Устройство для ввода-вывода информации Советский патент 1989 года по МПК G06F3/02 

t

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для ручного ввода данных в микроэвм и вьшода данных из микрр- ЭВМ.

Цель изобретения - повышение дос- товерноЪти вводимой информации.

На фиг.1 показана схема устройств ввода-вьюода информации микроЭВМ; на фиг,2 - схема второго счетчика с переменным модулем счета; на фиг.З временные диаграммы работы второго счетчика с переменным модулем счета.

Устройство ввода-вывода информа-. ции микроэвм содержит клавиатуру 1, :4epie3 блок 2 защиты от дребезга под- ключенщто к входам элемента ИЛИ 3, шесть блоков 4-9 ключей, первый и второй счетчики 10 и It, регистр 12, генератор 13 импульсов, одновибратор 14, сдвиговьй регистр 15, дешифратор 16, триггер 17, блок 18 индика-, ции, шинный формирователь 19, коммутатор 20, блок 21 сопряжения, дешифратор 22 адреса, состоящий из элементов НЕ 23 -и 24 и элемента И-НЕ 25 элемент И-НЕ 26, элемент И 27, элементы 28 и 29 коммутации (переключатели), элементы НЕ 30 и 31 и элементы ИЛИ 32 и 33.

Второй счетчик 11с переменным Модулем счетасодержит 1К-триггеры 34-36, элементы И 37 и 38 и элемент И-НЕ 39, входы 40 и.41 и выходы 42- 44.

При помоощ устройства ввода-вьгоода можно вьтолнять различные операции, такие как Чтение ячейки памяти, Запись в ячейку памяти, Пуск программы с заданного-адреса, Чтение регистра и т.п. Каждая из этих функций вьшолняется при поддержке программы соответствукндего прерываНИЯо

Рассмотрим работу устройства на примере вьшолнения микроЭВМ операции Запись в ячейку памяти. Сначала необходимо подготовить адрес ячейки. В данном случае микроЭВМ собрана на БИС серии КР 580, хотя устройство применимо и для других микро- ЭВМ, собранных на других сериях.

Нажатием кнЛтки Сброс замыкает0 ся элемент 28, и счетчики 10 и 11 устанавливаются в начальные состояния. Генератор 13 импульсов вьщает на вход синхронизации сдвигового регистра 15 импульсы, следующие с

5 постоянной частотой,, но на выходах сдвигового регистра 15 не происходит никаких изменений, так как все триггеры этого регистра пока находятся в состоянии О. Задание адреса воз0 можно в пределах от О до 65536, т.е. адрес состоит из четьфех шестнадцатиричных цифр и задается последовательным нажатием четырех клавиш клавиатуры 1. Перед первым нажатием

5 клавиши счетчик 11 с переменным мо- ,дулем счета, состоящий из трех разрядов, находится в состоянии 000 и дешифратор 16 выдает разрешающий сигнал на управляющий вход первого бло0 ка 4 ключей. Клавиатура 1 состоит из 16 клавиш, нажатие которьбс приводит к вьщаче на вход противодребезговых схем двоичных четырехразрядных кодов от 0000 до 1111. Клавиша О при на5 жатии выдает на отдельную линию сигнал признака нажатия, который проходит через противодребезговые схемы и поступает на один из входов элемента ИЛИ 3. При нажатии первой кла0 виши один из этих кодов появляется на входах всех блоков 4-9 ключей, Кпючй блока 4 подготовлены к открытию разрешакяцим сигналом с выхода дешифратора 16с, При нажатии клавиши клавиатуры 1 на входе элемента ШШ 3

происходит ступенчатое изменение сигнала, которое, пройдя через этот элемент, запускает одновибратор 14. Сигнал с его выхода заносит в сдвиговый регистр 15 код 1000, который по окончании импульса одновибратора начинает сдвигаться вправо. Пр.и это сначала возникает импульс на выходе второго триггера регистра 15. Этот сигнал стробирует блек 4 ключей, и четырехразрядный двоичный код, заданный нажатой клавишей, проходит через ключи блока 4 и записьшается в четыре старших триггера счетчика 10. Одновременно сбрасьгоается триггер 17, нулевое состояние которого сигнализирует о поступлении данных от клавиатуры Еще через два такта генератора 13 выдается импульс с выхода четвертого триггера регистра 15..Этот импульс переводит счетчик 11 с переменным модулем счета в состояние 001, при котором вьщается с выхода дешифратора 16 разрешающий сигнал на первый управляющий вход блока 5 ключей. При нажатии второй клавиши клавиатуры 1 следующие четыре двоичных разряда адреса-проходят через блок 5 ключей в счетчик 10, Счетчик 11 переходит в состояние 01Оо Аналогично происходит занесение в счетчик 10 и остальных двух тетрад кода адреса. При этом счетчик 11 с переменным модулем последовательно переходит в состояние 011 и 100.

