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

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации в различные системы обработки данных, управляемые микропроцессором.

Цель изобретения - повышение достоверности ввода информации.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы при передаче информации о состоянии элементов коммутации; на фиг.З - временная диаграмма работы при управлении элементами индикации.

Устройство (фиг.1) содержит мультиплексор 1, дешифратор 2, регистр 3, блок 4 индикации, матрицу 5 коммута- ционных элементов, первый счетчик 6, блок 7 синхронизации, элемент И 8, первый 9 и пятый 10 элементы НЕ, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, элемент ИЛИ 14, первый форми13

рователь 15 импульсов, четвертый триггер 16, генератор 17, третий счетчик 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 формирователи импульсов второй 22, третий 23 и четвертый 24 элементы НЕ, элемент ИЛИ-НЕ 25, второй счетчик 26, третий триггер 27

Дополнительно на фиг.1 показаны позициями 28-32 входы и выходы блока синхронизации, позициями 33-37 - входы и выходы устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на первом 33 и на третьем 34 управляющих входах устройства установлены сигналы низкого 1ФОВНЯ, а на втором управляющем входе 35 устройства - сигнал высокого уровня. Счетчик 18 считает импульсы с выхода генератора 17, имею- 1цие период Т, сигнал с выхода третьего разряда этого счетчика через элемент НЕ 22 и формирователь 19 импульсов поступает на синхровход счетчика 26 и по линии связи - на синхровход счетчика 6. Триггер 27 и триггер 16 сброшены сериями импульсов, поступающими на их входы сброса Триггер 13 также сброшен серией импульсов, поступающих на его вход

сброса. Блок 7 после каждого перехо- ствующий требуемому состоянию инди- да значения сигнала на его первом каторов, обеспечивается только при входе 28 от низкого уровня к высо- нулевом значении старшего разряда 6, кому вырабатывает через время 2Т на так как только в этом случае на вхо- первом выходе 30 сигнал, стробирую- де данных этого триггера имеется сиг, JO

f5

20 i

, ,.

.

3190152

щий триггер 11, через время 4Т - на выходе 34 импульс сброса триггера 11 и триггера 12 и через время ЗТ - на входе 32 сигнал, стробирующий триггер 13.

Дешифратор 2 обеспечивает сканирование строк матрицы 5 элементов коммутации 5, а мультиплексор 1 - опрос ее столбцов. Сигнал высокого уровня на выходе мультиплексора 1 указывает на то, что установившемуся состоянию счетчика 6 соответствует замкнутый элемент коммутации.

Счетчики 6 и 26 переключаются по переднему фронту сигнала в линии связи.

Эти счетчики имеют одинаковую разрядность и работают синфазно.

По линии связи передается информация об обнаружении замкнутого элемента коммутации и информация об обнулении счетчика 6, использующаяся для синхронизации работы счетчи- 25 ка 26 со счетчиком 6, а также для разделения циклов опроса матрицы элементов коммутации 5 (рассмотрено ниже).

Состояния счетчика 6 и соответственно счетчика 26 распределены следующим образом. Состояния, и которых старший разряд счетчиков равен единице, соответствуют элементам коммутации. Состояния, в которых старший разряд этих счетчиков равен нулю, соответствуют всем возможным состояниям индикаторов блока 4, подключенным к вькодам счетчика 6.. Так при использовании 8-разрядных счетчиков устройство может иметь 128 элементов ко1У1мутации и 7 индикаторов, которые могут иметь 128 возможных состояний.

30

35

40

Прохождение сигнала с выхода 45 мультиплексора 1, указывающего на обнаружение замкнутого элемента коммутации, разрешается через элемент И 8 при единичном значении старшего разряда счетчика 6, т.е. когда этот счетчик находится в состояниях, соответствующих элементам коммутации.

Возможность взведения триггера 13, управляющего регистром 3, в которьй записывается код, соответ50

нал высокого уровня с выхода элемента НЕ 9.

Передача информации о состоянии элементов коммутации происходит следующим образом.

Если установившему значению разрядов счетчика 6 соответствует разомкнутый элемент коммутации, то на входе данных триггера 11 присутствует сигнал низкого уровня и при его стробировании через время 2Т после переднего фронта сигнала на линии связи, обусловившего переключение счетчика в это состояние, производимое блоком 7, этот триггер не взводится. При этом длительность высокого уровня импульса на линии связи, обусловившего переключение счетчиков 6 и 26 в указанное состояние, остается равной 4Т.

