Устройство для ввода информации Советский патент 1987 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ручного ввода информации, например, в каналы связи, вычислительные, измерительные и печатающие устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем устранения разброса временных параметров клавиатуры за счет самоподстройки.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока элементов задержки; на фиг. 3 - схема блока управления; на фиг. 4 и 5 - диаграммы работы устройства в различных режимах; на фиг. 6 - временная диаграмма работы блока управления (нумерация диаграмм соответствует нумерации элементов устройства).

Схема устройства содержит переключатели 1, коммутационные элементы 2, элемент ИЛИ 3, формирователь 4, первый мультиплексор 5, управляюш,ий вход 6, первый вход 7 и второй вход 8 первого мультиплексора 5, первый счетчик 9, выход 10 переноса счетчика 9, дешифратор 11, стро- бирующий вход 12 дешифратора 11, генератор 13 импульсов, элемент 14 задержки, блок 15 элементов задержки, первый 16, второй 17 и третьи входы 18 блока 15 элементов задержки, блок 19 управления, первый вход 20 блока 19 управления, второй счетчик 21, вход 22 переноса счетчика 21, блок 23 оперативной памяти, адресные входы 24, информационные входы 25 и вход 26 записи блока. 23 памяти, второй мул1ьтиплексор 27, первые входы 28, вторые входы 29 и уп- равляюш,ий вход 30 второго мультиплексора 27.

Блок 15 элементов задержки (фиг. 2) содержит переключатель 31, повторитель 32, подстроечный конденсатор 33 и конденсаторы 34.

Блок 19 управления содержит триггер 35, переключатель 36, коммутационный элемент 37, элемент ИЛИ 38 и формирователь 39.

В качестве переключателя 1 можно использовать схему усилителя с открытым коллекторным выходом, который преобразует положительный потенциал на входе в вы- сокоимпедансное состояние на выходе («обрыв), а нулевой потенциал на входе - в низкий выходной импеданс; коммутационные элементы 2 выполнены в виде контактных (сенсорных) клавиш.

Функционирование устройства осуш.еств- ляется в двух режимах: настройка и собственно работа. Режим работы определяется блоком управления. В начальный момент времени блок задает режим настройки (это осуществляется сбросом триггера 35 формирователем 39).

На стробирующий вход 12 дешифратора 11 поступают положительные зондирующие импульсы, прошедшие через блок 15 элементов задержки и вызывающие появление «1 на выходе дешифратора, соот5

5

ветствующем коду, поступающему на его другие входы с выходов первого счетчика 9. В отсутствие зондирующего импульса и при низком выходном импедансе на выходах пе- реключателей 1 емкости всех коммутационных элементов 2 (относительно «земли питания) разряжены и на выходе элемента ИЛИ 3 имеется потенциал «О. В случае «обрыва на выходе одного из переключателей 1 емкость соответствующего ком0 мутационного элемента 2 заряжается током по экспоненциальному закону (диаграмма 1, фиг. 4). При достижении определенного порога происходит срабатывание элемента ИЛИ 3. Импульс, сформированный формирователем 4, поступает на вход 26 записи блока 23 оперативной памяти и в него записывается информация с выходов второго счетчика 21 по адресу, определяемому кодом на выходах первого счетчика 9 (т.е. кодом; соответствуюпшм выбранному комму0 тационному элементу 2). Необходимость в формирователе 4 объясняется тем, что различия параметров зарядных цепей различных коммутационных элементов 2, в том числе различия их собственных емкостей, приводят к тому, что при одинаковом по длительности зондирующем импульсе на выходе элемента ИЛИ 3 появляются импульсы различной длительности, так как изменение параметров цепей заряда приводит к изменению наклона экспоненты и, следовательно,

Q точка порога срабатывания элемента ИЛИ 3 сдвигается. Длительность полученного импульса может оказаться недостаточной для нормального срабатывания всех остальных элементов схемы. Формирователь 4 формирует импульс, длительность которого достаточна для нормальной работы устройства независимо от длительности импульса на выходе элемента ИЛИ 3 (важно только, чтобы элемент ИЛИ 3 сработал).

Если собственная емкость коммутационного элемента 2 велика, параметры цепи за0 ряда оказываются такими, что на выходе элемента ИЛИ 3 и, следовательно, на выходе формирователя 4 импульса не возникает (диаграмма 3, 4, фиг. 4), т.е. записи в блок 23 не происходит.

Первый счетчик 9 переключается сигналом с первого мультиплексора 5, на первый вход 7 которого поступают импульсы с генератора 13 импульсов через элемент 14 задержки. Эта задержка необходима для правильной записи информации в блок 23 (диаг0 рамма 14, фиг. 4).

