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

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ввода данных в ЭВМ.

Известна электронная клавиатура, в которой имеетсяренсорное поле, использующее емкостную связь между пальцем пользователя и клавишей, являющейся сенсорным датчиком, содержащее генератор колебаний, связанный с антенной, охватывающей каждую из клавиш. Генератор вырабатывает- сигнал переменной частоты, определяемой величиной емкостной связи между пальцем пользователя и одной из клавиш, которую он нажимает. Сигнал затем преобразуется и в кодированном виде поступает на выход 1.

Недостатками устройства являются отсутствие контроля (т.е. отображения) введенной информации, сложность обучения пользователя в связи с большим количеством клавишей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для ввода алфавитно-цифровых символов в ЭВМ, содержащее знаковое поле в форме табло с расположенными на нем сенсорными выключателями, дополнительными функциональными KHonKaNm, логический блок и блок памяти 2.

Однако указанное устройство имеет сложную технологию .набора данных и избыточность выходного кода.

Целью изобретения является пони-: шение надежности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, со10держащее клавиатуру, выходы которой соединены со входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока элементов ИЛИ, выход которого сое15динен с первым входом первого регистра, выход которого соединен со входом клавиатуры, второй вход блока формирователей импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ,

20 третий вход блока формирователей импульсов соединен со вторым входом элемента ИЛИ и первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с первым выходом блока па25мяти, а первый выход - с выходом устройства, .выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика адреса, первый выход которрго соединен со входом блока памяти, вы30ход элемента ИЛИ соединен с вторым Г; ч од ом первого регистра, введен л первый и второй блики сравнения, блок элементов И и третий регистр, первый вход которого соединен со вторым входом счетчика адреса, первым входом генератора импульсов и четвертым выходом блока формирователей импульсов, второй вход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента ИЛИ, вторым выходом счетчика адреса и первым входом бло ка элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока элементов ИЛИ, а второй вход - с первым выходом второго ре.гистра, второй вы ход блока памяти соединен с первым входом Первого блока сравнения, вто рой вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход сое динен с первым входом второго бло ка сравнения, второй вход и первый выход которого соединены с соответствующими выходом и вторым входом третьего регистра, третий вход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения и третьим входом второго регистра. На чертеже изображена структурная схема .устройства для ввода информации . Устройство содержит клавиатуру 1, состоящую из сенсорных датчиков 2 и индикаторов 3, блок 4 формирователей импульсов, блок 5 элементов ИЛИ, первый регистр 6, элемент ИЛИ 7, блок 8 памяти, первый блок 9 сравнения, второй блок 10 сравнения, второй регистр 11, счетчик 12 адреса, блок 13 элементов И, третий регистр 14, генератор 15 импульсов. Устройство работает следующим образом. Для того, чтобы закодировать какой-либо символ, пользователь набирает пальцем руки ту или иную траекторию на клавиатуре 1, прикасаясь к информационным датчикам 2. Траектория движения пальца долж на соответствовать графическоглу начертанию желаемого символа.. Каждый сенсорный датчик 2 состоит из контактной, площадки, выполненной , на пример, из металлической пластины со встроенным индмкатором 3. В качестве индикатора 3 может использоваться, например, неоновая лампа, светодиод, лампа накаливания и т.п Для кодирования алфавитно-цифровых символов достаточно разместить на клавиатуре 1, например, 35 информа ционных сенсорных датчиков 2 в -ви де наборного, поля раэмерйос-тью элементов. Кроме того, для управле ния устройством используются 3 фун циональных сенсорных датчика сигна лов Исполнить,Вывод и Не верно , pacпoлoжe ныx, нагтример, нижней границы клавиатуры 1. ГТрикосновение к любому сенсорному датчику 2 вызывает изменение уровня аналогового сигнала, поступающего на соответствующий вход блока 4 формирователей импульсов, состоящего, например, из усилителей, детекторов и триггеров Шмитта. При этом на соответствующем выходе блока 4 формирователей появится перепад напряжения, которое возвращается к исходному уровню, если палец пользователя не прикасается к датчику 2. Перед началом работы первый триггерный регистр б прикосновением к Неверно сенсорному датчику виатуры 1 устанавливается в нулевое состояние. При этом сигнал Неверно со второго управляющего выхода блока 4 формирователей через элемент ИЛИ 7 поступает на второй управляющий лход первого триггерного регистра 6. Все индикаторы 3 клавиатуры 1 гаснут. Тактирующий генератор 15 находится в состоянии покоя т.