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

1I

Изобретение относится к вычислн- тельной технике и может бь1ть использовано 13 различной пипаратуре подготовки И ввода ит1формации, в частно( /г в клавишных пультах тех}К1логическо Ч) оборудования для сборки интеграл15пых схем.

Цель изобретения - пов :1гаение ня-- дежности работы устройства при одновременном нажатии нескольких клавиш. На фиг.1 приведена схема устройства для ввода информации; на фиг,2 схема блока опроса клавиатуры; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства для ввода информации.

Устройство для ввода информации содержит т-клавишную клавиатуру 1 (фиг . 1) , каждая из которой одним выводом подключена к корпусцс й шине устройства, а вторым - к одному из входов клавиатуры 1, кгшдый из которых через соответствующий нагрузочный элемент 2 подключен к тине питания устройства, мультиплексор 3, первый счетчик А, блок 5 формирования сигнала готовности, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ-НЕ, второй счетчик 8, формирователь 9 импульсов третий счетчик 10, первый дешифратор 11, RS-триггер 12, элемент НЕ 13 и регистр 14, m блоков 15 опроса клавиатуры, второй дешифратор 16, син- хровход 17 устройства, стробируюидай выход 18 устройства, информационные выходы 19 устройства.

Каждый из блоков 15 опроса клавиатуры (фиг.2) содержит первый 20 и второй 21 элементы И, второй 22 и третий 23 элементы НЕ, элемент ИЛИ 24 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25.

Устройство для ввода информации работает следующим образом.

Каждый из блоков 15 опроса клавиатуры (фиг.1) имеет три входа 26,28 и 29 и два выхода 27 и 30. Первый ВХОД и выход являются информационными и служат для передачи данных о состоянии т-клавишной клавиатуры 1 на информационные входы мультиплексора 3, вторые вход и выход - управляющие и предназначены для организации приоритетного опроса клавиш т-клавишной клавиатуры 1, третий же вход - вход выбора блока. При Лог.О на этом входе блок является выключенным, и на обоих его выходах .формируется потенциал Лог.1, в Случае же Лог.1 на третьем входе блок счита0

0

5

0

5

0

5

ется выбранным и счк-тояние его выходов зависит теперь главным образом от сигнала па втором входе блока. Подача Лог.О на этот вход приведет к формированию Лог. на первом и Лог.О на втором выходах блока. Пер- зое показывает что информация о состоянии коммутируемой клавиош не передается па мультиплексор 3, второе же служит для запрета работы всех последующих блоков 15 опроса клавиатуры .

Действительно, поскольку второй выход каждого из блоков 15 опроса клавиатуры соединен со вторым входом следующего за ним блока 15 опроса клавиатуры, то Лог.О, появляющийся на этом выходе, автоматически обусловит появле)ие Лог. О на втором выходе следующего за ним блока и т.д., вплоть до П1-ГО блока 15 опроса клавиатуры. Поэтому, подавая на управляющий вход первого блока 15 опроса клавиатуры потенг1,пал Лог.О, можно запретить работу всех блоков 15 опроса клавиатуры. В случае Лог.1 на втором входе блока 15 опроса клавиатуры состояние обоих его выходов определяется состояьшем первого входа, т.е. состоянием коммутируемой этим блоком клавиши т-клавишной клавиатуры 1. При нажатии клавиши на обоих выходах формируется потенциал Лог.О, а при отпускании-- Лог . 1 . Таким образом, при Лог.1 па вторых и третьих входах блоков 15 опроса клавиатуры работа последних целиком определяется состоянием самой т-клавииной клавиатуры 1. Это является основой организации цриоритетно1 о опроса клавиш т-клавишной клавиатуры 1. Так, нажатие, например, к-й клавиши приведет к появлению на втором выходе к-го блока опроса клавиатуры сигнала Лог.О, что вызовет запрещение работы всех последующих блоков с номерами от к+1 до т. Тем самым исключается возможность передачи нескольких сигналов включения клавиш при их одновременном нажатии, причем наибольший приоритет будет иметь клавиша с наименьшим номером.

