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

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам клавишного ввода информации, работающим в составе комплексов обработки информации на базе ЭВМ, реализующих режим диалога между оператором и ЭВМ.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, первый счетчик 3, индикатор 4, регистр 5, пер- в.ый дешифратор 6, клавиатуру 7, элемент 8 коммутации, первьй D-триггер 9, второй элемент НЕ 10, первый элемент И-НЕ 11, первый элемент НЕ 12, третий элемент НЕ 13, второй элемент И-НЕ 14, счетньй триггер 15, второй счетчик 16, второй дешифратор 17, второй D-триггер 18, третий элемент И-НЕ 19, RS-триггер 20, информационные выходы 21 устройства, выход 22 готовности устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе RS-триггера 20 (фиг. 2) состояние 1 и сигналы с генератора 1 импульсов поступают через элемент И 2 на вход первого счетчика 3, последовательно формир тощего все кодовые комбинации символов, вводимых при помощи устройства ввода информации. Первый дешифратор 6 осуществляет преобразование двоичного кода, поступающего на его вход с выхода счетчика 3 в позиционный код. Если нет нажатых клавищ, то с объединенного выхода клавиатуры 7 снимается 1 (фиг.2, -t ). Инвертированный первым эле10

сигналом с выхода счетного тригг 15, а,в следующем периоде счетны триггер 15 находится в рабочем с стоянии, т.е. производит подсчет пульсов (при наличии таковых на ном входе).

Второй дешифратор 17 имеет то один выход, соответствующий коду на его входе, в исходном состоян на выходе его - ноль. Этот ноль налом с инверсного выхода счетно триггера 15 записывается во втор D-триггер 18. Нулем с выхода три 15 ра 18 закрыт третий элемент И-НЕ Единица на выходе RS-триггера устанавливается сигналом О с вы хода первого элемента НЕ 12 (фиг to-t|). В то же время на входе у 20 тановки в 1 сигнал установки о сутствует, так как закрыт третий элемент И-НЕ 19. В исходном сост нии триггер 9 сброшен сигналом ко мутационного элемента 8. На выход 25 триггера 9 (фиг. 2) устанавливает О, а на информационном входе, к да коммутационный элемент 8 не вк чен, - 1. На выходе 22 готовнос устройства в исходном состоянии т же единица (фиг. 2). При нажатии только одной клавиши клавиатуры (фиг. 2, момент t ) до появления н счетчике 3 кодовой комбинации, со ветствующей данной клавише (момен

), в устройстве ничего не проис дит. В момент появления соответст ющего кода на счетчике 3 на выход клавиатуры 7 появляется ноль (фиг tj), соответственно на выходе пер 40 го элемента НЕ 12 - единица. Выхо второго элемента Н-НЕ 14 в момент tj не изменяется, так как сигнал выхода элемента И 2 поступает на рой вход элемента И-НЕ 14 инверти

30

35 2

ментом НЕ 12 выходной сигнал клавиа- jg ванным на третьем элементе НЕ 13

туры закрывает второй элемент И-НЕ 14 и на счетный вход второго счетчика 16 не поступают импульсы с выхода элемента И 2 через третий элемент НЕ 13 (фиг. 2, tp-t, ). Второй счетчик 16 в исходном состоянии находится в состоянии о, так как периодически сбрасывается сигналом с выхода счетного триггера 15, который срабатывает по сигналу переноса первого счетчика 3. Таким образом, в течение одного периода формирования кодовых комбинаций всех клавиш второй счетчик 16 находится в состоянии сброса

50

55

(фиг. 2, tj). На счетном входе вт рого счетчика 16 сигнал появляетс во второй половине такта генерато 1 (фиг. 1, tj). Если счетчик 16 н ходится в рабочем состоянии - пря выход счетного триггера 15 единиц (фиг. 2), то в счетчик 16 по задн му фронту входного импульса в мом t запишется код единицы. Одновре менно произойдет смена кодовой ко нации на выходе счетчика 3 и снят сигнала с выхода клавиатуры. Если нажата только одна клавиша, код в счетчике 16 сохранится до момента

0

сигналом с выхода счетного триггера 15, а,в следующем периоде счетный триггер 15 находится в рабочем состоянии, т.е. производит подсчет импульсов (при наличии таковых на счетном входе).

