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

мента И, к второму входу второго элемента ИЛИ, является управляющим выходом устройства, через третий элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И и через второй одновибратор - со стробирующим входом второго регистра, информационные входы которого соединены с информационными входами первого регистра и подключены к выходам первого счетчика, выходы первого и второго регистров являются информационными выходами устройства и соединены с входами четвертого и пятого дешифраторов и с управляющими входами селектора, информационные входы которого соединены с выходами второго генератора частоты, а выход через третий усилитель подключен к входу звукового индикатора, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в ноль второго триггера, выход первого триггера через третий одновибратор подключен к стробирующему входу первого регистра, выходы четвертого и пятого дешифраторов соединены с входами источников излучения третьей группы, установленными в зоне оптической связи с приемниками излучения первой и второй групп, счетный вход второго счетчика подключен к выходу пятого элемента И, -вход сброса - к выходу третьего элемента НЕ, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ,

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехозащитности устройства. Устройство содержит две группы источников излучения, два дешифратора, две группы приемников излучения, два усилителя, два счетчика, первый генератор частоты, четыре элемента И, три одновибратора, первый триггер, первый элемент НЕ, первый элемент ИЛИ. Дополнительно введены три дешифратора, два регистра, селектор, второй генератор импульсов, третий усилитель, звуковой индикатор, усилитель частоты, второй элемент ИЛИ, второй триггер, два элемента НЕ, пятый элемент И, третья группа источников излучения.

Устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для ввода информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехозащищенности устройства.

На фиг, 1 изображе1 а схема устройства; на фиг, 2 и 3 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 группы источников излучения, первую 3 и вторую 4 группы при- емников излучения, третью группу 5 источников излучения, первьй 6 и второй 7 дешифраторы, первый 8 и второй

9 усилители, третий дешифратор 10,

первът счетчик 11, четвертый 12 и пятый 13 дешифраторы, первьй 14 и второй 15 регистры, с первого по третий одновибраторы 16-18, первый элемент ИЛИ 19, первьй элемент И 20, делитель 21 частоты, первьй генерато 22 частоты, второй 23 и третий 24 элементы И, второй элемент ШШ 25, первьй 26 и второй 27 триггеры, первьй 28 и второй 29 элементы НЕ, чет- вертьй элемент И 30, третий элемент НЕ 31, пятьй элемент И 32, второй счетчик 33, второй генератор 34 импульсов, селектор 35, третий усилитель 36, звуковой индикатор 37, информационный выход 38, управляющий вход 39 и управляющий выход 40 устройства. Выход первого триггера 26 подключен к первому входу четвертог

5

0

40

.,

50

элемента И 30 и через третий одновибратор 18 к управляющему входу первого регистра 14, Выход второго триггера 27 соединен с вторьш входом четвертого элемента И 30, выход которого связан с третьим входом пятого элемента И 32, управляющим входом третьего селектора 35, вторым входом второго элемента ИЛИ 25, третьим внешним выходом устройства 40, через .второй одновибратор 17с управляющим входом второго регистра 15 и через третий элемент НЕ 31 с вторым входом первого элемента И 20 и первым входом второго счетчика 33, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 32, а выход подклют чен к второму входу первого элемента ИЛИ 19, выходы второго генератора 34 частоты соединены с первьгми входами третьего селектора 35, выход которого через третий усилитель 36 подключен к акустическому излучателю 37, Первьй выход первого счетчика 11 соединен с выходами первого 6 и второго 7 дешифраторов и выходом первого 14 и второго 15 регистров, выходы которых подключены к информационному выходу 38 устройства, второму входу третьего селектора 35 и через чет- вертьй 12 и пятый 13 дешифраторы соединены с входами третьей группы 5 источников излучения.

Устройство работает следующим образом.

