элементы задержки, первый и второй триггеры, первые входы которых соединены с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с первым входом первого элемента И, i второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом (Л второго элемента И, один вход первого элемента ИЛИ является первым входом логического блока, другие входы первого элемента ИЛИ являются входами первой группы логического блока, один вход второго элемента ИЛИ является вторым входом логического блока, другие входы второго элемента ИЛИ являются входами второй группы логического блока, выходы первого и второго элементов И являются соответственно первьпи и вторым со выходами логического блока, выход элемента ;о со НЕ является третьим выходом логического блока, второй выход второго триггера является четвертым выходом логического блока. 3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок управления содержит регистр, счетчик, триггер, мультиплексор, j элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ, элемент И и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элеметга И, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, I первый вход которого соединен с выходом

Иэобретение относится к вычислительной технике и может быть ирпользовано для ввода информации в ЭВМ, работающую в реальном масштабе времени. Известно устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные клави атуру, блок защиты от дребезга, шифратор, бу ферный регистр, блок памяти и блок индикации, первый счетчик и блок управления, первый выход которого соединен с вторым входом блока индикации и входом первого счетч ка, выход счетчика подключен к второму вхо ду блока памяти, триггер, первый и второй формирователи, элемент И, второй счетчик -н блок сравнения, первый и второй входы ко торого соединены с выходами первого и второго счетчиков, выход - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера и входу первого форм 1рователя, выход элемента И соединен с третьим входом блока памяти и входом второго формирователя, выход которого подключен к пер вому входу второго счетчика и входу установки в О триггера, синхронизирующий и управляющий йходы которого подключены к второму выходу блока защиты от дребезга и второму выходу блока управления соответственно, третий выход блока управления соединен с третьим входом второго счетчика, а выход первого формирователя соединен с вторым входом буферного регистра. При этом блок защиты от дребезга содержит элемент И-НЕ резисторы и элементы И-НЕ группы, первые входы которых являются входами блока заощты от дребезга и - через резисторы соединены с щиной нулевого потенциала, вторые входы элементов И-НЕ группы объединены, соединены с выходом элемента И-НЕ и являются вторым выходом блока защиты от дребезга, выходы элементов И-НЕ группы соединены с входами элемента И-НЕ и. являются выходами группы блока защиты от дребезга, один из входов элемента И-НЕ является- одним из входов блока защиты от дребезга и через резистор соединен с шиной нулевого потенциала 1. В данном устройстве количество выводов с клавиатуры равно количеству N клавиш, что усложняет шифратор, так как для его реализащ1и, например, на элементах ИЛИ потребуются отмеченные элементы, имеющие N/2 входов каждый. При большом количестве клавиш, например, при N 64 шифратор должен состоять из 32-входовых элементов ИЛИ, которые серийно промышленностью не вьшускаются. Поэтому шифратор, реализованный на элементах ИЛИ с меньшим количеством входов, будет минимум двухступенчатым. В связи с тем, что клавиатура, как правило, размещается на некотором расстоянии от электронной части устройства, то наличие большого количества выводов с нее усложняет конструкци|о устройства. Кроме того, в устройстве не предусмотрены возможности сопряжения с каналом ЭВМ и автоматического повторения вводимых символов при нажатии клавищи. Перечисленные недостатки сужают область применения данного устройства и усложняют его. Наиболее блнзким к изобретению по тёзснической сущности и достигаемому результату является устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, первый и второй выходы которой соединены с входами шифратора, логический блок, подключенный к третьему выходу клавиатуры, первый, второй и третий элементы И-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с выходами первой и второй групп шифратора, первый и второй выходы клавиатуры соединены с первыми входами первого и вто рого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены с первым и вторым входами третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом логического блока 2. Однако в логическом блоке известного устройства применены наряду с цифровыми и аналоговые (пороговые) элементы. При реализации пороговых элементов, например на серийных интегральных компараторах, требуются достаточно стабильные источники опорного потенщ1ала. Для питания серийных компараторов требуется минимум два источника питания, номиналы выходных напряжений которых, как правило, отличны от применяемых для питания цифровых элементов. Кроме того, кодовая матрица клавиатуры в известном устройстве выполнена на сдвоенных переключателях, которые в современной аппаратуре аналогичного назначения имеют ограниченное применение, так как увеличвают прежде всего вес клавиатуры. Кроме того, сопряжение известного устройства с каналом ЭВМ через серийный интерфейс параллельного обмена затруднено, так как в нем отсутствует узел формирован признака готовности устройства. В анализируемом устройстве также не предусмотрена возможность автоматического повторения вводимых символов при нажатии клавиши, что уменьшает быстродействие устройства. Цель изобретения - повышение быстродей ствия устройства путем автоматического вво да повторяющихся символов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее шифратор, логический блок и клавиатуру, выходы первой и второй групп которой соединены соответственно с входами первой и .