Устройство для ввода информации Советский патент 1991 года по МПК G06F3/02 

35

I

сп

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам ввода информации, и может быть использовано в устройствах клавишного ввода данных в ЭВМ

Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства при нажатии коммутационных элементов клавиатуры с дребезгом контактов и при наличии импульсных помех; на фиг. 3 - то же, при использовании коммутационных элементов клавиатуры без дребезга контактов.

Устройство для ввода информации содержит первый 1 и второй 2 генераторы импульсов, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы И, дешифратор 6, клавиатуру 7, мультиплексор 8, первый 9 и второй 10 триггеры, первый 11 и второй 12 одновибраторы, счетчик 13, информационные выходы 14 устройства, вход 15 начальной установки устройства, вход 16 чтения информации устройства, шину 17 логической единицы устройства, выход 18 готовности устройст ва, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 одновибраторы, третий 22 и четвертый 23 триггеры, четвертый 24 и пятый 25 элементы И и элемент ИЛИ 26 и шину 27 потенциала логического нуля.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания по сигналу Сброс (сигнал начальной установки), поступающему активным нулевым уровнем (фиг. 2а и фиг. За) на вход 15 начальной установки устройства и далее на первый вход установки (R-вход) первого триггера 9си на второй вход установки (R-вход) четвертого триггера 23 с первого входа третьего элемента И 5 на его выход и далее на первый вход установки (R-вход) второго триггера 10, а с второго входа четвертого элемента И 24 на его выход и далее на первый вход установки (S-вход) третьего триггера 22, устанавливает первый 9, второй 10 и четвертый 23 триггеры в нулевое состояние (фиг. 2Ь9 d и фиг. ЗЬ„ d), а третий триггер 22 - в единичное состояние.

При этом сигнал единичного уровня с прямого выхода третьего триггера 22 поступает на второй вход установки (S-вход) первого триггера 9 ч раэре

0

5

0

5

0

5

0

45

50

5

шает его работу. При установке третьего триггера 22 в единичное состояние может произойти запуск четвертого од- новибратора 20, его выход сначала перейдет в нулевое, а затем в единичное состояние. Перепад из уровня логического нуля в уровень логической единицы поступает через второй вход пятого элемента И 25 на вход стробирования первого триггера 9. Однако первый триггер 9 остается в нулевом состоянии, так как в момент записи на его информационном входе присутствует уровень логического нуля. На втором входе пятого элемента И 25 в этот момент находится уровень логической единицы. Сигналь инверсных выходов первого 9 и второго 10 триггеров, поступая соответственно на второй и третий Входы первого элемента И 3 единичным уровнем, разрешают прохождение импульсов первого генератора 1 импульсов через первый элемент И 3, с его выхода на вход счетчика 13, одни из выходов которого управляют работой мультиплексора 8, а другие подключены к входам дешифратора 6. При этом производится опрос каждого коммутационного элемента (не показаны) клавиатуры 7,

а сигнал с инверсного выхода второго триггера 10, поступая на выход 18 готовности устройства единичным уровнем, свидетельствует о том, что ни один коммутационный элемент клавиатуры 7 не нажат. Нулевой сигнал с прямого выхода первого триггера 9 поступает на второй генератор 2 импульсов и запрещает его работу. Выход второго генератора 2 импульсов находится в единичном состоянии, выход второго одновибратора 12 также находится в единичном состоянии, разрешая прохождение импульсов через второй элемент И 4.

При появлении помехи на информа1- ционных входах мультиплексора 8 и далее на его выходе (фиг, 2е) импульсом нулевого уровня и далее на входах первого 11, третьего 19 одно- вибраторов, на первом установочном входе (S-входе) четвертого триггера 23 и на первом входе элемента ИЛИ 26 происходит следующее. По перепаду из уровня логической единицы в уровень логического нуля сигнала на выходе мультиплексора 8 (фиг.2е) происходит запуск третьего одновибратора 19, на выходе которого вырабаты5 16