Если установившемуся состоянию счетчика 6 соответствует замкнутый элемент коммутации, то импульсом с выхода 30 блока 7, вырабатывающимся через время 2Т после перехода сигнала-на линии связи от низкого уровня к высокому, взводится триг- гер t1, после чего сигнал с его прямого выхода через элемент ИЛИ 14 и первый формирователь 15 обусловит появление на линии связи сигнала низкого уровня, так как формирователи 15,19,20,-21 представляют собой элементы с открытым коллектором и реализуют функцию проводного ИЛИ по нулям. Таким образом, длительность высокого уровня импульса на линии связи, обусловившего переход счетчика 6 в состояние, соответствующее замкнутому элементу коммутации, равна 2Т.

После переполнения счетчика 6 на выходе его старшего разряда появляется сигнал низкого уровня, который взводит триггер 12, сигнал с прямого выхода которого через элемент ИЛИ 14 и формирователь 15 импульсов обуслай ливает появление на линии связи сигнала низкого уровня.

Таким образом, длительность высокого уровня импульса на линии связи, обусловившего обнуление счетчика 6 после переполнения определяется временем распространения сигналов в элементах схемы и составляет время менее Т.

Через время, равное или несколько большее 4Т после переднего фронта

сигнала по линии связи, блок 7 вырабатывает на своем выходе 31 импульс сброса триггеров 11 и 12. Прием информации о состоянии элементов коммутации и об обнулении счетчика 6 происходит следующим образом.

Для определения ситуаций, когда происходит обнаружение замкнутого

элемента коммутации или обнуление счетчика 6 предназначен элемент ИЛИ-НЕ 25, на один вход которого поступает сигнал с выхода элемента НЕ 22, а на в.торой вход этот же сигнал, но проинвертированный формирователем 9 импульсов. Таким образом, на одном из входов элемента Р1ПИ-НЕ 25 присутствует сигнал высокого уровня. а на вьгходе - сигнал низкого уровня.

Однако в момент когда после перехода сигнала на выходе третьего разряда счетчика 18, а вместе с ним и сигнала на линии связи, в состояние высокого уровня на выходе формирователя 15 импульсов появляется сигнал низкого уровня, свидетельствующий об обнаружении замкнутого элемента коммутации или об обнулении счетчика 6, на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 25 появляются сигналы низкого уровня, а на его выходе - сигнал высокого уровня.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 25 поступает на входы данных триггеров 27 и 28. Триггер 27 стробируется через время Т после перехода третьего разряда счетчика 18 в состояние высокого уровня, а триггер 16 - через время ЗТ. Таким образом, в результате стробирования триггер 16 взводится при обнаружении замкнутого элемента коммутации, триггер 27 - при обнулении счетчика 6.

При взведении триггера 16 на стро- бирующем выходе 36 устройства возникает сигнал запроса прерывания микропроцессора. Одновременно на выходе, элемента НЕ 24 появляется сигнал низкого уровня, переводящий счетчик 18 в режим параллельной записи, обеспечивающий сохранение установившегося состояния устройства на время, необходимое микропроцессору для обра- ботки прерывания. На линии связи на это время сохраняется сигнал низкого уровня с выхода формирователя 21 импульсов. После считывания информации с выходов счетчика 26, являющихся

51

информационными выходами 37 устройства, микропроцессор устанавливает и снимает на первом управляющем входе 33 устройства сигнал высокого уро ня, при этом сбрасывается счетчик 18 и триггер 16 и разрешается дальнейшая работа устройства.

При взведении триггера 27, обусловленном обнулением счетчика 6, сигналом с инверсного выхода этого триггера взводится триггер 16 и пов торяется описанная ситуация, а сам триггер 27 сбрасывается сигналом низкого уровня с выхода элемента НЕ 23, на входе которого появляется сигнал высокого уровня при переходе счетчика 18 в режим параллельной записи.

При этом микропроцессор считывает с информационных выходов 37 устройства нулевой код, разделяющий циклы опроса матрицы 5 элементов .коммутации.

Таким образом, приемнику постоянно передается информация о состоянии элементов коммутации и код, разделяющий циклы опроса матрицы. Микропроцессор производит обработку информации, поступающей от устройства ввода. Коды, соответствующие алфавитно- цифровым клавишам, воспринимаются- рдин раз, если эти коды отсутствовали в предыдущем цикле опроса и в дальнейшем игнорируются, коды от управляющих клавиш учитываются по- -стоянно.