Два следующих нажатия клавиш приводят к занесению двух тетрад байта данных через блоки 8 и 9 ключей и коммутатор 20 в регистр 12. Вьщавая разрешение на открытие блока 8 ключей, дешифратор одновременно через элемент ИЛИ 32 дает разрешение на занесение тетрады кода данных в старшие разряды регистра 12, Аналогично при выдаче разрешения на открытие блока 9 ключей дешифратор 16 через элемент ИЛИ 33 дает разрешение на занесение тетрады кода данных в младшие разряды регистра 12 При этом счетчик 11 с переменным модулем счета проходит состояние 101 и переходит в состояние 100, подготавливающее открытие блока 8 ключей. Таким образом, переход от набора адреса к набору данных происходит автоматически и после шерсти нажатий клариш клавиатуры 1 код адреса ока-

-5

10

516744

зывается занесенным в счетчик 10, а код данных - в регистр 12. Блок 18

индикации подключен одной группой входов к.выходам счетчика 10 и другой группой входов - к регистру 12 и обеспечивает индикащво набираемого адреса, и данных. Оператор во время набора контролирует правильность своих действий по показаниям блока 18 индикации. При обнаружении ошибки он имеет возможность нажать кнопку Сброс и повторить все операции. После того,, как адрес и данные занесены соответственно в счетчик 10 и регистр 12 и проверены, дальнейшие действия определяются конкретной задачей. Если нужно было по данному адресу занести один байт данных, элемент 29 коммутации остается разомкнутым, а если нужно занести два и более байтов в соседние ячейки памя-

15

20

ти, имеющие возрастаю1цие адреса, то элемент 29 коммутации нужно замкнуть.

Центральный процессор переходит к считыванию информации с блока 21. Микроэвм последовательно выбирает два байта адреса, хранящегося в счетчике 10. При этом на группе адресных входов блока 21 выставляется адрес, младшие разряды которого равны: А1 при выборке старшего байта и , при выборке младшего байта адреса, а на управляющем входе

5

0

5

0

5

блока 21 - сигнал ЧТВВ. Сигнал ЧТВВ воздействует также и на второй управ- лягаций вход пшнного формирователя 19, но из-за того, что на первом управляющем входе, формирователя 19 сигнал имеет высокий уровень, он не выбирается. Для выборки байта данных, которая должна происходить после ввода в процессор адреса, микроЭВМ выставляет на группу адресных входов блока 21 адрес, в котором , а . При этих условиях сигналы на первых трех входах элемента И-НЕ 25 становятся единичными, а когда на шине управления Iijy2 возникает сигнал , то на выходе элемента И-НЕ 26 возникает единичный сигнал, который поступает на четвертый вход элемента 25, на выходе которого появляется нулевой сигнал. Если переключатель 29 замкнут, то этот сигнал поступает.на счетный вход счетчика 10 и инкремен- тирует хранящийся там адрес. Кроме того, низкий .уровень на первом управляющем входе шинного формировате10

20

я 19 выбирает, а сигнал на тором управляющем входе пганного фор- иpoвaтeля 19 устанавливает направение передачи от входа к входу-выхо- уо Одновременно сигнал под- ключает первую группу входов-выхоов блока 21 к второй группе входов- выходов блока. В результате байт данных из регистра 12 через шинный формирователь 19 и блок 21 через информационные входы-выходы по шине данных поступает в центральный процессор, которьй записьгоает его в ячейку памяти, имеющую считанный ра- 15 нее адрес. На этом запись одного данного заканчивается о Если переключатель 29 был замкнут, то устройство готово к записи следующего байта в ячейку памяти с адресом, на единицу большим, чем предьщущий. Счетчик 11 с переменньм модулем находится в состоянии 100, при котором дешифратор подготовил открытие блока 8 ключей. При нажатии нужной клавиши клавиатуры 1 происходит занесение в регистр 12 старшего байта данных. Счетчик 11 с переменным модулем счета переходит в состояние 101, благодаря чему оказьшаются подготовленными к открытию ключи блока 9. При следуняцем нажатии клавиши клавиатуры 1 в регистр 12 заносится следующий байт данных. Счетчик 11 с переменным

модулем в процесса ввода проходит последовательность состояний 000, 001, 010,,011, 100, 101, 100, 101,

100, .00 ,

Рассмотрим работу счетчика подробней. При поступлении на вход 40 импульса сброса триггеры 34-36 устанавливаются в нулевые состояния, т.е. счетчик переходит в состояние 000 (фиг,2). Когда оператор нажимает клавиши клавиатуры 1, на счетном вхо- 45 де 41 счетчика появляются импульсы. Триггер 34 меняет свое состояние при поступлении каждого импульса Триггер 35 может изменять свое состояние при условии, что триггер 34 находится в единичном состоянии, и на первый вход элемента И 37 поступает разрешающий сигнал с выхода элемента И-НЕ 39о

Триггер 36 может изменять свое состояние при условии, что триггер 34 и 35 находятся в единичных состояниях и на первый вход элемента 37 от элемента 39 поступает разрешающий

25

30

35

40

50

55

10

20

15

- 45

7 й

4516746

сигнал. Элемент 39 перестает выдавать сигнал, когда триггер 35.находится в нулевом состоянии, а триггер 36 - в единичном. При этом импульсы, поступающие на вход 41, не могут пройти через элемент 37 на син :ро- входы триггеров 35 и 36.