вается отрицательный импульс (фиг.2О а по перепаду из нулевого в единичный уровень запускается первый одновибра- тор 11, на выходе которого также вырабатывается отрицательный импульс (фиг. 2q) большей длительности, чем на выходе третьего одновибратора 19. При этом уровень логического нуля импульса, поступающего с выхода мультиплексора 8 на пер.вый установочный вход (S-вход) четвертого триггера 23, устанавливает четвертый триггер 23 в единичное состояние (фиг. 2Ъ)5 Далее положительный перепад на выходе третьего одновибратора 19 (фиг. 2f), поступая на вход стробирования третьего триггера 22, пытается установить его в нулевое состояние, так как на его информационном входе имеется уровень шины 27 потенциала логического нуля устройства. Однако установка в нулевое состояние не происходит, так как третий триггер 22 зажат по первому установочному входу (S-входу) уровнем логического нуля, поступающего с выхода первого одновибратора 11 через четвертый элемент И 24. Затем положительный перепад на выходе первого одновибратора 11 (фиг. 2q) поступает на вход стробирования четвертого триггера 23 и, так как на его первом установочном входе (S-входе) присутствует уровень логической единицы (фиг. 2е), он сбрасывает четвертый триггер 23 в уровень логического нуля. Так как на выходе элемента ИЛИ 26 уровень логической единицы (фиг. 2h) не изменяется, то запуска пятого одновибратора 21 не происходит на его выходе сохраняется уровень логической единицы (фиг. 2k). Таким образом, первый триггер 9 не переключается, а его прямой и инверсный выходы остаются в исходном состоянии. Импульс помехи, возникший в то время, когда ни один коммутационный элемент клавиатуры 7 не нажат, не вызывает запроса на обслуживание с выхода 18 готовности устройства, который остается в исходном единичном состоянии.

При нажатии одного из коммутационных элементов клавиатуры 7 в момент, когда код на выходе счетчика 13 соответствует коду вводимого в ЭВМ символа, на выходе мультиплексора 8 появляется сигнал, который является нестационарным из-за наличия дребезга контактов нажатого коммутационного

0

5

0

2456

элементл. По приходу первого нулевого уровня дребезга сигнала на выходе мультиплексора 8 (фиг. 2е) четвертый триггер 23 устанавливается в единичное состояние (фиг.2Ъ), единичный уровень сигнала с его прямого выхода поступает на информационный вход первого триггера 9. Первым отрицательным перепадом сигнала с выхода мультиплексора 8 (фиг. 2е) запускается третий одновпбратор 19 и затем многократно повторно перезапускается (фиг. 2f) каждым отрицательным перепадом этого сигнала, первым положительным перепадом запускается первый одновибратор 11, а затем также многократно повторно перезапускается (фиг. 2q). Если поступает второй импульс с выхода мультиплексора 8 (фиг. 2е), то значит это дребезг контактов нажатого коммутационного элемента, а не помеха. Так как выход первого одновибратора 11 уже установился в уровень логического нуля

5 (фиг. 2q), то на выход элемента ИЛИ 26 поступает сигнал с его первого входа (фиг. 2h). Первым отрицательным перепадом этот сигнал запускает пятый одновибратор 21 и многократно повторно перезапускает его. На выходе пятого одновибратора 21 вырабатывается отрицательный импульс (фиг. 2k), длительность которого больше длительности отрицательных импульсов первого 11 и третьего 19 одновибраторов. Далее положительный перепад отрицательного импульса выхода третьего одновибратора 19 (фиг. 2f) поступает на вход стробирования третьего триггера 22 и пытается установить его в нулевое состояние, но третий триггер 22 зажат по первому установочному входу (фиг. 2q) и его переключения не происходит. Затем положительный перепад отрицательного импульса (фиг. 3q) на выходе первого одновибратора 11 пытается установить четвертый триггер 23 в нулевое состояние, но он зажат уровнем логического куля, установившегося на его первом входе установки (S-входе). Длительность отрицательных импульсов на выходах третьего 19, первого 11, пятого 21 одновибраторов устанавливается больше времени дребезга контактов коммутационных элементов клавиатуры 7, причем длительность третьего одновибратора 19 меньше длительности первого одновибратсра 11, длительность которого меньше длительнос0

5

0

5

0

5

тк отрицательных импульсов пятого од- новибратора 21. Одновременно с установкой в единичное состояние выхода первого одновибратора 11 устанавливается в единичное состояние выход элемента ИЛИ 26 (фиг. 2h). Далее положительный перепад отрицательного импульса на выходе пятого одновибратора 21 (фиг. 21с) через первый .вход пятого элемента И 25 и его выход поступает на вход стробирования первого триггера 9, так как на его информационном входе установлен уровень логической

