Устройство для ввода информации Советский патент 1982 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматизированной обработки информации для ввода дан,ных в ЭВМ с клавиатуры. Для взаимодействия оператора с ЭВМ широко применяются такие устройства, как электрофицированные пишущие машинки, телетайпы, видеотеркмналы, имеющие полную клавиатуру для ввода цифровой служебной и буквенной информации в русском и латинском ал({завитах. Однако применение этих средств по техническим и экономическим причинам не всегда возможно всле стаие их сложности, больших габаритов и высокой стоимости. Уменьшение габаритов аппаратуры ввода информаци может быть достигнуто при использова нии многофункциональной клавиатуры, когда одна и та же клавиша в зависимости от положений органов управления, сочетания ее с другими клавишами или последовательностью ее выбора ПО отношению к другим клавишам, используется для кодирования различных символов алфавита. Известно устройство, содержащее клавишную матрицу, счетчик развертки преобразователи кодов и клавиатуру выборки, в зависимости от состояния которой содержимое счетчика развертки, соответствующее выбранной клавише матрица, преобразуется в один из двух возможных кодов символа 1. Недостатком .известного устройства являетсябольшое количество клавиш в матрице, равное половине числа символов алфавита, поскольку весь алфавит разделен на две зоны. Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является устройство для ввода информации, содержащее кпаёиатуру, выводы которой соединены с выходами регистра обмена, элемент И, лервый одновр|братор, второй одновибратор, выход которого соединен с входом установки 3 О регистра обмена, дешифратор и шифратор. Кроме того, указанное устройство содержит блок сравнения, вхо ды которого подключены к тем же входам клавиатуры, с которыми соединены входы регистра обмена, и сметчик так тов, первый (счетный) вход которого подключен к выходу блока сравнения, выходы - к входам управления регистр обмена. Устройство предназначено для посимвольного ввода в ЭВМ алфавитноцифровой и управляющей информации в кодах ДКОИ с помощью клавиатуры, содержащей 5 клавиш, путем двухкратного нажатия определенных комбинаций кл 8ИШ 25. Недостатками устройства являются низкая скорость ввода информации, сложность кодирования, приводя|Дая к большому числу ошибок оператора, и низкая надежность работы. Низкая скорость ввода обусловлена двухтактным способом формирования кода в регистре обмена - код любого символа независим от частоты появления его в тексте и от характера вводимой информации формируется за два такта работы клавиатуры. В указанном устройстве применяется принцип неявного разбиения алс авита на зоны, когда первой комбинацией клавиш как бы выбирается зона, второй - символ в пределах этой зоны, с той особенностью, что код выбранной зоны не сохраняется для ввода последующих символов. Сложность кодирования информации объясняется тем, что число символов, которое можно закодировать при двухкратном нажатии по одной из пяти клавиш, составляет всего 25, что недостаточно для ввода тек стовой информации. ВЬледствие этого для каждого нажатия необходимо выбирать комбинацию из нескольких {по крайней мере, иа двух) клавиш, при этом клавиши могут иметь лишь условные обозначения, не имекхцие связи с их функциональным назначением, что приводит к необходимости предварительного кодирования исходных данных в условных кодах клавиатуры. Низкая надежность устройства обусловлена использованием в блоке сравнения выходных сигналов с нормально-разомкнутых контактов клавиатуры. Явление дребезга контактов при их замыкании приводит к ложным срабатываниям блока сравнения, выходные сигналы которого переключают счетчик тактов несколько раз при одном нажатии клавиш 04 ЧТО приводит к формированию ложного выходного сигнала разрешения на ввод и.к искажению информации, передаваемой в ЭВМ. Целью изобретения являедся увеличение быстродействия устройства и повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, выходы которой соединены с-входами первого регистра, элемент И, первый одновибратор, второй одновибратор, выход которого соединен с нулевым входом первого регистра, дешифратор и шифратор, выходы которого подключе:ны к выходам устройства, введены второй регистр, третий одновибратор, триггер и формирователь сигналов, входы которого подключены к выходам клавиатуры, а первый и второй выходы соединены с входами соответственно второго и первого одновибраторов, входы дешифратора соединены с выходами клавиатуры, а его выходы соединены с соответствующими входами второго регистра и единичными входами триггера, первый выход которого подключен к входу третьего одновибратора, второй выход три1- гера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, выход элемента И подключен к выходу устройства, нулевой вход триггера соединен с выходом второго одновибратора, выход третьего одновибратора подключен к нулевому входу второго регистра, выходы которого соединейы с одними входами шифратора, другие входы которого соединены с выходами первого регистра. Введение в устройство второго регистра позволяет заменить двухтактный режим работы клавиатуры однотактным при вводе символов, относящихся к одной зоне, что позволяет повысить быстродействие. Кроме того, наличие второго регистра позволяет уменьшить число ошибок оператора и повысить скорость ввода за счет замены многоклавишного кодирования вводимых в ЭВМ символов одноклавишным при сохранении многоклавишных комбинаций в относительно редкой операции - переключении регистра зон. Третий одновибратор предназначен для управления сменой информации в регистре зон, а триггер, введенный в устройство, позволяет выполнять операции кодирования символов и перехода от одной зоны алфавита к другой с помощью одних и тех же элементов клавиатуры путем запрещения выработки сигнала ввода на выходе устройспаа при переключении регистра зон.

