Устройство для ввода информации Советский патент 1986 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в пультах управления ЭВМ, калькуляторах, пультах систем автоматики и стендовой аппаратуре.

Цель иэо бретения - ущзощение устройства.

На фиг, 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма ; на фиг, 3 - схемы формирователя одиночных импульсов и узла записи.

Устройство (фиг,,) содержит формирователь 1 сигналов, клавиатуру 2, генератор 3 импульсов, счетный триггер 4, второй блок 5 ключей, элемент ИЛИ 6, первий блок 7 ключей,первый и второй ключи 8 и 9, счетчик 10, коммутатор 11, группу реверсивных с,четчикой ,12, группу преобразова- 2о ным сигналом триггера 28 по второму

телей 13 кодов, группу индикаторов 14, группу информационных входов предварительной установки, группу информационных выходов I 6з2. группу управляющих входов 1 7 - 111 , дешифратор 18, узлы ключей 9, формирователь 20 одиночных импульсов узел 21. записи, элемент И 22, инветор 23, элемент 24 задержки.

Формирователь одиночных импульсов 20 (фиг, 3-) содержит элемент И 25, одновибратор 26, инвертор 27, триггер 28. Узел записи (фиг. 3) содержит первый и второй триггеры 29 и, 30 элемент ИЛИ 31, третий триггер 32, элемент И-НЕ 33,

Клавиатура состоит из переменного резистора и двух датчиков одиночных импульсов, причем, два конце резистора подключены соответственно к источнику +5В и к первому выходу данного блока, а датчики - к второму и третьему выходам этого блока и управляются соответственно первой и второй кнопкой.

Устройство работает следующим образом.

Если в формирователе 20 одновибратор 26 устанавливается в О, то любым тактовым импульсом с инвертора 27 триггер 28 по С-входу устанавливается в О и разрешает тактовому импульсу с первого выхода генератора

5Q (г+2)-го тактового импульса запуск ется повторно одновибратор 26 и св им инверсным п.печом по R-входу сбр сывает триггер 30 (фиг. 2в), кото-, рый сигналом своего инверсного пле

3 .(фиг. 2ч) через инвертор 23 и элемент И 25 (фиг, 26) запуск одновибра- 55 через элемент ИЛИ 31 устанавливает

тора 26 (фиг, 2Ь), который по S-BXO- ду устанавливает в 1 триггер 28 (фиг. 2i). Последний инверсным плечом по второму входу элемента И 25 блокир.ует повторный запуск- одновиб- ратора 26, который в это время вырабатывает сигнал (фиг, 2Ь), длительность которого пропорциональна величине переменного резистора в клавиатуре 2 (управляющий сигнал с этого резистора поступает на КС-вход одно- вибратора 26) и числу г тактовых им-пульсов на в ходе инвертора 23 (D-вхо- де триггера 29). После прохождения г импульсов одновибратор 26 заканчи- вает свою работу, затем генерируется- (г+1)-й тактовый импульс и своим

задним перепадом через инверторы 23- и 27 устанавливает в О триггер 28 по С-входу (фиг, 2,), однако при этом (г+1)-м тактовом импульсе запуск одновибратора 26 блокируется инверсвходу элемента И 25. Затем генерируется (г+2)-й тактовый импульс, который пропускается элементом И 25 (фиг, 26) и снова запускается одновиб-,

ратор 26, а далее работа одновибратора 26 и триггера 28 непрерывна пот вторяетс51, но. при вращении ручки переменного резистора на первом выходе клавиатуры 2 и втором входе преобразователя 1 т,е, ( на управляющем

1 ,

входе RC одновибратора 26 ) формируется переменный аналоговый сигнал, кЪ- торый заставляет момент окончания импульса одновибратора 26 перемещатъся относительно времени- генерации тактового импульса так, что этот мо- мент переходит из области t наличия очередного (или любого из .числа t) тактового импульса (фиг, 2сО в область его отсутствия ti , поэтому сразу после этого перехода (после про- хожде дая г-тактовьпс импульсов) сиг- нал инверсного плеча одновибратора 26 поступает в узел 21 и однократно устанавливает в 1 триггер 29 по С-входу (фиг. 29), а сигнал единичного плеча триггера 29 устанавливает в 1 триггер 30 по С-входу (фиг, 26), Затем после перехода