16192458

информации устройства (при этом сигнал на входе 15 начальной установки и далее на первом входе третьего элемента И 5 имеет единичный уровень) поступает через третий элемент И 5 на первый вход установки (R-вход) второго триггера 10, второй триггер 1Q устанавливается в нулевое состояние и единичным сигналом инверсного выхода снимает сигнал готовности с выхода 18 готовности, подготавливает разрешение прохождению импульсов первого генератора 1 импульсов через первый

10

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам ввода информации, и может быть использовано в устройствах клавишного ввода информации в ЭВМ. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства. Устройство для ввода информации содержит первый 1 и второй 2 генераторы импульсов, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 24 и пятый 25 элементы И, дешифратор 6, клавиатуру 7, мультиплексор 8, первый 9, второй 10, третий 22 и четвертый 23 триггеры, первый 11, второй 12, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 одно- вибраторы, счетчик 13 и элемент ИЛИ 26 с соответствующими связями. В устройстве для ввода информации повышена помехозащищенность благодаря исключению ложных срабатываний от помех, возникающих в момент, когда коммутационный элемент клавиатуры 7 не нажат, что позволяет повысить надежность систем, в которых используется устройство. 3 ил. -/4 е 58 С/)

единицы (фиг. 2Ь), устанавливает пер- ,,- элемент И 3. По окончанию сигнала

вый триггер 9 в единичное состояние (фиг. 2d), Сигнал с инверсного выхода первого триггера 9 нулевым уровнем запрещает прохождение импульсов генератора 1 импульсов на счетчик 13 че- „ уез первый элемент И 3 и фиксирует код вводимого в ЭВМ (не показана) символа, а прямой выход первого триггера 9 по перепаду из нулевого в единичный уровень сигнала, поступающего 25 через второй элемент И 4 на вход стробирования второго триггера 10, устанавливает второй триггер 10 в единичное состояние, выставляет с его и переходу его в единичное с тояние код нажатого коммутационного элемента фиксируется в ЭВМ. Если ко мутационный элемент не отжат, то вт рой генератор 2 импульсов через вто рой одновибратор 12 и второй элемен И 4 вновь устанавливает второй триг гер 10 в единичное состояние, выста ляет сигнал готовности нулевым уров нем на выход 18 готовности устройст и запрещает работу первого элемента И 3.

Если коммутационный элемент нажа и на информационном входе мультипле

версного выхода активный нулевой УР° 30 сора & через который производится

35

вень сигнала готовности на выход 18 готовности устройства и, поступая на третий вход первого элемента 3 И, дополнительно запрещает прохождение через него импульсов первого -генератора 1 импульсов.

Единичный уровень сигнала прямого выхода первого триггера 9 разрешает работу второго генератора 2 импульсов, выход которого сначала переходит из AQ единичного состояния в нулевое, а затем по переходу из нулевого состояния в единичное запускает второй одновибратор 12, на выходе которого формируется короткий отрицательный импульс, по положительному перепаду которого, поступающему через второй элемент И 4 на вход стробирования второго триггера 10, подтверждается (или устанавливается вновь) единичное состояние второго триггера 10, нулевой уровень инверсного выхода которого свидетельствует о необходимости очередного ввода кода нажатого коммутационного элемента , клавиатуры 7. Как только ЭВМ производит ввод кода и выдает на вход 16 чтения информации активный нулевой уровень сигнала Ввод - сигнал чтения

45

50

опрос этого нажатого коммутационног элемента, прошла импульсная помеха, то на выходе мультиплексора 8 эта п меха может быть замечена (фиг. 2е). По положительному перепаду импульса помехи (фиг. 2е) запускается первый одновибратор 11, на его выходе выра батывается отрицательный импульс (фиг. 2q), ,a по отрицательному пере паду импульса помехи запускается тр тий одновибратор 19, на его выходе вырабатывается тоже отрицательный и пульс (фиг, 2f), положительный пере пад которого должен прийти раньше п ложительного перепада импульса выхо первого одновибратора 11. В момент перехода сигнала выхода мультиплексора 8 (фиг. 2е) в нулевое состояни и когда на выходе первого одновибра тора 11 уже установлен уровень логи ческого нуля, выход элемента ИЛИ 26 также переходит в нулевое состояние (фиг. 2h) и отрицательным перепадом запускает пятый одновибратор 21, на выходе которого формируется отрицательный импульс (фиг, 2k). Далее по положительному перепаду отрицательн го импульса выхода третьего одновиб ратора 19 (фиг. 2f) производится