При переполнении первого счетчика 9 на его выходе 10 переноса появляется сигнал, который переключает второй счетчик 21. С его выходов информация поступает на вто- 5 рые входы 29 второго мультиплексора 27 и с его выходов - на третьи входы блока 15 элементов задержи. Код на выходах второго счетчика 21 определяет задержку переднего

5

фронта импульса генератора 13 импульсов, формируемую блоком 15 элементов задержки, т.е. в конечном итоге длительность зондирующего импульса (диаграмма 15, фиг. 4). Это обеспечивается коммутацией конденсаторов 34 к выходу переключателя 31, выполненного на усилителе с открытым коллекторным выходом (аналогично переключателю 1) При использовании повторителя 32, выполненного на микросхеме серии ТТЛ, изменение общей емкости подключенных конденсаторов приводит к изменению параметров цепи заряда, следовательно, к смещению точки порога срабатывания повторителя 32, т.е. к изменению задержки переднего фронта импульса, поступающего с генератора 13 импульсов.

Начальная задержка (при всех отключенных конденсаторах 34) определяется коммутацией к выходу переключателя 31 под- строечного конденсатора 33, наличие которого позволяет вручную задавать требуемую чувствительность всех клавиш клавиатуры.

Таким образом, каждое состояние второго счетчика 21 соответствует определенной длительности зондирующего импульса на стро- бирующем входе 12 дешифратора 11 (при увеличении кода на выходах второго счетчика 21 длительность зондирующего импульса уменьшается) и при этом значении происходит зондирование всех переключателей 1.

При переполнении второго счетчика 21 на его выходе 22 переноса появляется сигнал, поступающий на первый вход 20 блока 19 управления, который по этому сигналу переводит устройство в режим «Работа. Это достигается переключением триггера 35. В начальный момент времени (при включении питания) счетчики 9 и 21 могут находиться в произвольном состоянии, поэтому первый сигнал переноса с выхода 22 второго счетчика 21 не будет свидетельствовать об окончании настройки, т.е. о том, что все переключатели 1 прозондированы при всех значениях длительности зондирующего импульса. Поэтому в начальный момент времени формирователь 39 должен сформировать импульс, длительность которого достаточна для удержания триггера 35 в начальном состоянии в течение полного цикла настройки.

Таким образом, после окончания настройки в блок 23 по каждому адресу, соответствующему определенному переключателю 1 (т.е. определенной сенсорной клави- ще) записан код, соответствующий минимальной длительности зондирующего импульса, при которой произощло срабатывание элемента ИЛИ 3 от собственной емкости соответствующего коммутационного элемента 2.

Режим настройки можно задать в любой момент времени. Для этого в блоке 19 управления имеется переключатель 36, коммутационный элемент 37 и элемент ИЛИ 38. На вход переключателя 36 (усилитель с открытым коллекторным выходом, инвертирующий входной сигнал) поступают импульсы с гене- 5 ратора 13 импульсов. Эти импульсы поступают на вход элемента ИЛИ 38, выполненного на микросхеме серии ТТЛ. На другой вход элемента ИЛИ 38 поступает сигнал с выхода переключателя 36.

Коммутационный элемент 37 выполнен в

виде контактной (сенсорной) клавиши (аналогично коммутационному элементу 2).

В отсутствие касания оператора к коммутационному элементу 37 блока 19 управления на выходе элемента ИЛИ 38 имеется

5 постоянный логический уровень, так как на входы этого элемента поступают противофазные сигналы (диаграмма 38, фиг. 6). Касание пальца оператора к коммутационному элементу 37 приводит к изменению его емкости. В случае «обрыва на выходе

0 переключателя 36 параметры цепи заряда изменяются, наклон экспоненты (по которой происходит заряд) уменьшается, следовательно, точка порога срабатывания элемента ИЛИ 38 по входу, соединенному с вы, ходом переключателя 36, смещается (диаграмма 36, фиг. 6). Это приводит к появлению импульса на выходе элемента ИЛИ 38 (диаграмма 38, фиг. 6), который поступает на вход формирователя 39, который формирует сигнал, сбрасывающий триггер 35

0 и удерживающий его в начальном состоянии в течение полного цикла настройки (диаграмма 39, фиг. 6).

При переводе устройствва в режим «Работа блок 19 управления подключает к выходу первого мультиплексора 5 второй вход 8

5 и к выходу второго мультиплексора 27 первые входы 28. Кроме того, в блоке 15 элементов задержки отключается конденсатор

33что, приводит к повышению помехоустойчивости устройства в режиме «Работа.