(г+2)-го тактового импульса запускается повторно одновибратор 26 и своим инверсным п.печом по R-входу сбрасывает триггер 30 (фиг. 2в), кото-, рый сигналом своего инверсного плеча

в 1 триггер 32 по С-входу (фиг,2ж). Далее снова происходит генерация t имдульсов, одновибратор 26 заканчивае-т свой очередной импульс и через инвертор 23, элементы И-НЕ 33 и ИЛИ 31 (г+1)-й тактовый импульс (фиг. 2jj) своим задним фронтом устанавливает, в О по С- входу триггер 32, который затем блокирует прохож дение последующих тактовых импульсов с инвертора 23 (через элемент И- . НЕ 33, элемент ИЛИ 31) на свой, С- вход, а через элемент И 22 пропуска- ется пачка г импульсов (фиг, 2н), При совпадении момента окончания импульса одновибратора 26 с временем

.генерации очере дного тактового импульса (фиг. 2ц, t) триггер 29 сбра сывается в О и сбрасывает в О триггер 32 по Я-входу, а так как каждый импульс с инвертора. 23 поступа- ет на элемент И 22 через элемент 24 задержки, то за время задержки .у.спе- вают сброс иться в О триггеры 29 и 32 и-заблокировать работу элемента И 22, Таким образом, при вращении ручки переменного резистора в клави- атуре 2 задний фронт импульсов одно- вибратора 26 последовательно переходит от одного тактового импульса к соседнему и при переходе кавдый раз однократно генерируются два сигнала сигнал сброса на первом выходе узла 2 Г (у. формирователя 1) и новая пачка

г импульсов на выходе элемента И 22 (и втором выходе формирователя 1), Триггер 4 определяет два .режима работы устройства: выбор позиции и вы- бор Знака, При нажатии первой кнопки на втором выходе клавиатуры 2 формируется-одиночный импульс отрицательной полярности (длительностью около 1 мкс), который поступает на С-вход триггера 4 и каждый раз своим задним положительным перепадом изменяет его состояние на. противоположное. Первый выход триггера 4 является прямьм, а второй выход - инвёр- сным, при приходе; сигнала Сброс на второй вход триггера 4 он устанавливается -в 1 по S-ВХОДУ и определяет этим самым режим выбора позиции,

,Отрицательный импульс с второго вы- хода клавиатуры.2 изменяет:состояние триггера 4, но предварительно сбрасывает в узле ,21 {поступая на второй вход формирователя 1) триггер 29, который затем устанавливается в 1 и запускает однократно узел 21 и элемент И 22 генерации сигналов сброса и пачки г импульсов, т,е. всегда

обеспечивает однозначное соответстви угла поворота ручки переменного резистора в клав,иатур е 2 индицируемому знаку на индикаторе группы 14 или .же позиции, индицируемой на индикаторе группы 14,

При выборе позиции устройство осуществляет следующие функции: блок 7 и ключ 8 блокируются по управляющим входам сигналом с второго выхода триггера,4, а блок 5 на третий вход и ключ 9 на второй вход получают разрешающий сигнал с первого выхода триггера 4, при этом сигнал. сброса с п.ервого выхода узла 21 (т,е, сигнал прямого плеча триггера 30) поступает через блок 5 на первый вход счетчика 10 и сбрасывает его в О, Затем пачка, г импульсов с второ го выхода формирователя 1., через блок 5 и элемент ИЛИ б по- ступает на второй (счетный) вход счетчика 1.0, который несчитываетсг код выбранной позиции, прямо пр.опор- циональный углу поворота ручки переменного резистора в клавиатуре 2 и преобразуемый дешифратором 18 в один из его выходных сигналов, который по четвертому входу разрешает работу выбранного узла 19, На;-третий вход узла 19 поступает импульснь й сигнал с второго выхода генератора 3, с третьего выхода узла 19 этот сигнал поступает на управляющий вход преоб- 1#азователя группы 13 и заставляет работать соответствующий индикатор группы 14 мерцающим образом (на выбранном индикаторе группы 14 высвечивается мерцающим образом знак,-код которого нахо.дится без изменения на реверсивном счетчике группы 12, со- ответствующем выбранному индикатору) Высокая частота мерцания знака на выбранной позицщ обусловлена сигналом О на входе генератора 3 и. визуально определяет режим выбора позиции в устройстве, при этом мерцает только выбранная позиция, а все остальные не мерцают, но при вра щении ручки переменного резистора в клави- атуре 2 мерцание знака передвигается на другие позиции, так как формирователь 1 формирует сигнал сброса и новую пачку h импульсов каждый раз при переходе от одной позиции к другой. При нажатии второй кнопки на третьем выходе клавиатуры 2 формируется отрицательный импульс длительностью