элемент И 3. По окончанию сигнала

Ввод и переходу его в единичное состояние код нажатого коммутационного элемента фиксируется в ЭВМ. Если коммутационный элемент не отжат, то второй генератор 2 импульсов через второй одновибратор 12 и второй элемент И 4 вновь устанавливает второй триггер 10 в единичное состояние, выставляет сигнал готовности нулевым уровнем на выход 18 готовности устройства и запрещает работу первого элемента И 3.

Если коммутационный элемент нажат и на информационном входе мультиплек5

Q

5

0

опрос этого нажатого коммутационного элемента, прошла импульсная помеха, то на выходе мультиплексора 8 эта помеха может быть замечена (фиг. 2е). По положительному перепаду импульса помехи (фиг. 2е) запускается первый одновибратор 11, на его выходе вырабатывается отрицательный импульс (фиг. 2q), ,a по отрицательному перепаду импульса помехи запускается третий одновибратор 19, на его выходе вырабатывается тоже отрицательный импульс (фиг, 2f), положительный перепад которого должен прийти раньше положительного перепада импульса выхода первого одновибратора 11. В момент перехода сигнала выхода мультиплексора 8 (фиг. 2е) в нулевое состояние и когда на выходе первого одновибратора 11 уже установлен уровень логического нуля, выход элемента ИЛИ 26. также переходит в нулевое состояние (фиг. 2h) и отрицательным перепадом запускает пятый одновибратор 21, на выходе которого формируется отрицательный импульс (фиг, 2k). Далее по положительному перепаду отрицательного импульса выхода третьего одновибратора 19 (фиг. 2f) производится

9161

попытка установить третий триггер 22 в нулевое состояние, зажатый по S-вхо- ду. Затем положительный перепад отрицательного импульса выхода первого одновибратора 11 (Лиг. 2q) также производит попытку установить четвертый триггер 23 в нулевое состояние, зажатый уровнем логического нуля по S-входу. Затем положительный перепад отрицательного импульса выхода пятого одновибратора 21 (фиг, 2k) дублирует запись единичного состояния первого триггера 9. Такая помеха также не изменяет правильность многократного ввода информации и не останавливает его.

По отпусканию (отжатию) коммутационного элемента на выходе мультиплексора 8 (фиг. 2е) появляется дребезг. По первому положительному перепаду дребезга запускается первый одно- вибратор 11, а по первому отрицательному перепаду запускается третий одно- вибратор 19 (первьй 11, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 одновибрато- ры выполнены по схеме с повторным запуском), Положительный перепад отрицательного импульса на выходе третьего одновибратора 19 (фиг. 2f) пытается установить третий триггер 22 в нулевое состояние, зажатый нулевым уровнем по S-входу (Лиг. 2q). Положи- тельный перепад отрицательного импульса на выходе первого одновибратора 11 (фиг. 2q) устанавливает четвертый триггер 23 в нулевое состояние (фиг. 2Ь), так как на его S-входе установился уровень логической единицы (Лиг. 2е).

I Кроме того, первый отрицательный

перепад выхода элемента ИЛИ 26 запускает пятый одновибратор 21 и положительный перепад отрицательного импульса на его выходе устанавливает первый триггер 9 в нулевое состояние (фиг. 2d). Первый триггер 9 нулевым уровнем сигнала прямого выхода запрещает работу второго генератора 2 импульсов и второго элемент И 4, а единичным уровнем сигнала инверсного выхода, если произведен ввод информации и снят нулевой уровень сигнала готовности на выходе 18 готовности, разрешает прохождение- импульсов первого генератора 1 импульсов через первьй элемент И 3 на вход счетчика 13, а в случае, если ввод данных не произведен и не снят, нулевой уровень

5Ю

сигнала готовности с выхода 18 готовности лишь подготавливает разрешение прохождения импульсов первого генератора 1 импульсов через первый элемент И 3, на третий вход которого с инверсного выхода второго триггера 10 поступает запрещающий нулевой уровень до тех пор, пока не будет произведен

ввод информации в ЭВМ.