С выхода первого генератора 22 частоты, управляемого через вход устройства 39, на вход делителя 31 частоты поступают импульсы. Делитель 21 частоты синхронизирует работу устройства. С первого выхода делитель 21 частоты в режиме ожидания ввода (фиг.2. участок I), при наличии 1 на входе 39 устройства (фиг. 2а) импульсы (фиг. 2в) через элемент И 20 поступают на вход счетчика 11 (фиг. 2г). Код с первых выходов счетчика 11 (фиг. 2д,е) поступает на входы дешифраторов 6 и 7, управлякяцих перебором соответственно вертикальных или горизонтальных оптических каналов. С второго выхода счетчика 11 старший разряд кода (фиг. 2ж) дешифрируется дешифратором 10 в позиционный код, используемый для выбора дешифратора 7 и усилителя 9 (фиг. 2з) горизонтальных каналов или дешифратора 6 и усилителя 8 (фих . 2и) вертикальных

каналов. Таким образом, выборка груп- 25 лителя 8 и 9 и через элемент И 23

пы горизонтальных и группы вертикальных каналов производится поочередно, что исключает возможность возникновения явления перекрестной модуляции, С первого выхода делителя 21 частоты тактирующие импульсы (фиг. 2в) поступают на первые стробирующие входы дешифраторов 6 и 7, разрешая работу дешифраторов 6 и 7 только на время наличия уровня О. Импульсы с выходов дешифратора 6 (фиг. 2з) и дешифратора 7 (фиг. 2и) последовательно включают излучающие элементы групп 1 и 2 источников излучения. Световой поток от излучателя вводит в насыщение фотоприемник, соответствующий выбранному дешифратором 6 или 7 каналу. Однако используемое световое излучение имеет широконаправленную однолепестковую диаграмму, что создает засвечивание соседних фотоприемников, приводящее их в состояние насьш;ения. За интервал времени между иг-тульсами облучения в фотоприемниках происходит рекомбинация, восстанавливающая их светочувствительность. Таким образом, в цикле ожидания ввода (фиг. 2 участок I) происходит поочередное включение излучателей групп 1 и 2, а на выходах усилителей 8 и 9 поочередно вырабатываются импульсы, (фиг. 2к,л), уровень О соответствует сигналу засветки приемники в выбранном канале. В приемном

0

5

тракте устройства на элементах И 23 и 24 эти сигналы стробируются импульсами с выхода элемента ИЛИ 25 (фиг. 2м), ( на вход которого поступают синхросигналы с второго выхода делителя 21 частоты (фиг. 2б). Длительность этих импульсов составляет 1-4 длительности импульсов засветки излучателей групп i и 2 (фиг. 2з,и), что позволяет отстроиться от переходных процессов, возникающих в приемниках групп 3 и 4 при их переключении, а также от задержки срабатывания приемников излучения групп 3 и 4.

При перекрытии сигнальных лучей на выходе усилителя 8 или 9,выбранного стробом, сформированным дешифратором 10, не происходит изменения выходного уровня 1 на О (фиг.2к, участок II).

Импульсы стробирования приема уровнем 1 (фиг. 2м) совпадают с уровнем 1 (фиг. 2к) на выходе уси0

5

0

(фиг; 2н) или 24 (фиг. 2о), соответствующий выбранному усилителю, устанавливают триггер 26 или 27 в состояние 1,

По фронту сигнала на выходе триггера 26 (фиг. 2п, участок II) запускается одновибратор 18 (фиг. 2ч, участок II), обеспечивающий запись информации с выходов счетчика 11 в регистр 14. При дальнейшем формировании развертки стробом подключается дешифратор 7 и усилитель 9. В описанной последовательности устанавливается триггер 27 (фиг. 2р). На выходе элемента И 30 (фиг. 2с) уровень О изменяется на уровень I, по этому фронту запускается одновибратор 17 (фиг. 2щ), формирующий сигнал записи в регистр 15 информации с выходов 5 счетчиков 11 развертки. Код (фиг.2э,ю) с выходов регистров 14 и 15 поступает на информационный выход 38 устройства, дешифрируется на дешифраторах 12 и 13 в управляющий код для включения третьей группы 5 источников излучения, а таюке поступает на вторые входы селектора 35, коммутируя на выход соответствующие входы селектора 35.