Разберем это подробнее. Пусть, например, одновреме1пю нажаты 0-я, к-я и т-я клавгали т-клавишной клавиатуры 1 . Поскольку на втором выходе 0-го блока I5 опроса клавиатуры формируется потенциал Лог.О, это приведет к тому, что тот же потенциал появится на вторых выходах всех остальных блоков 15 опроса клавиатуры, в том числе и к-1-го, и т-1-го. Это означает, что на вторых входах к-го и т-го блоков 15 опроса клавиатуры будут присутствовать сигналы Лог.О которые переведут первые выходы этих блоков в состояние Лог.1. Таким образом, видно, что сигнал Лог.О от включения клавиш будет передаваться на информационные входы мультиплексора 3 только 0-м блоком 15 опроса кла- виатуры, что и требовалось доказать.

Пусть в первоначальный момент времени ни одна из клавиш клавиатуры 1 не нажата, на управляющем входе первого блока 15 опроса клавиатуры ус- тановлен потенциал Лог.1 и RS-триг- гер 12 находится в выключенном состоянии. Тогда высокий потенциал на его инверсном выходе запрещает работу второго дешифратора 16, на выхо- дах которого при этом устанавливаются потенциалы Лог.1. Поскольку на трех входах 0-го блока 15 опроса клавиатуры присутствуют высокие уровни сигналов, на обоих его выходах также устанавливаются потенциалы Лог.Г, что приводит к установлению таких же уровней на выходах всех остальных блоков 15 опроса клавиатуры, вплоть до т-го. Таким образом, в начальном состоянии все блоки 15 опроса клавиатуры являются выбранными, работа их разрешена и они транслируют состояния клавиш т-клавишной клавиатуры 1 на информационные входы ьгультиплексора 3.

Нажатие какой-либо клавиши т-клавишной клавиатуры 1 приведет к запрещению работы тех блоков опроса кла- виатуры, номер которых больше, чем .номер) нажатой клавиатуры, и к появлению на соответствующем информационном входе мультиплексора 3 потенциала Лог,о. Опрос т-клавишной клавиа- туры 1 производится, когда первый счетчик 4 сформирует соответствующий адрес для мультиплексора 3. Управляется первый счетчик 4 от источника тактовых импульсов по синхровходу 17 Когда первый счетчик 4 выбирает вход мультиплексора 3 с потенциалом Лог.о, напряжение на выходе мультиплексора 3 также становится равным

напряжению Лог.О на время, равное одному периоду тактовых импульсов. Таким образом, если опрашиваемая клавиша т-клавишной клавиатуры 1 нажата постоянно, то на выходе мультиплексора 3 вырабатывается последовательность импульсов с периодом Т. т Т и скважностью

QHM ГП

где Ту - период импульсов, вырабатываемых т-канальным мультиплексором 3; Т.., - период входных тактовых имГ и

пульсов; m - число каналов т-канального

мультиплексора 3;

0. скважность импульсов, вырабатываемых т-канальным мультиплексором 3. Отсюда следует, что вибрация клавиатуры будет выражаться наличием на выходе мультиплексора 3 импульсов с периодом большим, чем Т„, , и скважностью большей, чем Q. Кроме того, поскольку дребезг клавиатуры имеет непредсказуемый характер, то следует учесть, что импульсы с периодом большим, чем Т,, на выходе мультиплексора 3 могут перемещаться с импульсами с периодом равным Т,. Поэтому, чтобы с достаточной степенью точности зафиксировать действительный момент срабатывания клавиш т-клавишной клавиатуры 1, необходимо чтобы устройство могло отличать последовательность перемещающихся импульсов с различными периодами от последовательности импульсов с постоянным периодом, равным Tj,. В предлагаемом устройстве это осуществляется путем задания определенного числа импульсов с периодом Т , не чередующихся с импульсами большего периода. Число это определяется в общем случае эмпирическим путем, но практика показывает, что для надежной работы устройства достаточно 16 импульсов с периодом Т,.