При последовательном счете счетчик с переменным модулем счета достигает состояния 100, при котором происходит отключение триггеров 35 и 36, после поступления четырех импульсов на вход 41. Последующие импульсы изменяют

только состояние триггера 34, ПоэтоI

му после каждого сброса счетчик под действием импульсов, поступающих на вход 41, проходит состояния 000, 001, 010, 011, 100, 101, 100, 101, ..., что необходимо для правильной работы предлагаемого устройства ввода-вывода микроэвм.

При выводе информации микроЭВМ. устанавливает на группе адресных вхо25 дов блока 21 адрес, соответствующий выбору первой группы входов-выходов блока 21 ввода-вывода, и устанавли вает сигнал низкого уровня на входе 31ШВ, при этом выбирается щинньй

30 формирователь. 19 и устанавливается направление передачи от входов-выхо- дов формирователя к выходам. При этом информация через первую группу вхо- довгвыходов блока 21, шинный форми-

35 рователь 19 и коммутатор 20 поступает на входы регистра 12. Управляющий сигнал записи через элементы НЕ 31, И 27 и ШШ 32 и 33 разрешает запись поступившей информации в регистр 12. Блок индикации индицирует

40

50

55

полученную информацию на дисплее данныхо

Формулаизобретения

1 о Устройство -для ввода-вывода информации микроэвм, содержащее клавиатуру, выходы которой через блок защиты от дребезга подключены к входам первого элемента ШШ и информационным входам блоков ключей, информационные выходы одних блоков ключей соединены с информационными входами первого счетчика, второй счетчик, выходы которого соединены с входами дешифратора, каждьй выход которого подключен к управляющему входу соот- ветствукяцего блока ключей, генератор импульсов, триггер, шинный формирователь, регистр, элементы коммутации элемент И, элемент И-НК, элементы ШШ и элементы НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышени достоверности вводимой информации, в устройство введены блок сопряжения, блок индикации, дешифратор адреса, коммутатор, одновибратор и сдвиговый регистр, выход генератора импульсов соединен с синхровходом сдвигового регистра, один информационный вход которого соединен с шиной логической единицы, а остальные - с шиной логического нуля, а первый выход подклю- чей к одному входу триггера и стро- бирукщим входам блоков ключей, второй выход сдвигового регистра подключен к счетному входу второго счетчика, входы сброса первого и второго счетчика подключены к первому элейен ту коммутации, выход первого элемента ШТИ соединен с входом одновиб- ратора, выход которого подключен к входу записи сдвигового регистра, выход триггера является сигнальным выходом устройства, информационные выходы других блоков ключей подключены к первой группе входов коммутатора, вторая группа входов которого подключена к информационным выходам шинного формирователя, выход коммутатора подключен к информационным входам регистра, выход которого соединен с одной группой входов блока индикации и информационными входами шинного формирователя, выходы первого счетчика соединены с другой группой входов блока индикации и первой и второй группами информационных входов блока сопряжения, первая группа информационных входов-выходов которого подключена к информационным входам-выходам шинного формирователя, вторая группа информационных входов-выходов блока сопряжения является информационными входами-выхо- дами устройства, адресные входы блока сопряжения являются адресными :входами устройства и соединены с ни- формационными входами дешифратора адреса, выход которого соединен с

0 5 О 0 Q

5

первым управляющим входом шинного формирователя, входом первого элемента и через второй элемент коммутации со счетным входом первого счетчика, управляющие входы блока сопряжения являются соответственно входами чтения и записи устройства и соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен со строби- рукщим вугодом дешифратора адреса, вход чтения устройства соединен с вторым управлякяцим входом шинного формирователя, а вход записи уст- ройст:;ва соединен с входом второго элемента НЕ, выходы элемента НЕ соединены с входами элемента И, выход которого подключен к другом / входу триггера и первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к управляющим входам других блоков ключей, а выходы - к управлякядим входам регистра

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй счетчик содержит три 1К-триггера, выходы которых являются информационными выходами счетчика, входы сброса триггеров соединены и являются входом сброса счетчика, синхровход первого триггера является счетным входом счетчика и соединен с одним входом первого элемента И, прямой выход первого IK- триггера соединен с I- и К-входам второго триггера и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с I- и- К-вкодами третьего IK- триггера, выход первого элемента И подключен к синхровходам второго и третьего 1К-триггеров, прямой выход второго 1К-триггера подключен к второму входу второго элемента И, I- и К-входы первого 1К-триггера соединены через нагрузочный элемент с шиной положительного потенциала, инверсный выход второго 1К-триггера соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего 1К-триггера, а выход - с другим входом первого элемента И.

JbJTJlJbJl rLJLJl

.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для ручного ввода данных в микроэвм и вывода данных из михроЭВМ, Целью изобретения является повышение достоверности вводимой информащта. Устройство содержит клавиатуру 1, через блок 2 защиты от дребезга подключенную к входам элемента ИЛИ З шесть блоков ключей 4-9, счетчики 10, 11, регистр 12, генератор импульсов 13, одновибратор 14, сдвиговый

0

п

(pL/е.З

Время