В режиме «Работа длительность зондирующего импульса, поступающего на стро- бирующий вход 12 дещифратора 11, определяется кодом, записанным в блок 23 по адресу, соответствующему выбранному в дан5 ный момент коммутационному элементу 2, и поступающим на входы 17 управляемого элемента задержки 15, где осуществляется соответствующая коммутация конденсаторов

34к выходу переключателя 31. На адресные входы 24 блока 23 и на входы дешифратора 11 поступает одинаковый код с выходов первого счетчика 9, определяющий выбранный коммутационный элемент 2.

Так как собственной емкости коммутационного элемента 2 недостаточно для исчезновения импульса на выходе элемента ИЛИ 3, на выходе формирователя 4 формируется импульс переключающий первый счетчик 9, осуществляя тем

самым выбор и зондирование следующего коммутационного элемента 2.

Касание пальца оператора к коммутационному элементу 2 приводит к увеличению его емкости и, следовательно, к ис- чеановению импульса на выходе элемента ИЛИ 3 и соответственно на выходе формирователя 4 и на входе первого счетчика 9 (сплошная диаграмма 1 и диаграмма 3, фиг. 5; диаграммы для коммутационных элементов 2, не соответствующих коду выбранного коммутационного элемента, изображены пунктиром). В первом счетчике 9 формируется код, соответствующий выбранному коммутационному элементу (код 8, фиг. 5), а отсутствие перепадов на вы ходах первого счетчика 9 свидетельствует о готовности информации к дальнейшей передаче.

Применение блока 15 элементов задержки блока 23 оперативной памяти, блока 19 управления, формирователя 4, элемента 14 задержки, второго счетчика 21, первого мультиплексора 5 и второго мультиплексора 27 обеспечивает самоподстройку временных параметров коммутационных элементов 2, что исключает зависимость работы устройства от различия -в параметрах зарядных цепей различных коммутационных элементов 2, позволяя тем самым повысить достоверность вводимой информации, а также обеспечивает высокую и равную чувствительность для всех коммутационных элементов 2.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, элемент ИЛИ, коммутационные элементы, выходы которых объединены с выходами соответствующих переключателей, первый счетчик, информационные выходы которого подключены к информационным входам дешифратора и являются соответствующими выходами устройства, выхоДы дешифратора подключены к входам соответствующих переключателей, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, отличающееся тем.

фиг. 2

что, с целью повышения надежности устройства путем устранения разброса временных параметров клавиатуры за счет самоподстройки, в него введены блок управления,

формирователь, элемент задержки, второй счетчик, первый и второй мультиплексоры, выход блока элементов задержки подключен к стробирующему входу дешифратора, а первый вход подключен к выходу генератора, выход которого через элемент задержки подключен к первому информационному входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого объединен с входом записи блока памяти и через формирователь соединен с выходом элемента ИЛИ, ад- ресные входы блока памяти соединены с информационными выходами первого счетчика, а информационные входы - с информационными выходами счетчика, вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика, вход которого соединен с

0 выходом первого мультиплексора, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, с вторым входом блока элементов задержки и с управляющим входом второго мультиплексора, выходы которого соединены. с группой входов блока элементов задержки, одни информационные входы второго мультиплексора соединены с выходами блока оперативной памяти, другие информационные входы - с информационными выходами второго счетчика, - выход переполнения которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 5 что блок управления содержит триггер, выход которого является выходом блока, первый установочный вход триггера является первым входом блока, а второй установочный вход соединен с выходом формирователя, вход которого соединен с выходом эле- 0 мента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходами переключателя и коммутационного элемента, а второй вход объединен с входом переключателя и является вторым входом блока.

5

0

(iis3

13

15

Записи нет

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ручного ввода информации, например, в каналы связи, вычислительные, измерительные и на печатающие устройства. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем устранения разброса временных параметров клавиатуры за счет самоподстройки. Цель изобретения достигается введением блока управления 19, формирователя 4, элемента задержки 14, второго счетчика 21, двух мультиплексоров 5, 27, что обеспечивает самоподстройку временных параметров коммутационных элементов и исключает зависимость работы устройства от различия в параметрах зарядных цепей различных коммутационных элементов, позволяя тем самым повысить достоверность вводимой информации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. ю 10 со о IsD 00

Код 0111 Код 1000

9иг.

Вы$р. комм, ЭЛ-П1

Н

л.

у

(PUZ.5

13 S6 58

39

.МШ

иг.б

Составитель И. Алексеев

Редактор М. ДылынТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 7901/45Тираж 673Подписное

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