Второй дешифратор 17 имеет только один выход, соответствующий коду 1 на его входе, в исходном состоянии на выходе его - ноль. Этот ноль сигналом с инверсного выхода счетного триггера 15 записывается во второй D-триггер 18. Нулем с выхода тригге- 5 ра 18 закрыт третий элемент И-НЕ 19. Единица на выходе RS-триггера 20 устанавливается сигналом О с выхода первого элемента НЕ 12 (фиг. 2, to-t|). В то же время на входе ус- 0 тановки в 1 сигнал установки отсутствует, так как закрыт третий элемент И-НЕ 19. В исходном состоянии триггер 9 сброшен сигналом коммутационного элемента 8. На выходе 5 триггера 9 (фиг. 2) устанавливается О, а на информационном входе, когда коммутационный элемент 8 не включен, - 1. На выходе 22 готовности устройства в исходном состоянии также единица (фиг. 2). При нажатии только одной клавиши клавиатуры (фиг. 2, момент t ) до появления на счетчике 3 кодовой комбинации, соответствующей данной клавише (момент

), в устройстве ничего не происходит. В момент появления соответствующего кода на счетчике 3 на выходе клавиатуры 7 появляется ноль (фиг.2, tj), соответственно на выходе перво- 0 го элемента НЕ 12 - единица. Выход второго элемента Н-НЕ 14 в момент tj не изменяется, так как сигнал с выхода элемента И 2 поступает на второй вход элемента И-НЕ 14 инвертиро0

5 2

jg ванным на третьем элементе НЕ 13

50

55

(фиг. 2, tj). На счетном входе второго счетчика 16 сигнал появляется во второй половине такта генератора 1 (фиг. 1, tj). Если счетчик 16 находится в рабочем состоянии - прямой выход счетного триггера 15 единица (фиг. 2), то в счетчик 16 по заднему фронту входного импульса в момент t запишется код единицы. Одновременно произойдет смена кодовой комбинации на выходе счетчика 3 и снятие сигнала с выхода клавиатуры. Если нажата только одна клавиша, код в счетчике 16 сохранится до момента

tj. когда перебросится счетный триггер 15 и произойдет сброс счетчика 16. Код единицы с выхода счетчика 16, пройдя второй дешифратор 17, установит на входе второго D-триггера 1 до момента сброса счетчика 16 (фиг, 2), В момент t произойдет запись этой единицы во 2-й D-триггер 18 и одновременный сброс счетчика 16. Сигналы сброса и записи поступают одновременно со счетного триггера 15, поэтому запись будет происходить раньше, чем произойдет снятие единицы с информационного входа D-триг- 15 выхода RS-триггера 20 записывается

гера 18 за счет задержек 7 счетчика 16 и дешифратора 17. При втором цикле формирования первым счетчиком 3 кодовых комбинаций клавиш в момент tg при образовании на выходе счетчика соответствующей нажатой клавиши Ломбинации и появлении на выходе клавиатуры 7 сигнала О и соответственно на выходе первого элемента НЕ 12 сигнала 1 произойдет установка RS-триггера 20 в О сигналом с выхода третьего элемента И-НЕ 19, так как выход второго D триггера 18 установился в 1 в конце предыдущего цикла (фиг. 2. t). Ноль с

Ь

выхода RS-триггера 20 закроет элемент И 2 по второму входу в момент tg + t . Время t соответствует сумме задержек последовательно соединенных первого счетчика 3, первого дешифратора 6, клавиатуры 7, первого элемента НЕ 12, третьего элемента И-НЕ 19, RS-триггера 20, элемента И 2. После запрета элемента И 2 на его выходе устанавливается ноль, который инвертируется третьим элементом НЕ 13 и вместе с сигналом 1 с первого элемента НЕ 12 в момент tg формирует на выходе второго

20

в регистр 5 последнее состояние сч чика 3, а в D-триггер 9 - 1 с вы да коммутационного элемента 8.

