Устройство для ввода координат в ЭВМ Советский патент 1992 года по МПК G06F3/33 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ввода команд координат от датчиков перемещения манипулятора мышь в ЭВМ с использованием последовательного интерфейса обмена.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2, 3 приведены функциональные схемы селектора перемещений и селектора команд.

Устройство содержит (фиг. 1) первый и второй селекторы перемещений 1, 2, селектор команд 3, первый и второй регистры сдвига 4, 5, первый и второй реверсивные счетчики координат б, 7, третий регистр сдвига 8, триггеры 9, 10, элементы ИЛИ-НЕ 11, элементы t/1-HE 12, ИЛИ 13. триггеры 14, 15, элемент И 16, генератор тактирующих импульсов 17, первый и второй делители частоты 18,19иусилитепь20 Каждый селек-- тор перемещений 1,2 содержит (фиг. 2) формирователи импульсов 21, 22, элементы НЕ 23, 24, триггеры 25-32 и элементы И-НЕ

33-38. Селектор команд содержит (фиг, 3) элементы НЕ 39, 40, триггеры 41-44 и элемент ИЛИ-НЕ 45. Устройство для ввода координат в ЭВМ содержит первый и второй селекторы перемещений 1,2, первый и второй реверсивные счетчики крординат 6, 7, генератор тактирующих импульсов 17, первый и второй делители частоты 18,19, селектор команд 3, с первого по четвертый - триггеры, элемент ИЛИ-НЕ 11, элемент И- НЕ 12, элемент ИЛИ 13 и элемент И 16, первые и вторые информационные входы первого и второго селектора перемещений 1. 2 являются входами устройства для подключения к соответствующим датчикам перемещений, выход генератора тактирующих импульсов 17 соединен с информационным входом первого делителя частоты 18, выход которого соединен с информационным входом второго делителя частоты 19, введены первый, второй и третий регистры сдвига 4, 5 и 8, последовательный выход которого является выходом устройства, выходы признака направления перемещения первого и второго селекторов перемещений 1, 2 соеVI

00

со ел о

00

инены с входами управления направленим счета первого и второго реверсивных четчиков координат 6, 7 соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами параллельного информаци- 5 онного входа третьего регистра сдвига 8, выходы стробирования перемещений первого и второго селекторов перемещений 1, соединены d входами установки первого и второго триггеров и с входами разрешения Ю сдвига первого и второго регистров сдвига 4, 5 соответственно, выходы первых разрядов которых соединены с счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков координат 6, 7 соответственно, а выходы 15 третьих разрядов с входами сброса первого и второго селекторов перемещений 1, 2 со- ответственно, вход команд устройства соединен с информационным входом селектора команд 3 и с соответствующими 20 входами параллельного входа третьего регистра сдвига 8, выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ 11, выход которого и выход селектора команд 3 соединены 25 с первым и вторым входами элемента И-НЁ 12, выход которого соединен с информационным выходом третьего триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ 13, первый вход которого зо соединен с выходом четвертого триггера, выход третьего триггера соединен с входом установки четвертого триггера и с первым входом элемента И 16, выход которого соединен с входами сброса первого и второго 35 реверсивных счетчиков координат 6, 7, первого, второго и третьего триггеров и селектора команд 3, выход четвертогб триггера соединен с вторым входом элемента И 16, с входом режима рараллельный/последова- п тельный третьего регистра сдвига 8 и с° входом разрешения второго делителя частоты 19, выход которого соединен с входом сброса четвертого триггера, выход генератора тактирующих импульсов 17 соединен с дс тактирующими входами первого и второго регистров сдвига 4, 5, выход первого и второго делителя частоты 18, 19 соединен с тактирующим входом третьего регистра сдвига 8 и вторым входом второго элемента п И-НЕ 11, соответствующие входы параллельного информационного входа третьего регистра сдвига в соединены с входами логических нуля и единицы устройства. Кроме того, каждый селектор перемещений 1,2 содержит первый и второй формирователи импульсов 21.22, первый и второй элементы НЕ 23, 24, с первого по восьмой триггеры 25-32 и с первого по шестой элементы И-НЕ 33, 38, входы первого и второго формирова55