Управление индикаторами производится следуюпщм образом. Микропроцессор хранит информацию о состоянии индикаторов в виде кода, каждый разряд которого соответствует определенному индикатору, а значение разряда - состояний индикатора. Например, светящемуся индикатору соответствует нуль, а погашенному - единица. При необходимости установить требуемое состояние индикаторов микропроцессор дожидается очередного получения кода, разделяющего циклы опроса матрицы 5 элементов коммутации, при этом счетчик обнулен. Зате на втором управляющем входе 35 устройства микропроцессор значение сигнала от высокого уровня к низкому и наоборот количество раз, на единицу меньше двоичного числа, которое представляет собой код состояния индикаторов. При этом

156

на линии связи формируются импульсы с выходов формирователей 19 и 21 импульсов, которыми счетчик 6 и счетчик 26 устанавливаются в состояние,

соответствующее двоичному числу, на единицу меньшему числа, которое представляет собой код требуемого состояния индикаторов.

Изменение значения сигнала на

втором управляющем входе 36 устройства производится таким образом, чтобы длительность высокого уровня сигнала на линии связи при этом превышала ЗТ, а период импульсов превышал 4т. Затем на первом 33 и третьем 35 управляюш;их входах устройства устанавливаются сигналы высокого уровня, при этом счетчик 18 сбрасывается, а также разрешается

прохождение сигнала с второго выхода счетчика 18 через формирователь 20 импульсов в линию связи. Затем на первом управляющем входе 33 устройства устанавливается сигнал низкого уровня, разрешающий счет счетчика 18, который начинает считать импульсы с выхода генератора 17.

После установки на выходе третьего разряда счетчика 18 сигнала

высокого уровня этот сигнал, проходя через элемент НЕ 22 и формирова- т(ль 19 импульсов, обусловливает появление на линии связи сигнала высокого уровня, при этом на выходе

второго разряда счетчика 18 имеется сигнал низкого уровня. Затем через . время 2т сигнал на выходе второго разряда счетчика 18 переходит от низкого уровня к высокому и, проходя через формирователь 20 импульсов, обусловливает появление на ЛИНИИ связи сигнала низкого уровня. Таким образом, на линии связи формируется положительный импульс длительностью 2Т, По переднему фронту этого импульса счетчики 6 и 26 устанавлива-,. ются в состояние, соответствующее коду индикации.

Через время ЗТ после каждого переднего фронта импульса на линии связи и на первом входе блока 7, последний формирует импульс, стробирующий триггер 13. Если длительность высокого

уровня импульса на линии связи 16 превышает ЗТ, то в момент стробирования триггера 13 на входе сброса этого триггера присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента НЕ 10. Если

713

длительность высокого уровня импульса на линии связи меньше ЗТ, триггер 13 взводится при условии, что на его вхо де данных имеется сигнал высокого уровня, что имеет место при нулевом значении старшего разряда счетчика 6 т.е. если этот счетчик находится в состояниях, соответствующих кодам индикации.

При взведении триггера 13 строби- руется регистр 3, в который записывается установившееся значение разрядов счетчика 6.

Так как нулевой код, разделяющий циклы опроса матрицы 5 элементов коммутации имеют нулевой страший разряд и поэтому находится в зоне кодов индикации, выработка блоком 7 импульса, стробирующего триггер 13, запрещается сигналом, поступающим на второй вход блока 7 с инверсного выхода триггера 12, который взводится при обнулении счетчика 6.

Через время ЗТ после перехода сигнала на выходе третьего разряда счетчика 18 при записи кода индикации происходит переход в состояние высокого уровня сигнала на выходе первого разряда этого счетчика, при этом сигнал на выходе второго разряда этого счетчика имеет значение высокого уровня, т.е. стробирует- ся триггер 16. В этот момент на входе данных этого триггера присут- ствует сигнал высокого уровня с выхода элемента ИПИ-НЕ 25, так как на одном входе этого элемента присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента НЕ 22, а на втором входе - сигнал низкого уровня с выхода формирователя 20 импульсов. В результате триггер 16 взводится, блокируя работу схемы и выставляя запрос на прерывание как описано вьше. Получив в данной ситуации запрос на прерывание, микропроцессор уст навлива- ет на третьем управляющем входе 34 устройства сигнал низкого уровня, возвращая устройство из режима записи кода индикации в режим приема кодов замкнутых элементов коммутации. Затем установив и сняв сигнал высокого уровня на первом управляющем входе устройства, микропроцессор разрешает дальнейшую работу устройства.