В предлагаемом устройстве выделение больших, чем Т, производится вторым счетчиком 8, задание числа импульсов с периодом, равным Т - коммутацией выхода первого дешифратора 11, а подсчет этого числа - третьим счетчиком 10. Осуществляется это следующим образом. Формирователь 9 импульсов формирует импульсы по- отрицательному фронту входных, тактовых .импульсов. Длительность этих импульсов выбирается меньшей, чем длительность входных тактовых импульсов Второй элемергт ИЛИ-НЕ 7, выполняющий функцию И по нулям, пропускает те импульсы формирователя 9 импульсов, которые совпадают с выходными импульсами мультиплексора 3, а первый элемент .Ш1И-НЕ 6, также выполняющий функцию И по нулям - те импульсы формирователя 9 импульсов, которые не совпадают с выходными импульсами мультиплексора 3, для чего выход последнего инвертируется элементом НЕ 13. Легко можно заметить, что число импульсов, пропускаемых первым элементом ИЛИ-НЕ 6, равно скважности выходных импульсов мультиплексора 3 минус единица.. Импульсы с выхода пер- вого элемента ШТИ-НЕ 6 считаются вторым счетчиком 8. Поскольку последний обнуляется каждым импульсом второго элемента ИЛИ-НЕ 7, то импульс на его выходе переноса может появить- ся только в том случае, если число импульсов, вырабатываемых первым элементом ИЛИ-НЕ 6, больше Q|,, т.е. при скважности выходных импульсов мультиплексора 3 большей, чем Q, т. Импульс с выхода переноса второго счетчика 8 очищает третий счетчик 10 и устанавливает в ноль RS-триггер 12. Импульсы с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 7 подсчитываются третьим счетчиком 10. При достижении информацией в нем значения, закомму- тированного первым дешифратором 1, на выходе последнего вь рабатывается импульс, устанавливающий RS-триггер 12 в единичное состояние, опр еделяю- щее момент срабатывания т-клавишной клавиатуры 1. Положительный перепад с прямого выхода RS-триггера 12- запи- .сывает код опрашиваемой клавиши с выходов первого счетчика 4 в регистр 14 и поступает на стробирующий выход 18 устройства, сигнализируя таким образом, внешнему устройству о готовности информации и моменте срабатыва- ния клавиши. В то же Низкий потенциал с инверсного выхода RS-триггера 12 разрешает работу второго де- .шифратора 16, который дешифрирует код опрашиваемой клавиши , записанный в регистре 14. При этом на всех выходах второго дешифратора 16, кроме того, номер которого соответствует номеру опрашиваемой клавиши, устанавливаются потенциалы Лог.О, а на этом выходе - потенциал Лог.Г . Тем самым производится выключение всех блоков 15 опроса клавиатуры кроме того, который в текущий момент времени опрашивает нажатую клавишу. При отпускании опрашиваемой клавиши первый же .импульс переноса с выхода второго счетчика 8 вновь установит RS-триггер 12 в нулевое состояние, и устройство перейдет в начальное положение, готовое для опроса т-клавишной клавиатуры 1.

Для удобства изображения взят произвольный случай, когда , а число задаваемых импульсов с периодо равно 3.

Формирователь 9 импульсов формирует импульсы 32 (фиг.З)по отрицательному фронту входных тактовых импульсов 31, При нажатии, например, к-й клавиши т-клавишной клавиатуры 1 (фиг.1) на выходах мультиплексора 3 и элемента НЕ 13 появлятся серии импульсов соответственно 33 и 34 (фиг.З) с первым периодом большим, чем , с последующими периодами, равными и затем снова с периодом большим, чем Т,. Первый период характеризует дребезг т-клавишной клавиатуры 1 (фиг.1) при срабатывании, последующие - 33 и 34 (фиг.З) - установившийся режим работы т-клавишной клавиатуры 1 (фиг.1), а последний - 35 (фиг.З)- дребезг при выключении к-й клавиши т-клавишной клавиатуры 1 (фиг.1). При подсчете импульсов 36 с выхода первого элемента ИЛИ НЕ 6 второй счетчик 8 (фиг.1) выдаст в первом периоде импульс 37 переноса (фиг.З), который подтвердит нулевое состояние RS-триггера 12 (фиг.1) и очистит третий счетчик 10. Когда информация в последнем- достигнет значения, равного трем, на выходе первого дешифратора 11 появится импульс 38 (фиг.З), который установит в единичное состояние RS-триггер 12 (фиг.1). Положительный перепад 39 на .его прямом выходе (фиг.З) занесет код к-й клавиши т-клавишной кпавиату- ры 1 (фиг.1) с выходов первого счетчика 4 в регистр 14. Когда к-я клавиша будет будет отпущена, первый же импульс 37 перекоса с выхода второго счетчика 8 (фиг.З) вновь установит RS-триггер 12 (фиг.1) в нулевое состояние .