После опускания клавиш все элем ты схемы за исключением счетного триггера 15, первого D-триггера 9 регистра 5 оказываются в исходном состоянии. Работа возобновляется в описанном порядке, когда триггер 1 2ь перебросится в исходное состояние сигналом со счетчика 3 (фиг. 2, tg

В свою очередь на выходе 21 уст ройства на время до следующего отпускания клавиши клавиатуры устана ливается код клавиши, соответству щий первому нажатию. На выходе три гера 9 устанавливается сигнал 1 (фиг. 2, t), разрешающий формиров ние сигнала готовности устройства на выходе первого элемента И-НЕ 11 который формируется при следующем нажатии клавищи 7 (фиг. 2, Т).

Одновременно код клавиши с выхо да регистра 5 поступает на индикатор А для проверки правильности ег оператором. Оператор производит пр верку кода и , если код не соответ ствует нажатой клавише, восстанав 0

30

35

40

ливает исходное состояние

триг

элемента И-НЕ 14 сигнал сброса второ- 45 РЗ 9 включением коммутационного го D-триггера 18. Причем на второй счетчик 16 он влияния не оказывает.

элемента 8. Если код верен, произв дит нажатие следующей клавиши клавиатуры 7 (фиг. 2 to). Переключени

так как последний сброшен в О сигналом с прямого выхода триггера 15. Второй D-триггер 18 сбрасывается в исходное состояние, и ноль с его выхода закрывает третий элемент И-НЕ 19, прекращая сигнал установки RS-триг- геров 20 в О.

50

элемента 8. Если код верен, производит нажатие следующей клавиши клавиатуры 7 (фиг. 2 to). Переключение

с

всех элементов схемы в момент t,,-t.

о J.

(фиг. 2) происходит аналогично описанному (фиг. 2, t, -t). Фиксируется код нажатой клавиши в момент t.

Как указывалось ранее, если предыдущее нажатие было верным, триггер 9 Таким образом, устройство прерыва- остается в состоянии 1. Поэтому сиг- ет процесс поиска, на выходе синхро- нал О с дешифратора 6 через нажа- низации первого D-триггера 9, пер- тую клавишу и элемент НЕ 10 откры- вого элемента НЕ 10, элемента И 2 и вает элемент И-НЕ 11 и на выходе 22 регистра 5 устанавливается сигнал в момент t,, появляется сигнал го

О. Это состояние сохраняется до момента t отжатия клавиши.

В момент отжатия клавиши прекращается подача сигнала О с выхода клавиатуры 7, на вход первого элемента НЕ 12 подается 1 и на выходе его устанавливается О, RS-триггер 20 этим сигналом устанавливается в 1, в результате чего восстанавливается процесс подачи импульсов с генератора 1 через элемент И 2 на вход первого счетчика 3, одновременно сформированным фронтом сигнала с

в регистр 5 последнее состояние счетчика 3, а в D-триггер 9 - 1 с выхода коммутационного элемента 8.

После опускания клавиш все элементы схемы за исключением счетного триггера 15, первого D-триггера 9 и регистра 5 оказываются в исходном состоянии. Работа возобновляется в описанном порядке, когда триггер 15 ь перебросится в исходное состояние сигналом со счетчика 3 (фиг. 2, tg)

В свою очередь на выходе 21 устройства на время до следующего отпускания клавиши клавиатуры устанавливается код клавиши, соответствующий первому нажатию. На выходе триггера 9 устанавливается сигнал 1 (фиг. 2, t), разрешающий формирование сигнала готовности устройства на выходе первого элемента И-НЕ 11, который формируется при следующем нажатии клавищи 7 (фиг. 2, Т).