е„ на его выходе отсутствуют тактирующие импульсы. Для кодирования очередного символа пользователь набирает соответствующую траекторию, прикасаясь в любой последовательности к информационным сенсорным датчикам 2 клавиатуры 1. При этом на некоторых вы ::одах первой выходной информационной шины блока формирователей 4 будут появляться перепады напряжения, которые передаются через блок 5 элементов ИЛИ на первые информационные входы первого триггерного регистра 6, количество триггеров в котором равно количеству информационных сенсорных датчиков клавиатуры 1. Соответствующие триггеры регистра б установятся в единичное состояние, и на выходной шине триггерного регистра появится многоразрядный двоичный код. Состояние триггеров регистра 6 по выходной шине передается клавиатуре 1 и отображается световыми индикаторами 3, совмещенными с сенсорными датчиками 2. На клавиатуре 1 появляется светящееся точечное изображение траектории набранного символа. Если траектория, набранная на клавиатуре 1, не удовлетворит пользователя (например, из-за механичес- ки допущенной ошибки), то он может сбросить набранный код, прикоснувщись к сенсорному датчику Неверно клавиатуры 1 и повторно осуществить набор. Затем набранная траектория подвергается анализу,для чего пользователю необходимо прикоснуться к сенсорному датчику Исполнить. При этом на четвертом управляющем выходе блока 4 фор мирователей появится перепад напряжения, под действием которого произойдет запуск тактирующего генератора ib, П.ЭД действием того же перепада напряжения одновременно установится в нулевое состояние счетчик 12 адреса, а в третий триг герный регистр 14 запишутся единицы во всех разрядах. Генератор 15 начнет выдавать пе риодическую последовательность так тирующих импульсов, поступающих на первый счетный вход счетчика адреса 12. На первой выходной шине счетчика адреса 12 будут последова тельно появляться двоичные коды ад ресов информации, хранящейся в пас сивном блоке 8 памяти. Коды адресо с выходной шины счетчика адреса 12 воздействуют на адресные входы бло 8 памяти, вызывая поочередное появ ние на его второй выходной шине з ранее записанных многоразрядных двоичных кодов. Каждый записанный двоичный код состоит из двух частей. Первая час {например, старшие разряды) соотве ствует допустимому варианту траект рии, которая может быть получена путем набора определенного символ на клавиатуре 1. При этом допускается, что каждый из набираемых символов может изображаться нескол кими вариантами траекторий. Вторая часть каждого двоичного кода, хранящегося в пассивном блоке 8 памяти соответствует выходному коду меньшей разрядности, причем каждому сим волу (независимо от варианта его изображения) соответствует только один вариант выходного кода. Обе ча ти каждого двоичного кода соответствуют одной строке таблицы перекодирования допустимых траекторий символов. Таблица перекодирования должна быть предварительно записана в пассивный блок 8 памяти. Одновременно на первой выходной шине блока 8 памяти появляется первая часть двоичного кода, соответствующая допустимому варианту траектории без сопровождающего выходного кода меньшей разрядности. Если в качестве примера выбрать для кодирования алфавитно-цифровых символов стандартной семиразрядный код обмена информацией КОИ-7, то разрядность ячеек пассивного блока 8 памяти должна быть равна 42, причем первые J5 разрядов каждой ячейки вьщаются через первую выходную шину, а через вторую выходную шину вьщаются все 42 разряда. В течение фазы анализа в каждый момент времени, определяемый тактирующим генератором 1Ь, на первой группе входов первого блока.9 уста 1авливается многоразрядный двоичный код очередного варианта допустимой траектории для кодируемых символов, а на второй группе выходов - двоичный код той же разрядности, соответствующий, фактически набранной на клавиатуре 1 траектории. На выходах первого блока 9 сравнения образуется двоичный код несовпадений, отображающий кол1;чество несовпадающих разрядов в каждой паре сравниваемых кодов, поступающих на обе входные шины ттого блока. Разрядность кода числа несовпадений m определяется соотношением п, где п - количество информационных датчиков клавиатуры 1. Например, если , то минимально допустимое значение m 6. Такое же количество m двоичных разрядов обрабатывается вторым блоком 10 сравнения и третьим триггерным регистром 14. Второй блок 10 сравнения вырабатывает на своем управляющем выходе единичное значение напряжения, если двоичный код числа несовпадений на первой входной шине оказывается меньше кода на второй входной шине, Значение кода числа несовпадений, поступающее через первую входную шину второго блока 10 сравнения, передается через его выходную шину на вторые информационные входы третьего триггерного регистр 14. При наличии единичного значения напряжения на третьем управляющем входе третьего триггерного регистра 14 происходит замещение хранящегося в нем кода числа несовпадений новым ЗНачением, поступающим через информационные входы. Одновременно очередная строка таблицы перекодирования, поступающая через первую выходную шину Слока 8 памяти на вторые информационные входы второго триггерного регистра 11, при разрешающем (единичном) значении напряжения, поступающего на третий управляющий вход, записывается в регистр 11, вытесняя ранее хранившийся в нем двоичный код. Если второй блок сравнения 10 вырабатывает на своем управляющем выходе нулевое значение напряжения, перезапись содержимого второго 11 и третьего 14 триггерных регистров не происхсдит. Общее количество допустимых вариантов траекторий, записанных в блоке 8 памяти, может быть достаточно большим, что обеспечивает высокую надежность распознавания набираемых на клавиатуре 1 символов. Например, если входной алфавит содержит J.OO символов, каждому символу соответствуют в среднем 20 допустимых траекторий, о объем блока 8 памяти составит

,:uO(i 42-разрядных слов. При этом достигается приемлемая скорость распознавания. Например, если период импульсов тактирующего генератора выбрать равным 1 мкс, то время анализа (поиска наилучшей из допустимых траекторий) не превысит 0,2 Со