5 0 5 о 5 п с п

5

телей импульсов 21, 22 являются первым и вторым информационными входами селектора соответственно, выход первого форми- рователя импульсов 21 соединен с информационным входом первого триггера и с входами синхронизации третьего и четвертого триггеров и через первый элемент НЕ 23 с информационным элементом седьмого триггера и входами синхронизации пятого и шестого триггеров, выход второго формирователя импульсов 22 соединен с информационным входом третьего триггера и с входами синхронизации первого и второго триггеров и через второй элемент НЕ 24 (с информационным входом пятого триггера и с входами синхронизации седьмого и восьмого триггеров, информационные входы и входы сброса второго, четвертого, шестого и восьмого триггеров соединены с входом логической единицы устройства и с входом сброса селектора соответственно, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым входами первого элемента И-НЕ 33, инверсный выход третьего и прямой выход четвертого триггеров соединены с первым и вторым входами второго элемента И-НЕ 34, инверсный выход пятого и прямой выход шестого триггеров соединены с первым и вторым входами третьего элемента И-НЕ 35. прямые выходы седьмого и восьмого триггеров соединены с первым и вторым входами четвертого элемента И-НЕ 36, выходы с первого по четвер тый элементов И-НЕ 33-36 с первого по четвертый с входами пятого элемента И-НЕ 37, выход которого является выходом признака направления перемещения селектора, инверсные выходы второго, четвертого, шестого и восьмого триггеров соединены с входами с первого по четвертый шестого элемента И-НЕ 38, выход которого является выходом стробирования перемещения селектора, В качестве входных сигналов устройства используются сигналы от оптических или механических датчиков перемещения по координатам х и у, которые вырабатывают по каждой координате две сдвинутые по фазе и перекрывающиеся последовательности импульсов. Каждый Фронт обеих последовательностей дает единицу отсчета перемещения, а относительная фаза - направление перемещения. Кроме того, для формирования команд ис- прльзуются сигналы, например, от кнопок (в приведенной реализации сигналы К1 и К2). Дребезг контактов при использовании механических датчиков перемещения по координатам и кнопок может устраняться с помощью интегрирующих цепочек и других схем подавления дребезга контактов. В

дальнейшем при описании устройства считается, что по входным сигнЖЙм, поступающим на информационные входы устройства, дребезг устранен.

Устройство подключается к ЭВМ через последовательный интерфейс Стык-2 /Р5- 232/, который широко распространен в современных микро-ЭВМ. Устройство передает в ЭВМ сформированные команды и относительные перемещения, характеризующие местоположение манипулятора мышь. В исходном состоянии, в котором манипулятор мышь неподвижен и кнопки команд не нажаты, сигналы на информационных входах селекторов перемещений 1,2 и команд 3 отсутствуют. На выходах строби- рования перемещения селекторов перемещений 1, 2 и на выходе селектора команд 3 присутствуют низкие уровни логических сигналов. Регистры сдвига 4 и 5 заблокированы этими уровнями по соответствующим входам разрешения сдвига м импульсы с генератора 17 не проходят на выходы регистров 4 и 5. Триггеры 9, 10, 14, 15 и реверсивные счетчики координат 6,7 находятся в сброшенном состоянии. В реверсивных счетчиках 6 и 7 два старших разряда используются для кодирования знака и переполнения, а младшие разряды - для кодирования модуля перемещения. Низкие уровни логических сигналов с выходов селектора команд 3 и триггеров 9 и 10 поддерживают через элементы ИЛИ-НЕ 11 и И-НЕ 12 низкий уровень на информационном входе триггера 14, поэтому стробирующие импульсы с выхода делителя частоты 18 подтверждают нулевое состояние триггера 14. Делитель частоты 19 заблокирован по входу разрешения низким уровнем логического сигнала с выхода триггера 15. Этот же сигнал поддерживает третий регистр сдвига 8 в режиме параллельный, при котором обеспечивается запись кода информационной посылки по переднему фронту сигнала с выхода делителя частоты 18. Информационная посылка может иметь следующий вид:

1100YYYYYY01100 ХХХХХХ 01101

К К Y Y X X О 1, где Y...Y, Х...Х - коды модулей перемещения по координатам Y и X; К, К - коды команд. X Y и X Y - коды знака и переполнения по координатам X и Y соответственно. С помощью фиксированного подключения соответствующих параллельных информационных входов третьего регистра сдвига 8 к входам уровней логических нуля и единицы в информационной посылке кодируются стартовые, стоповые и разделительные символы. Перемещение манипулятора мышь1 или формирование команд с помощью нажатия кнопок приводит к появлению последовательностей сигналов от 5 датчиков на информационных входах селекторов перемещений 1. 2 и/или селектора команд 3. Появление последовательной на входах селектора Т/2 приводит к формированию высокого ур овШлогического сигнала

10 на их выходах стробирования перемещения. Эти уровни устанавливаются в триггеры 9,10 в единичное состояние и на выходе элемента ИЛ И-НЕ 11, появляется низкий уровень, который формирует на выходе эле15 мента И-НЕ 12 высокий уровень. Этот уровень фиксируется в триггере 14 по фронту сигнала, приходящего с делителя частоты 18, через элемент ИЛИ 13 на вход синхронизации триггера 14. Аналогично происхо0 дит установка триггера 14 при появлении сигнала на выходе селектора команд 3. Возникновение строба высокого уровня на выходе .стробирования перемещения селектора перемещений 1 или 2 разрешает