Одновременно код клавиши с выхода регистра 5 поступает на индикатор А для проверки правильности его оператором. Оператор производит проверку кода и , если код не соответствует нажатой клавише, восстанав 0

0

5

0

ливает исходное состояние

триг45 РЗ 9 включением коммутационного

50

элемента 8. Если код верен, производит нажатие следующей клавиши клавиатуры 7 (фиг. 2 to). Переключение

с

всех элементов схемы в момент t,,-t.

о J.

(фиг. 2) происходит аналогично описанному (фиг. 2, t, -t). Фиксируется код нажатой клавиши в момент t.

товность на время Т (фиг. 2), информирующий потребителя о том, что можно вводить предыдущую информацию После нажатия нужного количества клавши, осуществляется дополнительное нажатие для формирования сигнала готовности для ввода кода последней клавиши.

Рассмотрим работу устройства, если нажаты одновременно две клавиши (фиг. 3, t|). Пусть это будут клавиши, коды которьк в счетчике 3 отличаются на единицу, тогда в момент времени t на вьгходе клавиатуры появится сигнал, который будет присутствовать в течение 2-х тактов частоты генератора 1, т.е. входной частоты первого счетчика 3, коды которого в этот момент будут соответствовать нажатым клавишам. В этом промежутке времени (фиг. 3) на выходе второго элемента И-НК 14 соответственно на счетном входе 2-го счетчика 16 формируются два импульса, соответствующие каждой нажатой клавише. На счетчике 16 устанавливается код числа 2, на выходе дешифратора 17 - 1 Поэтому во второй D-триггер 18 в момент переброса счетного триггера 1.5 (фиг. 3, L) записывается ноль и RS-триггер 20 остается в состоянии 1 в момент t (фиг. 3). Поэтому при появлении сигнала на выходе клавиатуры 1 не происходит фиксации кода нажатой рславишп, как это было и случае нормальной работы - нажатия одной клавиши. Такой же э(М ект и при нажатии нескольких клавиш (больше 2-х) - счетчик 16 устанавливается

в код, ОТЛНЧР ЫЙ от 1 .

В данных примерах при нажатии 2-х и более клав)1Ш одновременно на индикаторе 4 информация не изменяется и оператору нет необходимости пользоваться ког-{мутационным элементом 8 для восстановления исходного состояния схемы, а необходимо произнести повторное чистое нажатие одной клавиши. Следовательно, предлагаемое устройство позволяет обнаружить не- исправност1 и повысить быстродействие устройства нвода ипформации при наличии ошибок, обусловленн1)1Х одновременным нлжа 1 ием нескольк гх клавиш

Если в устройстве возможен дребез элементов коммутапии (клавиши) клавиатуры, то в.пияиие ег о аналогично нажатию неско.-п.ких клагзиш, а именно

488136

в момент t,-t (фиг. 2) на счетный

J т

ВХОД второго счетчика 16 с выхода клавиатуры 7 через второй элемент НЕ 12 и И-НЕ 14 проходит последовательность импульсов дребезга элемента коммутации клариатуры, что вызывает установку его в код, отличный от единицы, как в случае нажатия 2-х

.Q и более клавиш одновременно. При от- жатии клавиши дребезг ее также не влияет, так как второй D-триггер 18 уже сброшен в исходное, нулевое состояние сигналом с второго элемен,5 та И-НЕ 14 (фиг. 2, ), и RS- триггер 20 устойчиво перебрасывается в 1 сигналом с выхода элемента НЕ 12.Единственным условием ,гарантиру- Ю1ДИМ надежную работу схемы при дребеэ„„ ге, является выбор периода работы первого счетчика 3 (полупериода счет но- го триггера 15) больше периода дребезга элементов коммутации клавиатуры, что легко выполнимо путем соот25 ветствующего выбора частоты генератора 1. В этом случае дребезг не оказывает влияние, так как при любой установке второго счетчика 16 в момент нажатия или отжатия клавиши,

2(j имеющей дребезг, к моменту вторично- г(1 анализа состояния клавиши (например, для нажатия моменты t и t (Jjjir. 2 и t для отжатия) через период счетчика 3 дребезг прекращается и схема устойчиво сработает. Разрад- ность счетчика 3 выбирается как log числа элементов коммутации клавиатуры, а второго счетчика 16 - как logj максимального числа одновременно нажимаемых клавиш, чтобы избежать переполнения счетчика.