На выход устройства 40 и управляющий вход селектора 35 поступает сигнал 1 (фиг. 2с) с выхода элемента И 30. В соответствии с информационным кодом на выходах регистров 14 и

0

5

15 в селекторе 35 коммутируется соответствующая частота второго генератора 34, которая через усилитель 36 подается на индикатор 37 (фиг. 2я)„ Сочетание звуковой и световой индикации в устройстве позволяет оператору определить выполнение и правильность ввода информации, что существенно повышает достоверность вводимой ин- формации в сравнении с устройством- прототипом.

Сигнал (фиг. 2с) с выхода элемента И 30 запрещает по второму входу элемента ИЛИ 25 прохождение импуль- сов частоты стробирования выходов усилителей и уровнем 1 с выхода элемента ИЛИ 25 (фиг. 2м) по первым входам открывает элемент И 24, импульсы с выхода усилителя 9 через элемент И 24 и инвертор 29 поступают на входы элементов И 32.

Сигнал с выхода элемента И 30 через элемент НЕ 31 запрещает по второму входу элемента И 20 прохождение импульсов частоты развертки на вход счетчика И (фиг. 2г).

Код на выходах счетчика 11, который задается состоянием счетчика (фиг. 2, участок III, IV), опре- деляет выбор дешифратором 7 источника 2 светового излучения, соответст- , вз ощего световому каналу, пересеченному указательным элементом. Импульсы с первого выхода делителя 21 ча- стоты, стробирующие подключение дешифраторов 6 и 7 к излучателям групп 1 и 2 во второй половине периода частоты развертки, обеспечивают динамическое облучение указательного элемента (фиг. 2и, участок III). Неточная установка указательного элемента, небольшие смещения относительно нормального положения могут привести к попаданию световых импульсов на фотоприемник (фиг. 3т). С выхода усилителя 9 через элемент И 24 и элемент НЕ 29 эти импульсы попадают на второй вход элемента И 32, который открыт уровнями 1 по первому и третьему входам, и поступают на вход счетчика 33.

Счетчик накапливает эти ложные импульсы, не допуская воздействия на цепь запуска развертки. Это позволя- ет уменьшить влияние дребезга в цепях усилителя (которьй возникает в момент снятия указательного элемента) на работу устройства.

Кроме описанных трех циклов работы устройства в режиме ввода информации: цикл ожидания ввода (фиг, 2, участок I); цикл ввода кода столбца (фиг. 2, участок II); цикл ввода кода строки (фиг. 2, участок III); предусмотрен вспомогательный цикл подготовки к вводу (фиг. 2, участок IV). Это цикл начинается со снятия указательного элемента. При этом возобновляется импульсное облучение группы 4 (фиг. 3л). С выхода усилителя 9 через элемент И 24 (фиг. 2о) и элемент НЕ 29 эти импульсы попадают на второй вход элемента И 32 (фиг, 2у), которьй открыт уровнями 1 по первому и третьему входам (фиг. 2т, с) и с выхода элемента И 32 поступают на вход счетчика 33 (фиг. 2ф). На выходе счетчика, по окончании цикла заполнения Формируется импульс (фиг, 2х) , фронтом которого через элемент ИЛИ 1 (фиг. 2ц) выполняется сброс (по вторым входам) триггеров 26 и 27 (фиг.2 р) в состояние О. Это приводит к изменению 1 на О на выходе элемента И 30 (фиг, 2с), отпирается элемент ИЛИ 25 и через элемент НЕ 31 уровнем 1 обнуляется и блоки руется по первому входу счетчика 3,3 (фиг. 2х) , отпирается элемент И 20, устройство переходит в цикл ожидания ввода (фиг. 2, участок I).

Если при перекрытии сигнальных лучей указательным элементом, стробом дешифратора 10 выбраны дешифратор 7 и усилитель 9, то срабатывают цепи, которые устанавливают триггер 27 в состояние 1. Дальнейшее распространение сигнала блокируется на элементе И 30 уровнем О на первом входе.

Содержание временных диаграмм,.., фиг. совпадает с содержанием временных диаграмм фиг. 2а-ж, На диаграмме фиг. Зз показан строб дешифратора 7 и усилителя 9; на диаграмме фиг. Зи - строб дешифратора. 6 и усилителя 8, на диаграммах 4н1г,3к-н- импульсы на выходах дешифратора 1; на диаграммах фиг. Зо-с - импульсы на выходах дешифратора 6. Содержание временных диаграмм фиг, 3т и фнг, 2л фиг. ЗУ и фиг. 2к совпадает. На фиг. Зф показаны сигналы стробирования на вьпсоде элемента И 24, на фиг. 3ц - сигнал на выходе триггера 27,

По окончании цикла счета счетчика 11 (фиг. Зд,е) на выходе 2 возникает перепад иэ 1 в О (фиг. Зж), который запускает одновибратор 16. Сформированный одновибратором импульс (фиг. 3ч) через элемент ИЛИ 19 (фиг. Зш) поступает на вторые входы триггеров 26 и 27, устанавливая их в состояние О. В результате устрой ство переходит в исходное состо яние и ввод информации вьшолняется по временной диаграмме фиг. 2. Такое включение триггеров 26 и 27 позволяет исключить срабатыв.ание устройства при ложных срабатьтаниях приемного трак- ;та по горизонтальным каналам (фиг.З, участок II) и увеличить, таким образом, помехоустойчивость устройства.

Таким образом, предлагаемре уст- ройство обеспечивает ввод координат точки (знака), расположенной на координатной поверхности, при этом за счет реализации развертки цель1ми строками и столбцами излучающих эле- ментов максимальное время задержки от момента установки указанного элемента на координатной поверхности до появления на выходе устройства кода координат этой точки (знака) можно определить по формуле

t -Т-то+Т-п-Т(т+п),

где t V - время задержки информации в

предлагаемом устройстве; Т - период частоты развертки на

входе счетчика 21; п - число столбцов матрицы; m - число строк матрицы. Отсюда следует, что быстродейст- вие предлагаемого устройства по сравнению с устройством-прототипом выше в Tj mj;n2.

t T(m+n) m+n P

Срабатывание дешифраторов 6 и 7

(фиг. 2в) а следовательно, и облучения приемников групп 3 и 4 позволило исключить в фотоприемниках, соседних с облучаемым, процесс насыщения, который приводит к временной потере чувствительности соседних каналов.

Использование исследовательной развертки по координатам уменьшает вероятность ложного срабатывания устройства и исключает явление перекрест ной модуляции, свойственное прототипу. Введение строгой очередности записи информации в регистры 15 и 14 повьш1ает помехозащищенность (фиг. 2,

участок II) информации, формируемой в устройстве. Вероятности возникновения сбоя в устройстве-прототипе и предлагаемом устройстве определяются по формулам, которые отражают способы формирования развертки и формирования выходной информации в рассматриваемых устройствах:

р„.1-а-р.)-:

р .-2 РЛ U - РО - n+m

где Р - вероятность лоясного ввода

информации устройства-прототипа;Р - вероятность ложного ввода

информации предлагаемого устройства;Р - вероятность возникновения

сигнала помехи в одном канале приемно-передающего тракта. I

В таблице приведены результаты вычисления вероятностей для различных значений Р для координатной матрицы , .

О

5

0

5

Для координатной матрицы с и вероятность ложного срабатывания уменьшается в 60 раз, причем в 15 раз за счет применения последова- тельной развертки по всем координатам, в 4 раза за счет введения очередности записи информации дпя матрицы 10 30, при этом, чем больше отношение ш/п, тем больше величина, получаемая за счет введения очередности записи информации.

Кратность помехи, возникающей при неточной установке указательного эле- мента и фильтруемой в цикле ввода кода строки, определяется коэффициентом пересчета счетчика 33,

Сочетание световой индикации элементов клавиатуры со звуковой индикацией группы элементов повышает достоверность вводимой информации, благодаря обеспечению возможности контроля оператором своих действий на клавиатуре ввода информации.

Ф1/г.2.