5 сдвиг импульсов, поступающих с генератора 17 в регистрах сдвига 4 или 5. При этом импульс, появляющийся на выходе первого разряда (использован четырёхразрядный регистр с нумерацией разрядов с нулевого

Q по третий) регистра сдвига 4 или 5, изменяет состояние реверсивного счетчика координат б или 7 в зависимости от состояния их входа управления направления счета в прямом или обратном направлении счета. А имс пульс, появляющийся на выходе третьего разряда регистра сдвига 4 или 5 сбрасывает триггеры 3, 28, 30, 32 в селекторах перемещений 1 или 2 соответственно. Строб на выходе стробирования перемещения селекQ- тора перемещения 1 или 2 исчезает и соответствующий регистр сдвига 4 или 5 блокируется до появления следующего строба. Таким образом в реверсивных счетчиках координат 6 и 7 накапливаются коды

с относительных перемещений манипулятора мышь, которые по переднему фронту сигнала с выхода делителя частоты 18 записываются в третий регистр сдвига 8 Затем, как уже было описано, по фронту сигнала с вы„ хода делителя частоты 18 триггер 14 устанавливается в единичное состояние, которое вызывает установку в единичное состояние триггера 15 и формирование на его выходе сигнала ЁЫСОКОГО уровня, который

устанавливает третий регистр сдвига 8 в режим последовательный разблокирует по входу разрешения делитель частоты 19 и блокирует прохождение импульсов с выхода делителя частоты 19 через элемент ИЛИ

13 на вход синхронизации триггера 14. Тре-

тий регистр сдвига 8 начинает выдавать сформированную в нем информационную посылку на выход устройства с частотой, Формируемой делителем частоты 18. Делитель частоты 19 осуществляет деление на тридцать три, т.е. определяет длительность передачи информационной посылки. Установка триггера 15 в единичное состояние приводит к формированию в устройстве на выходе элемента И 16 переднего фронта импульса циклического сброса, который сбрасывает в нулевое состояние селектора команд 3, триггеры 9,10,14 и реверсивные счетчики координат 6 и 7. Сброс триггера 14 приводит к формированию заднего фронта импульса циклического сброса на выходе элемента И 16.

При этом во время передачи информационной посылки в реверсивных счетчиках координат 6 и 7 может накапливаться новое значение относительных перемещений, признак наличия которых в устройстве фиксируется втриггерах 9 и 10. После завершения передачи информационной посылки на выходе делителя частоты 19 формируется импульс сброса триггера 15, который устанавливается в нулевое состояние и разрешает загрузку уже подготовленной в устройстве информационной посылки в третий регистр сдвига 8 описанным выше обра- зом. Селекторы перемещений 1, 2 (фиг. 2) выполнены идентичными и работают следующим образом. Две перекрывающиеся последовательности от датчика перемещения по координате поступают на формировате- ли импульсов 21 и 22 соответственно. Каждый из этих формирователей выполнен в виде триггера Шмидта и осуществляет фильтрацию входных последовательностей. На выходах формирователей импульсов 21 и 22 и элементов НЕ 23 и 24 формируются инвертированные и неинвертированные первая и вторая последовательности, кЪторые поступают на четыре идентичных кана ла, состоящий из пар триггеров 25, 26Г27, 28, 29, 30, 31, 32. Триггеры 26, 28 30 и 32 фиксируют каждый в своем канале перемещение датчика перемещения, а триггеры 25, 26 и 27. 28 запускаются спадающими фронтами второй и первой последовательностей, поступаю- щих на информационные входы селектора перемещений. А в третьем и четвертом каналах триггеры 29, 30 и 31, 32 запускаются нарастающими фронтами первой и второй последовательностей Таким образом, четыре селектора перемещений позволяют анализировать все фронты входных последовательностей Инверсные выходы триггеров 26, 28, 30, 32 подключены к входам элемента И-НЕ 38 который выполняет

