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

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода информации.

Известно устройство для ввода информации, содержащее блок коммутационных элементов, бесконтактного типа, широтноимпульсный модулятор, блок коммутации и сравнения, сдвигающий регистр, генератор импульсов и счетчик 1 3-10

Недостатками этого устройства являются его сложность и низкая надежность вследствие незащищенности от ложных срабатывания при случайном касании контактнь1х площадок коммута-- ,5 ционных элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, формирователь 20 импульсов, первым входом подключенный к первому выходу генератора импульсов, мультиплексор, один из входов

которого соединен с выходом формирователя импульсов, блок коммутационных элементов, выходами соединенный с первой группой входов мультиплексора, регистр и счетчик,, группой выходов подключенный к группе входов регистра и второй группе входов мулыиплексора.3.

Недостатком известного устройства также являются его невысокая надежность вследствие незащищенности от .ложных срабатываний при случайном воздействии на коммутационный элемент.

Цель изобретения.- повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом мультиплексора, входы первой группы которого соединены с выходами блока коммутационных элементов, первый счетчик, выходы группы которого соединены с входами второй группы мультиплексора и входами группы первого регистра, введены блок анализа, блок тактируемой задержки, блок сопряжения, первый инвертор, второй и третий счетчики, второй формирователь импульсов первый вход которого соединен с выхо дом мультиплексора, выход первого фо мирователя импульсов соединен с вторым входом второго формирователя импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом второго счетчика и через первый инвертор с вторым входом первого формирователя импульсов, второй выход генератора импульсов соединен с входом второго счетчи ка , второй выход которого соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с входом третьего счет чика, выход которого соединен с первым входом блока анализа, второй вход которого соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока сопряжения, выход которого соединен с входом первого регистра, первый и второй выходьТ блока анализа соединены с первым и вторым входами блока тактируемой задержки, выход которого соединен с вторым входом блока сопряжения. При этом второй формирователь импульсов содержит первый триггер, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами второго формирователя импульсов, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого является третьим входом второго формирователя импульсов, выход элемента И-НЕ является вторым выходом второго формирователя импульсов и соединен с входом второго инвертора, выход которого является первым выходом второго формирователя импульсов. Кроме того, блок анализа содержит второй триггер, первый вход которого является вторым входом блока анализа, второй вход второго триггера является первым входом блока анализа и соединен с входом третьего инвертоpa, выход которого является вторым выходом блока анализа и соединен с первым входом третьего триггера, второи вход которого соединен с выходом второго триггера, выход третьего триггера является первым выходом блока анализа. При этом блок тактируемой задержки содержит второй регистр .и первый элемент И, первый вход которого является первым входом блока тактируемой задержки и соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого является вторым входом блока тактируемой задержки, выходы второго регистра соединены с другими входами первого элемента И, выход которого является выходом блока тактируемой задержки. Кроме того, блок сопряжения содержит четвертый триггер, первый вход которого является вторым входом блока сопряжения, второй элемент И, первый вход которого является первым входом блока сопряжения и соединен с первым входом пятого триггера, первый выход которого соединен с вторым ходом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого триггера, второй выход которого оединен со вторым входом второго элеэлемента И, выход которого является выходом блока сопряжения. На чертеже приведена функциональ-. ная схема устройства для ввода информации. Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый формирователь 2 импульсов, мультиплексор 3, второй счетчик k, блок 5 коммутационных элементов, второй формирователь 6 импульсов, первый инвертор 7 блок 8 анализа, блок 9 тактируемой задержки, блок 10 сопряжения, первый счетчик 11, первый регистр 12, третий счетчик 13 выходы 1 первого регистра 12, первый триггер 15i элемент И-НЕ 16, второй инвертор 17i второй 18 и третий 19 триггеры, третий инвертор 20, второй регистр 21, первый элемент И 22, четвертый 23 и пятый 2 триггеры, второй элег ;- мент И 25 и коммутационные элементы 2б. Устройство работает следующим образом. При отсутствии касания контактных площадок коммутационных элементов 26 блока 5 коммутационных элементов на выходе элемента И-НЕ 16 второго формирователя 6 импульсов постоянно присутствует разрешающий потенциал, так как на каждый импульс обнуления первого триггера 15 второго формирователя 6 импульсов с выхода мультиплексора 3 приходит импульс установа первого триггера 15 в единичное исходное состояние, в результате чего короткие всплески разрешающего потенциала с выхода первого триггера 15 поступают на первый вход элемента И-НЕ 16 при четных значениях кода второго счетчика , в то время как на второй вход элемента И-НЕ 16 разрешающий потенциал поступает при нечетных значениях кода второго счетчика 4, При касании контактной площадки блока 5 коммутационных элементов и наличии соответствующего кода на адресных входах мультиплексора 3 импульсный сигнал на выходе мультиплексора 3 будет отсутствовать, поэтойу после прихода импульса обнуления первого триггера 15 второго формирователя 6 импульсов триггер 15 останется в нулевом состоянии, разрешая прохождение выходного сигнала второго счетчика k через элемент И-НЕ 16 формирователя 6 до тех пор, пока код на адресных входа мультиплексора 3 не будет соответствовать некасаемой контактной площадке блока 5 коммутационных элемен тов. При коэффициенте деления второ счетчика k, равном или большем четырех, второй формирователь 6 импул сов определяет состояние коммутацио ного элемента 26 блока 5 коммутацио ных элементов два и более раз за вр мя присутствия соответствующего кода на адресных входах мультиплексора 3 что повышает надежность фик сации воздействия на эти коммутацио ные элементы. Для фиксации воздейст вия на коммутационные элементы блока 5 коммутационных элементов не тр буется фазировки выходных импульсны сигналов наносекундной длительности первого формирователя 2 импульсов и мультиплексора 3, что уменьшает влияние изменения внешних условий и характеристик элементов устройств на его работу. В исходном положении второй 18 и третий 19 триггеры блока 8 анализа находятся в нулевом состоянии. Касание контактной площадки блока 5 коммутационных элементов приводит к появлению разрешающего потенциала на первом входе триггера 18, в результате чего второй триггер 18 устанавливается в единичное состояние, которое перезаписывается в третий триггер 19 блока 8 анализа передним фронтом инверсного выходного сигнала третьего счетчика 13- Поэтому на выходе третьего триггера 19 при наличии касания контактной площадки, появляется разрешающий потенциал. При наличии постоянного контакта между пальцем оператора и контактной площадкой блока 5 коммутационных элементов и отсутствии йаводок и помех частота появления инверсных импульсов на первом входе триггера 18 блока 8 анализа равна частоте входного сигнала третьего счетчика 13 и больше частоты появления выходного сигнала третьего счетчика 13- Поэтому разрешающий потенциал присутствует на выходе третьего триггера 19 блока 8 анализа до тех пор, пока есть касание контактных площадок блока 5 коммутационных элементов. Наличие наводок и помех на информационном входе мультиплексора 3 подключенном к касаемой контактной площадке, и наличие переменного контакта в момент касания приводит к тому, что частота пропадания импульсной последовательности на выходе мультиплексор 3, а следовательно, о и частота появления импульсной последовательности на первом входе второ го триггера 18 блока 8 анализа становится меньше частоты появления на . адресных входам мультиплексора 3 кода, соответствующего этой касаемой площадке, что может привести к ошибочному пропаданию сигнала на выходе третьего триггера 19 блока 8 анализа и ложному срабатыванию устройства. Для исключения такой возмож-f ности коэффициент деления третьего счетчика 13 должен быть таким, чтобы частота выходного сигнала этого счетчика была бы меньше минимально допустимой частоты наводок или помех. В то же время коэффициент деления первого счетчика 11 должен быть таким, чтобы частота входного сигнала третьего счетчика 13 была бы боль ше минимально допустимой частоты наводок или помех устройства для ввода информации. При выполнении этих условий