около 1 МКС и через ключ 9 выдается в ЭВМ, которая по этому импульсу из- . меняет адрес своих данных и формирует сигналы коммутации на входах I 7 I 1 7 ,, . , 1 7/; (эти сигналы являются также стробирующими для занесения данных с шин- 15 , 1 Sg ,., . , 1 5gB реверсивные счетчики 12J,

При выборе кода знака устройство осуществляет следующие функции} сигнал о с первого выхода триггера 4 запрещает по третьему входу работу блока 5 и по второму входу - ключа 9, поэтому код выбранной ранее позиции хранится без изменения на счетчике 10, прербразуется в один из выходных сигналов дешифратора 18 и разрешает работу соответствующего узла 19 по четв ертому входу, С второго выхода триггера 4 сигнал I разрешает работу блока 7 и ключа . 8, поступая на их-управляющие входы.

Таким образом, сигнал сброса и пач- ка ) импульсов с первого и второго

выхода формирователя через блок 7 и узел 19 (выбранный ранее при выборе позиции) поступают соответственно на девятый и седьмой входы счетчика группы 12, соответствующего узлу 19, При вращении ручки переменного резистора из клавиатуры 2 подается.управляющий сигнал в формирователь I, который формирует сигнал сброса и пачку 1 импульсов каждый раз при пе р1еходе от одного знака к последующему, а на индикаторе группы 14 (соответствующем выбранной позиции) визуально наблюдается изменение одного знака на последующий, при этом низкая частота мерцания знака определяется сигналом 1 на входе генератора 3, который с второго своего выхода передает через узел 19 на седьмой вход преобразователя группы 13 сигнал низкой частоты. Индикатор группы 14 .мерцает с периодом около 1 Гц и этим самым визуально определяет режим выбора знака в устройст- не, При нажатии второй кнопки в клавиатуре 2 формируется на третьем выходе импульс отрицательной полярност и через ключ 8 и элемент ИЛИ 6 этот импульс поступает на счетный вход счетчика 10, Код, постоянно хранящийся на счетчике 10 во время режима работы знака, увеличивается на единицу и позволяет перейти к выбору знака на последующей позиции.

0

5

0

5

0

5

0

5

Так как максимальное количество позиций (равное 32) отличается от максимального количества знаков (равного 64), то во время режима выбора позиции когда на вход генератора 3 подается сигнал О ) на выходе этого генератора вырабатываются тактовые импульсы одинарной частоты, которые поступают на третий вход формирователя 1, который из этих импульсов может формировать на своем втором выходе пачку из г импульсов, где ,2,,,, ,32, Если же установлен режим выбора знака, то на вход гене- ратора 3 подается сигнал 1 и определяет двойную частоту т актовых импульсов на первом выходе генератора 3, поэтому может быть сформирована пачкав импульсов, где f 1,2,. ,, , 63, 64,

Ввод информации в ЭВМ с информационных выходов группы , осуществляется многократно средствами ЭВМ с частотой 1 МГц (в режиме рабо- , ты ЭВМ с инженерным пультом), при этом само устройство выставляет на выходы только информацию, а все стробирующие и коммутирующие сигна лы вырабатывает ЭВМ и забирает информацию согласно алгоритму работы,

Вывод информации из ЭВМ на счетчики группы 12 организован только в режиме выбора позиции следующим образом: при нажатии второй кнопки в клавиатуре 2 на .ее третьем выходе формируется отрицательный импульс дли- .тельностью 1 мкс и через ключ 9 поступает в ЭВМ, где последовательно иницирует сигналы на входах 7, , 1 7j , , ,,, 1 7,1: группы и этими сигналами за- .носит в счетчики 12 информацию с вхо- дов 15,--15j при этом информация з а- носится сначала в первые восемь счетчиков с помощью сигнала на. входе I 7 , затем в последуюш 1е восемь счетчиков с помощью сигнала на входе 17| и т.д.) . Весь цикл ввода происходит, примерно за 5-8 мкс,

Каждый шестиразрядный счетчик 12 . может работать сразу на дв.а трехразрядных преобразователя кодов группы 13 и два семисегментных индикатора группы 14, в этом случае каждая выбранная позиция содержит два знака и при вращении ручки переменного резистора в клавиатуре 2 происходит выбор

7,1239706

двузначного восьмиричного числа из ряда OOs .Ola , ... ,77 .