5

0 5 о 5 Q 5 п

5

логическое сложение для признаков наличия перемещения во всех каналах и формирует сигнал стробирования перемещения на одноименном выходе селектора перемещений. Как было описано выше, этот сигнал разрешает соответствующему регистру сдвига 4,5 сформировать единичное приращение для соответствующего реверсивного счетчика координат 6, 7, а затем импульс сброса триггеров 26,28,30 и 32 в селекторе перемещений 1, 2 соответственно. Подготавливая триггеры 26, 28, 30, 32 всех каналов к анализу следующего фронта поступающих последовательностей. Элв менты И-НЕ 33-37 реализуют функцию мультиплексирования сигналов с выходов триггеров 25, 27. 29, 31 на выход элемента И-НЕ 37, формирующего сигнал признака направления перемещения на одноименном выходе селектора перемещений. Сигналы, управляющие мультиплексированием, формируются на прямых выходах триггеров 26, 28, 30, 32 в каждом канале. Селектор команды 3 (фиг. 3) фиксируется нажатие или отпускание первой и второй кнопок. В зависимости от направления и изменения сигнала устанавливаются триггеры 41 и 43, либо 42 и 44 для первой и второй кнопок соответственно. Элемент ИЛИ-НЕ 45 выполняет логическое сложение сигналов, поступающих от триггеров 41-44 и формирует признак команды на выходе селектора команд, используемый для инициации передачи информационной посылки из устройства и в ЭВМ.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода координат в ЭВМ, содержащее первый и второй селекторы перемещений, первый и второй реверсивные счетчики координат, генератор тактирующих импульсов, первый и второй делители частоты, селектор команд, с первого по четвертый триггеры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, первые и вторые информационные входы первого и второго селектора перемещений являются входами устройства для подключения к соответствующим датчикам перемещений, выход генератора тактирующих импульсов соединен с информационным входом первого делителя частоты, выход которого соединен с информационным входом второго делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый, второй и третий регистры сдвига, последовательный выход которого является выходом устройства, выходы признака направления перемещения первого и второго селекторов перемещений соединены с выходами управления направления счета первого и второго реверсивных счетчиков координат соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами параллельного информационного входа третьего регистра сдвига, выходы стробирования перемещения первого и второго селекторов перемещений соединены с входами установки первого и второго триггеров и с входами разрешения сдвига первого и второго регистров сдвига соответственно, выходы перг вых разрядов которых соединены со счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков координат соответственно, а выходы третьего разряда - с входами сброса первого и второго селекторов перемещений соответственно, вход команд устройства соединен с информационным входом селектора команд и с соответствующими входами параллельного входа третьего регистра сдвига, выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого.и выход селектора команд соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным выходом третьего триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого триггера, выход третьего триггера соединен с входом установки четвертого триггера и первым входом элемента И, выход которого соединен с входами сброса первого и второго реверсивных счетчиков координат, первого, второго и третьего триггеров и селектора команд, выход четвертого триггера соединен с вторым входом элемента И, с входом режима Параллельный/последовательный третьего регистра сдвига и входом разрешения второго делителя частоты, выход которого соединен с входом сброса четвертого триггера, выход генератора тактирующих импульсов соединен с тактирующими входами первого и второго регистров сдвига, выход первого делителя частоты соединен с тактирующим входом третьего регистра сдвига и вторым входом элемента ИЛИ, соответствующие входы параллельного информационного входа третьего регистра сдвига соединены с входами логических нуля и единицы устройства.

2. Устройство по п. 1,отличающеес я тем, что каждый селектор перемещений содержит первый и второй формирователи импульсов, первый и второй элементы НЕ, Ёосемь триггеров и шесть элементов И-НЕ. входы первого и второго формирователей

импульсов являются первым и вторым информационными входами селектора соответственно, выход первого формирователя импульсов соединен с информационным входом первого триггера и входами синхронизации третьего и четвертого триггеров и через первый элемент НЕ с информационным входом седьмого триггера и входами синхронизации пятого и шестого триггеров, выход второго формирователя импульсов

соединен с информационным входом третьего триггера и входами синхронизации первого и второго триггеров и через второй элемент НЕ с информационным входом пятого триггера и входами синхронизации

седьмого и восьмого триггеров, информационные входы и входы сброса второго, четвертого, шестого и восьмого триггеров соединены с входом логической единицы устройства и входом сброса селектора соответственно, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первым и

вторым входами первого элемента И-НЕ, инверсный выход третьего и прямой выход четвертого триггеров соединены с первым и

вторым входами второго элемента И-НЕ, инверсный выход пятого и прямой выход шестого триггеров соединены с первым и вторым входами третьего элемента И-НЕ, прямые выходы седьмого и восьмого триггеров соединены с первым и вторым, входами четвертого элемента И-НЕ, выходы с первого по четвертый элементов И-НЕ соединены соответственно с четвертыми входами пятого, элемента И-НЕ, выхоД которого является

выходом признака направлеймя перемещения селектора, инверсные выходы второго, четвертого, шестого и восьмого триггеров соединены с входами с первого по четвертый шестого элемента И-НЕ, выход которого

является выходом стробирования перемещения селектора.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ввода информации от датчиков в ЭВМ. Цель изобретения - повышение точности устройства достигается за счет новой конструкции селекторов перемещений и введения регистров сдвига, а также изменением режимов накопления и ввода информации. 1 з.п. ф- лы, 3 ил.