Введение в устройство формирователя сигналов позволяет исключить искажения выходной информации, связанные с переходными процессами при ком- Ю мутации контактов клавиатуры, что повышает надежность работы устройства. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ввода информа2 - временная диаграмма ции; на фиг. его работы. Устройство содержит клавиатуру 1, дешифратор 2, первый регистр 3 обмена, формирователь сигналов, триггер 5, второй регистр 6 зон, первый одновибратор 7, второй одновибратор 8, третий одновибратор Э шифратор 10 элемент 11 И, позициями 12 и 13 обозначены выходы устройства, причем с выходов 12 снимается параллельный двоичный код символа в. соответствии с кодовой таблицейКОИ-7Е.ГОСТ 13052 7, а на выходе 13 устройства вырабатывается сигнал ввода информации, синхронизирующей обмен данными с ЭВМ. Устройство работает следукнцим образом.В исходном состоянии сигналы с нормально-замкнутых контактов клавиатуры 1, содержащей К клавиш, поступают в виде уровня напряжения логического нуля на К входов регистра 3 обме на . М входом дешифратора 2 (НК) и на К входов формирователя сигналов, на вход С, кроме того, подается сигнал от параллельно включенных нормаль но-разомкнутых контактов клавиатуры. Предполагается, что на свободных входах логических элементов действует сигнал логической единицы, уровень которого может определяться в зависимости от типа применяемых элементов (серии интегральных микросхем), параметрами делителей напряжений на резисторах, устанавливаемых во входных цепях дешифратора 2, первого регистра 3 и (или) формирователя k сигналов. На первом (прямом) выходе формирователя сигналов в исходном состоянии действует сигнал логического нуля, на втором (инверсном) выходе сигнал логической единицы. Для переключения регистра 6 зон в состояние, соответствующее вводу, например, цифровой информации, одновременно нажимаются две определенные клавиши. Запаздывание срабатывания одной из клавиш относительно другой не влияет на работу устройства: в момент совпадения сигналов единичного уровня, поступающих с контактов выбранных клавиш, на одном из выходов дешифратора 2 появляется сигнал установки 1 триггера 5 выходной сигнал которого запускает третий одновибратор 9, вырабатывающий сигнал установки О регистра 6 зон. Длительность выходного импульса третьего одновибратора 9 должна быть достаточно малой, чтобы после окончания этого импульса по сигналу с возбуж ренного выхода дешифратора 2 в соответствующий разряд регистра 6 зон записалась 1. Последовательность импульсов, возникающая йа выходе дешифратора 2 из-за дребезга Контактов, не приводит к искажению кода в регистре 6 зон, так как эти импульсы действуют на раздельный вход установки 1 выбранного триггера как сигналы подтверждения. При одновременном нажатии двух клавиш сигнал на выходе третьего одновибратора 9 может вырабатываться раньше, чем вырабатывается импульс на выходе второго одновибратора 8 (в отличие от случая, приведенного на фиг. 2)., однако в любом случае, после нажатия двух клавиш триггер 5 остается в единичном состоянии. При отпускании формирователь i сигналов nepexoiдит в исходное состояние, запуская первый одновибратор 7, но сигнал ввог да информации на выходе 13 устройств не вырабатывается, поскольку на входе элемента И 11 действует запрещающий сигнал с инверсного выхода триггера 5 После переключения второго регист ра б производится посимвольный ввод информации путем последовательного нажатия клавиш . каждая из которых со-ответствует определенному символу в пределах выбранной зоны алфавита (цифрового или буквенного).. Замыкание нормально-разомкнутых контактов при нажатии любой клавиши приводит к пет реключению формирователгт k сигналов, перепад напряжения с первого (прямого) выхода которого запускает, второй одновибратор 8, формирующий сиг%1ал установки О первого регистра 3 и триггера 5- С окончанием импульса рд новибратора 8 в разрядпервого регисГ