второй групп шифратора, дополнительно введены блок управления и элемент НЕ, вход которого соединен с первым выходом клавиатуры, второй выход которой соединен с первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, выходы первой и второй групп шифрат ра соединены соответственно с входами первой и второй групп логического блока, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока управления, выходы первой и второй групп шифратора являются выходами первой и второй групп устройства, первый и второй выходы логического блока являются первым и вторым выходами устройства, выход блока управления является третьим выходом устройства, пятый вход блока управления является первым входом устройства, входы группы блока управления являются входами группы устройства. Кроме того, логический блок содержит первый и второй элементы ИЛИ. элемент НЕ, первый ii второй элементы Я, исрвын и второй элементы задержки, первый п второй триггер;. :1ср-:ь еБ ;п7ьу которых соединены с выходом элемента ПГ, вхоц которого соед 5не с уыходс.м первого элемента МЛН и с первь;:.; входом licpyoro элемента И, второй вход которого еоедипен с ймходом первого эле.ентл задержк., вход которого cocitHijcH с выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом первого элемет11з И, вы.ход второго элеме та ИЛИ соеди 1ен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого сое, с первым выходом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И. один вход первого элемента ИЛИ является первым входом логического блока, другие входы первого элемента ИЛу1 являютея входами первой группы логического блока, вхо.д второго элемента ИЛИ .является вторым входом логического блока. Другие входы второго элемента ИЛИ .являются входами второй группы логиiccKoro блока, выходы первого и второго зле.г-лентов И .являются соответственно первым и вторым выходами логического блока, выход элемента НЕ является третьим выходом логического бпока, второй выход второго триггера является четвертым выходом логического блока. При этом блок управления содержит регистр, счетчик, триггер, мультиплексор, третий элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ, элемент И и генератор импульсов, выход которюго соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого сосдагнен с выходом второго элемента ИЛИ i и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с; третьим входом счетчика, входы группы которого соединены с выходами мультиплексора, входы группы которого соединены с выходами регистра, выход счетчика соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первьш выход третьего триггера соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с первым входом мультиплексора, второй вход первого элемента ИЛИ является первым входом блока управления, второй вход второго элемента ИЛИ является вторым входом блока управления, первый вход третьего элемента ИЛИ является третьим входом блока управления, первый вход мультиплексора является четвертым входом блока управления, входы второй группы мультиплексора являются входами грзшпы блока управления, второй вход третьего элемента ИЛИ является пятым входом блока управлений, второй выход триггера является выходом блока управления. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства. Устройство содержит клавиатуру 1, шифратор 2, логический блок 3, элемент НЕ 4, блок 5 управления, выходы первой 6 и второй 7 групп устройства (информационные), вхрды 8 группы устройства (входы кода скорости повторения вводимых символов), первый 9 и второй 10 выходы устройства (стробирующих сигналов ), третий выход 11 устройства (признак готовности), вход 12 устройства (запуска) Логический блок 3 содержит первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, первый 15 и второй 16 элементы И, первый 17 и второй 18 элементы задержки, первый триггер 19, вто- 4 рой триггер 20 (триггер признака готовности клавиатуры) и элемент НЕ 21. Блок 5 управления содержит счетчик 22, мультиплексор 23, триггер 24 (триггер признака готовности устройства), элемент И 25, пер-4 вый -26, второй 27 и третий 28 элементы ИЛИ, генератор 29 импульсов, элемент 30 задержки, регистр 31 (кода начальной задержки) Устройство работает следующим обрЬзом. В исходном состоянии клавиши матричной 5 клавиату ры 1 не нажаты. На выходах первой н второй групп шифратора 2 устанавливаются сигналы логического О, что обеспечивается, ;. например, построением шифратора 2 на двух группах элементов, соответственно ИЛИ (2.1) и И-НЕ (2.2). В момент нажатия клавиши клавнатуры 1 на одном из выходов, соответствующим выходу одного из столбцов кодовой мат11936 рицы клавиатуры 1, начинает устанавливаться высокий уровень напряжения (логическая), который подвергается дребезгу в течение времени d д ,f за счет размыкания нормально замкнутого контакта (фиг. За). В зависимости от типа : примененяемого кнопочного переключателя первый импульс дребезга имеет длительность л , порядка 10-20 мкс. На выходе элемента ИЛИ 13 и саответственно на первом входе элемента И 15 появится логическая 1. В связи с тем, что на второй вход элемента И 15 поступает логическая1 (триггер 19 находится в нулевом состоянии), на выходе 9 (с элемента И 15 установится уровень логической 1, который как стробсигнал поступает на вход разрешения записи информации в младщие (старшие) разряды буферного регистра (не показан) с выходов 6 шифратора 2. Передним фронтом этого (с выхода 9) строб-сигнала триггер 19 устанавливается в единичное состояние, что приводит к появлению логического 0 на его инверсном выходе. В результате. закончится формирование отмеченного строб-сигнала, длительность которого в основном определяется временем задержки на элементе 17 задержки. Это время выбирается меньшим длительности df, первого импульСа дребезга (фиг. 3 ). Таким образом, в младшие (старшие) разряды буферного регистра будет записан только тот код на выходе 6 шифратора 2, который существует во время начальной части первого импульса дребезга за счет первой нажатой клавиши. Это позволяет блокировать (не записывать) информацию от случайнонажать1х нескольких клавиш, так как они по .