Триггер 13 устанавливается в исходное состояние сигналом низкого

158

уровня с выхода элемента НЕ 10 при появлении на линии 16 связи сигнала высокого уровня. Фо рмула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее матрицу коммутационных элементов, мультиплексор, дешифратор, с первого по третий счетчики,

с первого по четвертый триггеры, блок синхронизации, блок индикации, с первого по четвертый элементы НЕ, элемент РШИ, элемент ИЛИ-НЕ, генератор, первый и второй формирователи

импульсов, выходы первой группы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выходы второй группы первого счетчика соединены с адресными входами мультиплексора, выходы дешифратора соединены с горизонтальными шинами матрицы коммутационных элементов, вертикальные шины которых соединены с информационными входами мультиплексора, выход старшего

разряда первого счетчика соединен через первый элемент НЕ с синхровхо- дом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а инверсный - с вторым

входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации первого триггера, второй - с входами сброса первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вькод которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, первым входом блока синхронизации и со счетным входом второго счетЧика, первым входом элемента ШТИ-НЕ и выходом второго формирователя импульсов, первый вход которого является

вторым управляющим входом устройства, выход генератора импульсов соединен со счетным входом третьего счетчика, первый выход которого соединен с входами синхронизации третьего

и четвертого триггеров, второй вы- ;ход третьего счетчика соединен с входом сброса четвертого триггера и через третий элемент НЕ - с входом сброса третьего триггера, третий выход третьего счетчика соединен через второй элемент НЕ с вторыми входами второго формирователя импульсов и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с информационными вхо

дами третьего и четвертого триггеров, информационные входы младших разрядов третьего счетчика соединены с шиной положительного потенциала устройства, а старшего разряда - с шиной нулевого потенциала устройства, вход сброса третьего счетчика является первым управляю цим входом устройства, прямой выход третьего триггера соединен с входом сброса второго счетчика, а инверсный - с входом установки четвертого триггера, выход которого соединен через четвертый элемент НЕ с входом параллельной записи третьего счетчика, и является выходом запроса прерывания устройства, выходы второго счетчика являются информационными выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности ввода информации, в него введены регистр, пятый триггер, элемент И, пятый элемент НЕ, третий и четвертый формирователи импульсов, информационные входы регистра соединены с выходами первой и второй групп первого счетчика, выходы регистра соединены с входами блока индикации, вьгход мультиплексора соединен с перfO

1901510

вым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, третий выход блока синхронизации соединен с входом синхронизации пятого триггера, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход сброса пятого триггера через пятый элемент НЕ соединен с выходом первого формирователя импульсов, вьгход пятого триггера соединен с входом синхронизации регистра, выход элемента И соединен с информационным входом первого триггера, выходы третьего и четвертого формирователей соединены со счетным входом второго счетчика, первый вход третьего формирователя импульсов является третьим управляющим входом устройства, второй вход второго формирователя импульсов соединен с вторым выходом блока синхронизации, первый вход четвертого формирователя импульсов объединен с первым входом второго формирова- . теля, второй вход четвертого формирователя импульсов соединен с прямым выходом четвертого триг - гера.

15

20

25

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации с клавиатуры в системе обработки данных, управляемой микропроцессором. Целью изобретения является повышение достоверности ввода информации. Устройство содержит клавиатуру, блок индикации, регистр, с первого по третий счетчики, с nep-t вого по пятый триггеры, блок синхронизации, генератор, с первого по четвертый форьмрователн импульсов, линию связи. Обмен информацией между клавиатурой и микропроцессором осуществляется при помощи двух счетчиков, один из которых производит опрос матрицы клавиатуры. Счетчики соединены линией связи и работают синхронно. Информация считывается с выходов второго счетчика. По линии связи передаются импульсы различной длительности, обеспечивающие переключение счетчиков, их синхронизацию, указание на обнаружение замкнутого коммутационного элемента в клавиатуре, запись принятого микропроцессо-- ром состояния счетчика в регистр, к выходам которого подключены индикаторы. 3 ил. (Л 00 ;о

37

Фиг,1

Триггер 27

TL

ймд 36 установка индицирудмого кдда Вмд 35 записи UHdunufHjCMOzo кода Вмд ЗЧоазоетения цстроиства линия связи 16

Счетчики 6t 26

Вьпо6335мка ситро низации триггер строоа ре гистра цнвикации 13

W Разряд1 Разряд 2

1S РазряЗЗ Триггер 2g

Редактор А.Ворович

Фиг, 3

Составитель А.Трунов Техред М.Ходанич

Заказ 2513/43Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делим изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор М.Шароши