В конце фазы анализа,т.е.после заполнения всех разрядов счетчика адреса 12, во втором т-риггерном :регистре будет записан двоичный код из той строки таблицы пёрекоди:ровайия, п старших разрядов которой наилучшим o6pia3OM уВ сг4ысле минимума количества несовпадающих разрядов) приближается к коду траектории символа, набранному пользователем на клавиатуре 1. В этот момент счеячик адреса 12 вырабатывает сиг:нал окончания счета, поступающий на второй останавливающий вход г.енератра 15, а также (через третий вход элемента ИЛИ 7) на второй устаяовочНЕлй вход первого триггерного регистра б, сбрасывая его триггеры в нулевое состояние, и на первый разрешающий вход блока элементов И 13 Старшие п разрядов -со второй выходной шины второго триггерного регистра ll через блок элементов И 13 передаются на вторую группу входов блока элементов ИЛИ 5, а с выходов последних перезаписываются в первый триггерНый регистр б, состояние которого .отобаажается индикаторами 3 клавиатуры 1.

Пользователь увидит изображение того варианта траектории, который оказался наиболее близким к набранному им н.а клавиатуре. Если полученный вариант соответствует изображе 1ию того символа, который пользователь хотел закодировать, то прикасанием к сенсорному, датчику Вывод он инициирует перепад напряжения на третьем управляющем выходе блока формирователей 4., Этот перепад напряжений служит разрешающим сигналом -по первому управляющему входу второго триггерного регистра 11 для вывода младших разрядов его содержимого через первую выходную шину. Код на первой выходной шине триггерного регистра 11 является результирующим кодом символа, набранного пользователем. Разрядность этого кода (в случае КОИ-7 - семь разрядов) в несколько раз (в рассмотренном примере - в пять раз) меньше разрядности исходного кода, поступающего в первь1й триггерный регистр б, т.е. достигается сокращение избыточности при кодировании символов.

В момент вывода результирующего кода со второго триггерного регистра 11 изображение эталонной траектории символа на клавиатуре 1 гаснет

так как перепащ напряжения с третьего управляющего выхода блока 4 формирователей проходит через второй вход элемента ИЛИ 7 и воздействует на второй установочный вход первого триггерного регистра 6,. сбрасывая все его триггеры в нулевое состояние. Если же найденный вариант допустимой траектории, отображаемый на клавиатура 1 в конце фазы анализа не соответствует намерениям пользователя, он может отвергнуть его при™

Некасанием к сенсорному датчику

верно и выбрать траекторию желаемого символа заново,. Допускается также внесени . поправок в отображаег-лую

траекторию прикасанием к требуемым сенсорным датчика -, независимо от того, набрана ли она вручную, или получена автомати-хески в конце фазы анализа. После внесения поправок .

траектория снова подвергается акат лизу,-для чего пользователь прикасается к датчику ИсполнитьJ .

Для кодирования нескольких одинаковых символов, следующих друг за .

другом, достаточно набрать на клавиатуре 1 соответствующую траекторию только один раз. Вели результат анализа траектории будет удовлетворительным, полученный код символа выводится требуемое число раз многократным прикасани-ам к датчику Вывод . ,

Устройство обладает расширенными функциональными возможностями, так

как путем замены блока 8 обеспечивается оперативная замена входного алфавита С мволов и соответствующих им выходных кодов. Благодаря пустоте и надежности пpeдлaг-ae ffiIй се-нсорный пульт может найти применение

в качестве массового устройства , двоичного 1содирования данных для ввода в- ЭВМ, Он может быть использован в регистраторах производства, или как приставка к телефону для

обеспечения связи с ЭВМ в информационно-справочных системах широкого применения и в обуча,ющих системах.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, выходы которой соединены со входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с первым входом

блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого регистра, выход которого соединен с входом клавиатуры, второй выход блока формирователей импульсов

0 соединен с первым входом элемента Или, третий выход блока формирователей импульсов соединен со вторым входом элемента ИЛИ и первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с первЕлм выходом блока памяти, а первый выход - с выходом устройства, генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом счетчика, адресов, первый выход которого соединен со входом блока памяти, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого регистра, отличающееся тем, что, с целью повшиения надежности устройства, в него введены первый и второй блоки сравнения, блок элементов И и третий регистр, первый вход которого соединен с вторым входом счетчика адресов, первым входом генератора импульсов и четвертым выходом блока формирователей импульсов, второй вход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента ИЛИ, вторым выходом счетчика адресов и первым входом блока элементов И,выход которого соединен с вто№1М входом блока

элементов ИЛИ а второй вход - с вторым выходом второго регистра, второй выход блока памяти соединен с первым входом первого блока сравне-ния, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход и первый выход которого соединены с соответствующими выходом и вторым входом третьего регистра, третий

o вход которого соединен с вторялм выходом второго блока сравнения и третьим входом второго регистра.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Франции № 2220832, кл. G Об F 3/02, опублик. 1974.

2.Заявка ФРГ № 2701115,

кл. G Об F 3/02, опублик. 1979 (про0тотип) .