времени смешены относительно переднего фронта строб-сигнала из-за разброса величины усилия срабатывания, зазора рабочего хода и инерционности механических контактов. Так как триггер 20 (фиг. 2) еще нахоодт ся в нулевом состоянии и на управляющий вход мультиплексора 23 подается логический оГто через его первый инф ормацио1 1й „ информационные входы счетчика 22 подается код начальной задержки, который записан в регистре 31. По поступлению строб-сигнала с выхода в блок 5 управления через элемент ИЛИ 26 на вход разрешения записи параллельным счетчика 22 в него (с регистра 31 через мультиплексор 23) производится запись кода начальной задержки, который включает также и задержку на повторение последующего (второго) вводимого символа, По окончании дребезга при размыкании контакта клавиши начинает устанавливаться 7114 низкий уровень напряжения (логическнй0), который подвергается дребезгу в течение времени ця (фиг. 3). На выходе элемента ИЛИ 14 (фиг. 1) и соответственно на первом входе элемента И 16 появится логическая 1. В связи с тем, что на втором входе элемента И 16 находится логическая (триггер 20 находится в нулевом состоянии), на выходе 10 (с элемента И 16 установится уровень логической l который как стробсигнал (фиг. 3г.) поступает на вход разрешения записи информации в старшие (младшие разряды буферного регистра (не показан) с выходов 7 шифратора 2. Передним фронтом этого (с выхода 10) строб-сигнала триггер 20 напрямую (фиг.З ) и триггер 24 (фиг. 3 ) через элемент ИЛИ 27 устанавливаются в единичное состояние, что приводит к появлению логической на их прямых выходах. В результате закончится формирование отмеченного строб-сигнал а, длительность которого в основном определяется временем Sj задержки на элементе 8 задерж ки. Время выбирается меньшим длительнос-. ти Д первого импульса дребезга. Таким образом, в старшие (младшие) разряды буферного регистра будет записан только тот код на выходах 7 шифратора 2, который существует во время начальной части первого импульса дребезга за счет той же (первой) нажатой клавиши. Это позволяет блокировать (не записывать) информацию от случайно наж тых нескольких клавиш, как и в описанном случае. Появившаяся логическая Г на выходе тригг ра 24 (т. е. на выходе 1 устройства); как признак готовности устройства, поступает; liaпример, на управляющий вход интерфейса параллельного обмена (не показан) и воспринимается ЭВМ либо как сигнал требования, прерьгаания, либо как сигнал готовности уст ройства к вводу информации в машину. При вводе в ЭВМ сформированного описанным способом кода символа с интерфейса параллельного обмена на вход 12 устройства (в блоке 5) поступает сигнал (фиг.3ж) управления вводом данных в ЭВМ. По этому сигналу через элемент ИЛИ 28 триггер 24 устанавливается в исходное состояние (т. е. на выходе 1 снимается признак готовности устройства) и логическая 1 на его инверсиом выходе разрешает прохождение (через элемент И 25) серии импульсов с генератора 29 на счетный вход счетчика 22. Период следова ния импульсов, формируемых генератором 29 должен быть таким, чтобы обеспечивалась максимальная скорость повторения вводимых кодов, которая требуется, например, при вводе кодо признака перемещения маркера точечно-позиционной информации на самом мелком масштабе. В счетчик 22 по строб-сигналу с выхода 9 был записан код начальной задержки, которая, как правило, равна 0,8-1,0 с. Начавшийся счет импульсов, поступаюших с выхода элемента И 25, может привести либо к перепопнению счетчика, либо к прекращению счета в случае отпускания нажатой клавиши в клавиатуре 1. В первом случае сигнал переполнения (фиг. 3 и) через элемент ИЛИ 27 установит триггер 24 в единичное состояние, что приведет к появлению на выходе 1 признака готовности устройства. Через промежуток времени, определяемый параметрами элемента 30 задержки, через элемент ИЛИ 26 на вход разрешения записи параллельным кодом счетчика 22 поступит сигнал, по которому счвхода 8 устройства через входы второй грзтшы мультиплексора 23 будет осуществлена запись в этот счетчик кода скорости повторения вводимых снмволов. После ввода в ЭВМ кода символа поступающий с интерфейса параллельного обмена на вход 2 устройства (в блок 5) сигнал (см. фиг. 3 ж) ввода данных в ЭВМ устанавливает триггер 24 в нулевое (исходное) состояние и, если нажатая клавиша 32 к этому времени на будет отжата, то происходит запись кода скорости повторения вводимых символов, как и в описанном случае. Если же клавиша задержки 32 была отжата в момент отсчета либо первоначальной задержи ки, либо задержки по коду скорости повторения вводимых символов, то произойдет В момент отпускания (фиг. 3 в ) нажатой ; клавиши на выводе соответствующей строки клавиатзфш начинает устанавливаться высокий уровень напряжения, который подвергается дребезгу (в течение времени . за счет размыкания контакта (фиг. За). На выходах второй грзтпы шифратора 2 и соответственно элемента ИЛИ 14 после окончания импульсов дребезга установится логический О, который (также как и логическая l за счет дребезга) не изменит состояние триггера 20, так как он находится в едич1 НИЧНОМ СОСТОЯ1ШИ. В момент возвращения отпущенной клавиши . клавиатуры 1 в исходное состояние (фиг. За) на выходе соответствующего столбца клавиатуры 1 начинает устанавливаться низкий уровень напряжения, который подвергается дребезгу в течение ., за счет механического прижима подвижного контакта к неподвижному.