Работа устройства для ввода информации при отсутствии дребезга контактов коммутационных элементов отличается в том, что исходное состояние

устанавливается аналогично описанному (фиг. За, Ь, с, d). Затем по срабатыванию коммутационного элемента выход мультиплексора 8 переходит в нулевое состояние (фиг. Зе), устанавливает

0

четвертый триггер 23 в единичное сос тояние (фиг. ЗЬ) и запускает третий одновибратор 19, на выходе которого вырабатывается отрицательный импульс (фиг. 3f). Положительный перепад это5 го импульса устанавливает в нулевое состояние выход третьего триггера 22 (фиг. Зс), нулевой уровень сигнала которого зажимает по S-входу первый триггер 9 и устанавливает его в едио ничное состояние (фиг. 3d) . Далее

работа устройства по считыванию и фиксации информации в счетчике 13 аналогична описанной.

При размыкании коммутационного эле мента на выходе мультиплексора 8 появляется перепад в единичное состояние (фиг. Зе). Он запускает первый одно- вибратор 11, а на его выходе появляется отрицательный импульс (фиг. 2q).

Q Этот импульс устанавливает по S-входу третий триггер 22 в единичное состояние и его прямым выходом разрешает работу первого триггера 9 (фиг. Зс) и перепадом в уровень логической едини5 ЦЫ запускает четвертый одновибратор 20 (фиг. 21), на выходе которого вырабатывается отрицательный импульс. Положительный перепад отрицательного импульса выхода первого одновибратора 11

o (фиг. 2q) устанавливает в нулевое состояние четвертый триггер 23 (фиг. 2Ь), прямой выход которого поступает на информационный вход первого триггера 9. Положительный перепад импульса на выходе четвертого одновибратора 20 (длительность отрицательного импульса на выходе четвертого одно- вибратора 20 больше длительности отрицательного импульса на выходе первого

1116192

одновибратора вместе с временем срабатывания четвертого триггера 23) поступает на вход стробирования первого триггера 9 и устанавливает его в нулевое состояние. В остальном работа устройства при отсутствии дребезга контактов аналогична приведенному выше описанию.

Таким образом, повышение помехозащищенности достигается за счет исключения ложных срабатываний устройства от помех, что позволяет повысить его надежность и исключить ошибочный ввод информации.

10

15

ормула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее первый и второй генераторы импульсов, первый, второй и третий элементы И, дешифратор, счетчик, клавиатуру, мультиплексор, первый и второй триггеры, первый и второй одновиб раторы, выход первого генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, адресными входами мультиплексора являются информационные выходы устройства, выходы дешифратора соединены с входами клавиатуры, выходы которой соединены с информационными входами мультиплексора, выход которого соединен с входом первого одновибратора, вход сброса первого триггера и первый вход третьего элемента И являются входом начальной установки устройства, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И, а прямой выход соединен с первым входом второго элемента И и входом второго генератора импульсов, выход которого подключен к входу второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с син12

0

5

0

5

0

5

0

5

хровходом второго триггера, вход сброса которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого является входом чтения информации устройства, установочный и информационный входы второго триггера подключены к шине логической единицы, выход второго триггера соединен с третьим входом первого элемента И и является выходом готовности устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него введены третий, четвертый и пятый одновибраторы, третий и четвертый триггеры, четвертый и пятый элементы И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом пятого одновибратора, выход мультиплексора соединен с входом третьего одновибратора, установочным входом черветого триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, первым входом четвертого элемента И и син- хровходом четвертого триггера, информационные входы третьего и четвертого триггеров подключены к шине логического нуля, вход сброса четвертого триггера и второй вход четвертого элемента И соединены с входом сброса первого триггера, выход пятого одно- вибратора соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с синхровходом первого триггера, информационный вход которого соединен с выходом четвертого триггера, выход третьего триггера соединен с установочным входом первого триггера и входом четвертого одновибратора, выход которого, соединен с вторым входом пятого элемента И, вход сброса третьего триггера подключен к шине логической единицы, выход третьего одновибратора соединен с синхровходом третьего триггера, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И.

ЯС. м

Ёних,

la

,d i

Фиг. 5

Фиг. 2