Рассмотрим случай переключения нескольких клагзнш. Пусть производится переключение 0-н и к-й клавиш т-клавишной клавиатуры 1 (фиг.1). При этом в первый момент }зремени пусть будет нажата к-я клавипш, затем пусть нажимается 0-я клавиша так, что некоторый промежуток времени обе клавиши будут нажаты, а затем к-я клавиша отпускается и остается включенной только 0-я. Когда нажата к-я клавиша, то в соответствии с описанной продедурой импульсы с выхода первого дешифратора 11 включат RS-триггер 12, и информация о коде нажатой клавиши будет занесена в регистр 14. Сигналом с инверсного выхода RS-триггера 12 будет разрешена работа второго дешифратора 16, кото- рый выключит все блоки 15 опроса клавиатуры кроме к-го. Поэтому последующее нажатие 0-й клавиши не приведет ни к каким изменениям в устройстве. Такое положение будет сохранять- ся до тех пор, пока не будет выключена к-я клавиша и устройство не отреагирует на это действие выключение RS-триггера 12. Только после этого 0-й блок 5 опроса клавиатуры окажет ся снова выбранным и сможет передат состояние 0-й клавиши на информационный вход мультиплексора 3. При очередном цикле опроса т-клавишной клавиатуры 1 мультиплексором 3 нажатие 0-й клавиши будет обнаружено и последует новое включение RS-триггера 12 и занесение в регистр 14 кода 0-й клавиши. Из рассмотренного примера видно, что в случае переключения не- скольких клавиш предлагаемое устройство вырабатывает необходимое число стробов готовности информации, сигнализирующих внешнему устройству о произведенных переключениях, и выдает достоверную информацию о кодах переключаемых клавиш.

Использование предлагаемого устройства позволяет устранить возникающие ранее при переключениях клавиш терминала сбои, повысив тем самым надежность работы оборудования, его производительность и выход годных изделий.

Формула изобретен.и я

1. Устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, мультиплексор, Олок формирования сигнала готовности, счетчик, регистр, выход

мультиплексора соединен с информационным входом блока формирования сигнала готовности, счетный вход счетчика и тактовый вход блока формирования сигнала готовности являются синхровходом устройства, выходы счетчика соединены с адресными входами мультиплексора и информационными входами регистра, выходы которого являютс информационными выходами устройства, первый выход блока формирования сигнала готовности соединен с синхровходом регистра и является строби- рующим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при одновременном нажатии нескольких клавиш, в него введены дешифратор и блоки опроса клавиатуры, информационные входы которых соединены с выходами клавиатуры, информационные выходы опроса соединены с информационными входами мультиплексора, выходы регистра соединены с информа- ционными входами дешифратора, второй выход блока формирования сигнала готовности соединен со стробирующим входом дешифратора, управляющий вход первого блока опроса является входом разрешения работы устройства, управляющий выход каждого блока опроса соединен с управляющим входом последующего блока опроса, выходы депшфратора соединены с соответствуто входами выбора блоков опроса. 2. Устройство по п.1, о т л и- чающе еся тем, что блок опроса содержит два элемента И, два элемента НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого является информационным выходом блока, выход элемента ИЛИ является управляющим выходом блока, первый вход первого элемента И является информационным входом блока, выход первого элемента И соединен с первыми входами элемента ИЛИ и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход второго элемента И и вход первого элемента НЕ являются входом выбора блока, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И является управляющим входом блока, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

2

® mimjiJimmruinjimmjin j

@ ТГОТ1ГГ1ГТ1ПГТ1Г

22

25

фиг. г

фиг.З

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различной аппаратуре подготовки и ввода информации, в частности в клавишных пультах технологического оборудования. Целью изобретения является повьшение надежности работы устройства при одновременном нажатии нескольких клавиш. Устройство содержит клавиатуру 1, мультиплексор 3, счетчик 4, блок 5 формирования сигнала готовности, регистр 14, блоки 15 опроса клавиатуры, дешифратор 16. Устройство обеспечивает устранение возникающих при переключениях клавиш клавиатуры сбоев и samjiTy от дребезга, повышая тем самым надежность работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. со со ел о