В качестве одновибратора 26 применена микросхема К155 АГ1, которая отличается высокой стабильностью выходного сигнала, длительность которого определяется по формуле: ,7 RC, где конденсатор С должен быть с малым током утечки, а резистор (т.е. переменный резистор клавиатуры 2) ; должен быть выбран с линейной характеристикой и номиналом 22-47 кОм,

Таким образом, предлагаемое изоб- ретение по сравнению с известным имеет следующие преимущества: ИСПОЛБЗО-. вание электронного формирователя

10

15

пачек импульсов с генератором импульсов и блоком ручного управления совместно со счетчиком позиций и дешифратором исключает механические части и электромеханические контакты ручного генератора, исключает большое число переключателей выбора позиции и сокращает аппаратурные затраты при- мерно на 15%, т.е. в целом происходит упрощение устройства.

Формула изобр-етения

Устр ойство для ввода информации, содержащее группу реверсивных счефчи- ков, группу преобразователей кодов и группу индиг аторов, выходы реверсивных счетчиков группы являются информационными выходами группы устройства и подключены к первым входам преоб- разоватепей кодов группы, выходы которых соединены с входами индикаторов группы, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит счетчик, коммутатор, формирователь сигналов, генератор импульсов, клавиатуру, счетный триггер, элемент РШИ, два блока ключей и два ключа, выходы первого блока ключей и второй

вы ны ми вт ни ко кл вы не та ко да пы вх пы ми ны ри ин

20 но ст вх вы во

25 и ра ет ти фо

30 ро ма на но щи

35 бл к пу вх го

40 ет пе со те кл

45 во

8

выход генератора импульсов соединены с соответствующими информационными входами коммутатора, второй выход второго блока ключей соединен с одним .входом элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу первого ключа, а выход элемента ИЛИ и первый выход второго блока ключей соединены соответственно с счетным и .ус- тановочным входами счетчика, выходы которого подключены к адресным входам коммутатора, выходы первой.группы которого соединены с управляющими входами преобразователей кодов группы, выходы второй группы - с входа- ми прямого счета и сброса реверсивных счетчиков группы, входы предва- . рительной установки которых являются информационными входами предварительной установки группы устройства,.а стробирующие входы - управляющими входами группы устройства, второй выход клавиатуры подключен к установочному входу формирователя сигналов

и к счетному входу счетного триггера, установочный вход которого является входом Сброс устройства, третий выход клавиатуры соединен с информационными входами первого и второго ключей, первый выход - с информационным входом формирователя сигналов, неинвертирующий выход счетного триггера подключен к управляющим входам второго ключа и второго

блока ключей, инвертирующий выход - к управляющему входу генератора импульсов и к объединенным управляющим входам первого блока ключей, и-первого ключа, выход второго ключа является управляющим выходом устройства, первый выход генератора импульсов соединен с тактовым входом формирователя сигналов, выходы которого подключены к информационным входам первого и второго блоков ключей.

11

5

18,

..лг

IS

го

/б:

32

t9

Jf

13

12

гад

Щ

16

а

f2

Щ

ffffi

ij

7J

rt:::j

r

1Й

4

/2

Й

J

%

7V

/

L.

Л7, . ..1U .

/7

55M

Сброс

Фцг.1

с2г

Фиг.З

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной тех- - НИКИ, ввода информации с клавишных устройств. .В изобретении решается- задача зшрощения устройства. Введение в устройство формирователя, клавиатуры, генератора импульсов, .счетного триггера, второго блока клю- -чей, элемента liJIH, первого блока ключей, ключей, счетчика .и коммутатора позволяет добиться упрощения устрой- .ства-прототипа на 15%.за счет исключения большого количества электромеханических ко.нтактных элементов,3 ил. с S ю 00 о о оэ

Редактор Е.Папп

Составитель И.Алексеев Техред Л.Олейник

Заказ 3397/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,,ул. Проектная, 4

Корректор М.Шароши