В результате на определенных выходах первой rpjTinbi шифратора 2 н, следовательно, на выходе элемента НЕ 21 появятся импульсы, которые повторят с инверсией дребезг (фиг. Зк), а первый импульс .дребезга длительностью 4, установит триггеры 19 и 20 в исходное состояние. Кроме того, этим же импульсом счетчик 22 и триггер 24 будут установлены в исходное состояние.

Следовательно, в том случае, когда работа счетчика 22 в процессе счета обрывается в результате отпускания нажатой клавиши, то все запоминающие элементы устанавливаются в исходное состояние, и устройство готово к вводу очередного кода символа.

В случае, если нажатая клавиша будет отпущена в момент наличия признака готовности устройства, то все произойдет как и в oпиcaш oм случае .

Длительность признака готовности устройства (фиг. 3 е) в большинстве практических случаев примерно на два порядка меньше, чем периоды неготовности устройства, в течение которых производится подсчет задержки в соответствии с кодом скорости повторения

вводимых символов.

Таким образом, введение новых блоков и элементов, а также новых связей упрощает ус ройство за счет реализации логического блока на цифровых (вместо аналоговых) элементах и применения одинарных (вместо сдвоенных) кнопочных переключателей, а также предоставляет возможность пользователю программным (или аппаратным) оперативно изменять скорость повторения вводимых в ЭВМ символов в зависимости от типа информации и ее масштаба изображения.

2S

25

2

8

Л

П

28

3D I

W

27

Фиг.2

2f

е

ж а

Фиг.З

ллпг