Предлагаемое устройство для ввода информации при выполнении перечисленных условий выбора разрядности счетчиков и частоты генератора повышает надежность работы, полностью исключив влияние одновременных нажатий двух и более элементов коммутации клавиатуры, а также их дребезга. Исключе}1ие влияния указанных дефектов позволяет также повысить быстродействие устройства для ввода информац1П1, так как ис ключает вмешательство оператора для исправления возникающих ошибок. Кроме того, аппаf

ратная реализация устройства для зашиты от одновременных нажатий и нТребезга не меняется с уве1П1чением числа элементоп коммутации клавиату35

40

4В

50

55

7

ры. При этом увеличивается только разрядность первого счетчика и первого дешифратора, т.е. устройств, формирующих код включенного элемента коммутации, что характерно практически для любого устройства ввода информации. Все элемента, входящие в устройство, являются стандартными.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, элемент И, клавиатуру, первый дешифратор, первый счетчик, регистр, индикатор, элемент коммутации, первый D-триггер, первый элемент И-НЕ, выход генератора 1 мпульсоп подсоединен к первому входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, информационные выходы которого соединены с входами первого дешифратора и информационными входами регистра, выходы которого соединены с входами индикатора . и являются информационными выходами устройства, выходы первого дешифратора соединены с входами клавиатуры выход элемента коммутации соединен с информационным входом и входом сброса первого D-триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого является выходом готовности устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности

5

устройства, в него введены три элемента НЕ, второй и третий элементы И-НЕ, второй счетчик, второй дешифратор, второй D-триггер, RS-триг- гер, счетный триггер, выход клавиатуры соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ и входом установки в 1 RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, входом второго элемента НЕ и входами синхронизации первого D-триггера и регистра, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен со счетным входом второго счетчика и входом сброса второго D-триггера, выходы второго счетчика соединены с входами второго дешифратора, выход которого соединен с информационным входом второго D- триггера, выход которого соединен с 5 вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом установки в О RS-триггера, выход переполнения первого счетчика соединен с входом счетного триггера, прямой и инверсные выходы которого соединены с входом сброса второго счетчика и входом синхронизации второго D-триггера соответственно, выход элемента И соединен с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с вто0

0

5

рым входом второго элемента И-НЕ.

L t. L t

L tc L

0 f -2 3. Ч 5 6

Фиг.З

Редактор Н. Слободяник

Составитель И, Карнова

Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 5190/А7Тираж 670Подписное

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, А

L tc L

Ч 5 6

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в составе комплексов обработки информации на базе ЭВМ. Цель изобретения - повьпиение надежности устройства путем устранения влияния на его работу одновременного нажатия нескольких элементов коммутации и их дребезга. Для этого в устройство, содержащее генератор импульсов 1, элемент И 2, счетчик 3, дешифратор 6, клавиатуру 7, регистр 5, D-триггер 9, введены элементы НЕ 11, 12, RS-триггер 20, элементы И-НЕ 14, 19, счетчик 16,дешифратор 17, счетный триггер 15, второй D- триггер 18. Введенные элементы позволяют исключить влияние одновременных нажатий двух и более элементов коммутации клавиатуры 7 и их дребезга, что повышает быстродействие устройства, так как исключается вмешательство оператора для исправления возникающих ошибок. 3 ил. Q & (Л со 4U 00 сх СА: