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

сд ю

со

ГчЭ

(риг.1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ручного ввода информации в ЭВМ.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет фор мирования позиционных кодов одновре менно нажатых функциональных клавиш.

На фиг. показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 - пример конкретной технической реализации (принципиальная схема) устройства.

На фиг. 1 обозначены генератор i импульсов, счетчик 2, выходы 3 двоичного кода устройства, дeQJифpaтop 4, емкостная матричная клавиатура 5, первый мультиплексор 6, формирователь 7 строба, строби- рующий выход 8 устройства, второй м. 1Ь- типлексор 9, пороговый усилитель 10, де- мультиплексор 11, интегратор-формирователь 12, выходы 13 позиционного кода устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы (фиг. 2а) с выхода генератора поступают на тактовый вход счетчика 2. Младшие разряды кода счетчика 2 дегпифратора 4 преобразуются в импу;пз- сы опроса строк клавиатуры 5. При этом фронт выходного сигнала дешифратора задержан относительно фpoнta и.м пульса генератора 1 на время т:. :р, определяемое задержкой счетчика 2 и дешифратора 4. Выходные сигпалы клавиатуры 5 образуются в результате дифференцирования выходных импульсов дешифратора 4. Отношение емкостей датчика при нажатой клавише и к паразитной емкости датчика опредеклавиатур 1)1 Г1ервой

.ляет помехоустойчивость (фиг. 2а).

Сигналы с выходов столбцов группы клавиатуры 5 подаются на информационные входы мультип; ексора 6, который поочередно выбирает один из 2 столбцов. ( с выхода мультиплексора 6 подается на вход формирователя 7. Импульс на выходе 8 формирователя 7 {фиг. 2г) может быть использовап для занесения двоичного («+/.))-разрядного кода в буферное устройство (ОЗУ, регистр и т.д.). Второй муль- тип. 1ексор 9 выбирает поочередно, в соответствии с установившимся на адресных входах кодом, один из 2 выходов столбцов второй группы клавиатуры 5. Импульсный сигнал с выбранного столбца подается на вход порогового усилителя 10. При превышении уровня опорного напряжения на выходе порогового усилителя 10 (а это происходит в момент опроса датчика нажатой клавиши) формируется импульс длительности т„ (фиг. 2г). Длительность т„ обусловлена временем превышения импульсным сигналом уровня опорного напряжения и

определяется постоянной

, где R,i.

0

0

5

0

5

0

0

5

входное сопротивление порогового усилителя. Для фиксации по крайней мере двух одновременно нажатых клавиш необходимо выполнить условие

Т 1

где Т - период следования импульсов oii|)oса (фиг. 2а).

Импульсная последовательность с выхода порогового усилителя 10, синхронная с импульсным генератором 1, поступает на вход демультиплексора 11. В соответствии с кодом нажатой клави1пи на со- ()тветствую цем выходе .пему.1ьтиплексора появится импульсная последовательность (фиг. 2,) с периодом следования 1. Т.,

Импульсная последовательность с выхода демультиплексора И поступает на выходной фор.мирователь 12, который интегрирует входную последовательность, причем постоянная интегрирования до;1жна быть больц е периода Тл , а также больше времени дребезга при нажатии и отпускании клавиши.

Таким образом, испо;1ьзуя единую матрицу емкостных датчиков, на выходе пред- лагае.мого устройства можно сформировать двоичный код со стробирующим сигналом от первой группы к, 1авиш и позиционный код для второй функциональной группы клавип, причем возможна фиксация по мере двух одновременно нажатых клавип второй группы.

Устройство ввода информации емкост- Hoi o типа может быть выпо,1нено, например, как показано на фиг. 3.

енератор I выполнен на триггерах Шмидта Д1.1 и Д1.2 и генерирует частоту 100 кГц. Счетчик 2 выполнен на синхронных последовательно соединенных счетчиках Z16, Д7, формирующих 6-разряд: 1ый двоичный информационный К(.)д. Стробируе- мый дешифратор 4 реализован на ИМС ДЗ, на управляющие входы которого поданы 3 младишх разряда двоичного кода, позволяющего стробировать строк емкостной матрицы 5. Емкостная матрица 5 имеет 8 строк и может иметь до 8 столбцов первой группы клавиш и до 8 столбцов второй группы клавиш. Первый мультиплексор реализован на триггере Д2, на у 7равляю- щие входы которого подано три старших разряда двоичного кода, позволяющих выбирать до 2-8 столбцов первой группы Клавиш. Формировате,аь 7 стробирующего импульса реализован на усилителе I Т1 и компараторе Д8. Уровень порогового напряжения подбирается сопротивлением Р5, а уровень выходного сигнала стробирова- .ния 8 соответствует логическим уровням

ТТЛШ-логики. Второй мультиплексор 9 реализован аналогично первому на ИМС Д4 и также позволяет выбирать до столбцов второй группы клавиш. Пороговый усилитель 10 реализован аналогично формирователю 7 стробирующего импульса. Демультиллексор 11 реализован на основе стробирующего дешифратора Д5, имеющего 8 выходных каналов. Наращивая демульти- плексор 11, можно получить до .64 каналов в варианте конкретной реализации. Выходной формирователь 12 состоит из интегратора, построенного на транзисторе VT3, конденсаторе С4, сопротивлении Рб, и копаратора уровня Д9, формирующего выходной сигнал. В исходном состоянии емкость С4 заряжена до напря/хения питания и на выходе компаратора, имеющего порог срабатывания к отпускания 2,5 В для ИМС серии КМОП К561ЛН2, присутствует уровень «О. При поступлении отрицательного импульса транзистор VT3 открывается и конденсатор С4 разряжается через открытый транзистор до напряжения 0,4 - 0,5 В. По окончании импульса конденсатор начинает заряжаться через резистор Р6. Время заряда определяется постоянной заряда . Входным сопротивлением компаратора, выполненного на КМОП ИМС, можно пренебречь, так как оно 5 МОм. В примере конкретной реализации кОм, нФ, мс. Период же следования импульсов 10 мкс, а время защиты от дребезга контактов 1-2 .мс. В варианте конкретной реализации при нажатии клавиши на входе соответствующего компаратора уровень сигнала не превышал 0,7-0,8 В, что воспринималось как «О, и на выходе формирователя устанавливался уровень «1. Аналогично построены все выходные формирователи. В качестве основной элементной базы выбраны ИМС средней степени интеграции с диодами Шоттки серии К555. Первый и второй мультиплексор, компараторы уровня в выходных формирователях реализованы на

КМОП ИМС серии К561. Транзисторы типа КТ3102Б, транзисторы VT3-VT10 типа КТ3107И.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, счетчик, первый мультиплексор, емкостную матричную клавиатуру и формирователь строба,

выход которого является стробирующим выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с тактовы.м входом счетчика, выходы которого ярляются выходами двоичного кода устройства, выходы старших разрядов счетчика соединены с адресными входами первого мультиплексора, выход которого соединен с входом формирователя строба, выходы столбцов первой группы емкостной матричной клавиатуры соединены с информационными входами первого мультиплексора, отличающееся тем, что, с целью расширения области при.менения устройства за счет формирования позиционных кодов одновременно нажатых функциональных клавиш, устройство содержит дешифратор, второй мультиплексор, пороговый

усилитель, демультиплексор и интегратор, выходы которого являются выхода .ми позиционного кода устройства, выходы младших разрядов счетчика соединены с информационными входами дешифратора, выходы которого соединены с входами строк емкостной .матричной клавиатуры, строби- рующий вход дешифратора объединен с тактовым входом счетчика, выходы столбцов второй группы емкостной матричной клавиатуры соединены с информационными входами второго мультиплексора, адресные входы которого объединены с адресными входами демультиплексора и адресными входами первого .мультиплексора, выход второго мультиплексора соединен с входом порогового усилителя, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора, выходы которого соединены с входа.ми интегратора.

y&-n JTJi ;--ij;Tj-i

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для ручного ввода информации в ЭВМ. Целью изобретения является расширение области применения устройства. Устройство содержит генератор импульсов 1, счетчик 2, первый мультиплексор 6, емкостную матричную клавиатуру 5, формирователь строба 7, дешифратор 4, второй мультиплексор 9, пороговый усилитель 10, демультиплексор 11, интегратор-формирователь 12. При помощи первой группы клавиш формируется двоичный информационный код, а при помощи второй группы клавиш - позиционный код. Устройство позволяет фиксировать одновременное нажатие по меньшей мере двух функциональных клавиш второй группы. 3 ил.