7

pa 3, соединенного с разомкнутыми котактами нажатой клавиши, записываетс 1. На входе шифратора 10 поступают унитарные коды с первого регистра 3 и второго регистра 6, которые прсо.бразуются в код КОИ-7Н). При отпускании нажатой клавиши в момент замыкания нормально-замкнутых контактов фомирователь k сигналов возвращается в исходное состояние, и первьгй одновибратор 7 вырабатывает импульс, поступающий через элемент И 11 на выход 13 в качестве сигнала разрешения ввода параллельного кода с выходов 12 устройства в ЭВМ.

Для исключения многократных срабатываний формирователя k сигналов изза дребезга контактов в его состав должен входить триггер с раздельными входами установки 1 и О, выходы которого являются выходами формирователя k сигналов. Установка указанного триггера в единичное состояние должна осуществляться сигналом нулевого уровня от параллельно соединенных нормально-разомкнутых контактов, установка О триггера должна пройззрдиться-с помощью элемента ИЛИ-НЕ, имеющегоК входов, которые подключаются к нормально-замкнутым контактам клавиатуры 1.

Для различных систем, где выполняется ввод данных с клавиатуры, колчество символов алфавита, а следовательно, и число клавиш может изменятся в широких пределах. Минимальное число клавиш в устройстве при одноклавишном кодировании вводимых символов и двухклавишном кодировании номеров зон находится в следующем соотношении с числом символов А в алфавите:

д- .

(1)

г .

Из соотношения (1) следует, что для ввода алфавита, содержащего 50 символов, достаточно иметь 5 клавиш и весь алфавит разделить на 10 зон. Однако, с целью повышения скорости ввода за счет сокращения числа переходов от одной зоны к другой, а также с целью упрощения кодирования, в предлагаемом устройстве применяется 12клавишная клавиатура (декадная клавиатура, дополненная двумя клавишами служебных символов). Целесообразность применения декадной клавиатуры объясняется большим относительным объемом цифровой информации в масси103

вах даннь1х, вводнмь1х в ЭВМ, а две дополнительные клавиши позволяют выполнять ввод цифровых массивов с учетом разделительнь1х символов и знаков без переключения регистра зон.

Возможные модификации устройства Могут заключаться в применении других выходных кодов (МТК, ДКОИ, КОИ-8) определяемых построением шифратора, а также в применении вместо одного шифратора на семь выходов двух шифраторов на четыре выхода и на три входа, первый из которых кодирует состояние регистра ввода, второй - состояние регистра зон. Возможно также применение специальных клавиш для управления регистром зон с целью исключения многоклавишного кодирования сигналов переключения зон и введения в состав устройства элементов индикации состояния регистра зон.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить скорость ввода данных в 3-5 раз (в зависимости отхарактера информации), что существенно уменьшает затраты машинного времени. Кроме того, исключается полностью трудоемкий процесс предварительного кодирования исходных данных, уменьшается нагрузка оператора и сокращается число его ошибок. По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, имеющими полный набор клавиш, предлагаемое устройство имеет такие же функциональные возможности для ввода информации при значительно меньшей стоимости и в несколько раз меньшем объеме и весе.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, выходы которой соединены с входами первого регистра, элемент И, первый одновибратор, второй одновибратор, выход которого соединен с нулевым входом первого регистра, дешифратор и шифратор, выходы которого подключены к выходам устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности устройства, в него введены второй регистр, третий одновибратор, триггер и формирователь сигналов, входы которого подключены к выходам клавиатуры, а первый и второй выходы соединены с

входами соответственно второго и первого одновибраторов, входы дешифратора соединены с выходами клавиатуры, а его выходы соединены с соответствующими входами второго регистра и еди ничными входами триггера, первый выход которого подключен к входу третьего одновибратора, второй выход - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, выход элемента И подключен к выходу устройства, нулевой вход триггера соединен с выходом вто98ПО.10

рого одновибратора, выход третьего одновибратора подключен к нулевому входу второго регистра, выходы кото рого подключены к одним входам шифратора, другие входы которого соединены с выходами первого регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии № , ,0 кл. G Об F 3/02, опублик. 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

If , кл. G 06 F 3/02, 1978 (про тотип).