на выходе третьего триггера 19 блока 8 анализа присутствует разрешающий потенциал в течение времени касания контактной площадки блока 5коммутационных элементов. Выходной сигнал третьего триггера 19 перезаписывается во второй регистр 21 блока 9 тактируемой задержки. При появлении разрешающего потен циала на выходах всех разрядов второ го регистра 21 блока 9 и при сохранении разрешающего потенциала на выходе третьего триггера 19 блока 8 анализа, что свидетельствует о надеж ном, преднамеренном, а не случайном, кратковременном касании контактной площадки блока 5 коммутационных элементов , на выходе первого элемента И 22 блока 9 тактируемой задержки появляется разрешающий потенциал, устанавливающий четвертый триггер 23 блока 10 сопряжения в единичное состояние. Первый же выходной импульс второго инвертора 17 второго формирователя 6 импульсов, появляющийся при фиксации касания контактно площадки блока 5 коммутационных элементов, устанавливает пятый три|- гер 2k блока 10 сопряжения в единич ное состояние, что обеспечивает прохождение этого импульса через второй элемент И 25 ла тактирующий вход (вход записи) первого регистра 12, в результате чего в первый регистр 12 осуществляется запись кода первого счетчика 11, соответствующего касаемой контактной площадке блока 5 коммутационных элементов. После прохождения первого импульса через второй инвертор 17 второго формировател 6импульсов четвертый триггер 23 бло ка 10 сопряжения устанавливается в н нулевое состояние независимо от наличия разрешающего потенциала на его тактирующем входе. Последующие импул сы на выходе второго инвертора 17 -второго формирователя 6 импульсов устанавливают пятый триггер 2k блока 10 сопряжения в нулевое состояние что исключает прохождение этих импульсов через второй элемент И 25 бл ка 1 О . Формирование нового импульса запи си первого регистра 12 возможно толь ко после отсутствия касания контактных площадок блока 5 коммутационных элементов в течение времени, большег периода выходного сигнала третьего счетчика 13, что сопровождается появ лением разрешающего потенциала на вы ходе третьего триггера 19 блока 8 анализа. При каждом намеренном ка5 8 сании контактной площадки блока 5 коммутационных элементов в устройстве формируется только один сигнал записи первого регистра 12, что исключает ложное срабатывание устройства при одновременном нажатии нескольких контактных площадок. Число разрядов второго регистра 21 блока 9 тактируемой задержки, а слёдовательйо, и время заполнения этого регистра определяет то минимальное время касания контактной площадки блока 5 коммутационных элементов, при превышении которого касание этой контактной площадки считается намеренным, в результате чего осуществляется формирование импульса записи первого регистра 12. Функционирование устройства не изменится при замене бесконтактных коммутационных элементов 26 блока 5 коммутационных элементов механическими коммутационными элементами (кнопками и т.п.) или любыми другими коммутационными элементами, обеспечивающими на их выходе разрешающий потенциал при воздействии на эти коммутационные элементы. Изобретение обеспечивает повышение надежности, достигаемое защитой от наводок и помех, ложных срабатываний , повышением надежности фиксации воздействия на коммутационные элементы и уменьшением влияния изменения внешних условий и характеристик элементов схемы устройства на его работу. Формула изобретения 1. Устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с перБь1м входом мультиплексора, входы первой группы которого соединены с выходами блока коммутационных элементов, первый счетчик, выходы группы которого соединены с входами второй группы мультиплексора и с входами группы первого регистра, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок анализа, блок тактируемой задержки, блок сопряжения, первый инвертор, второй и третий счетчики, второй формирователь импульсов, первый вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход первого формирователя импульсов.соединен с вторым входом второго формирователя импульсов, третий вход кото рого соединен с первым выходом второ счетчика и через первый инвертор с вторым входом первого формирователя импульсов, второй выход генератора импульсов соединен с входом второго счетчика, второй выход которого соединен с входом первого счетчика , выход которого соединен с входом третьего счетчика, выход которог соединен с первым входом блока анализа, второй вход которого соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, первый выход которого соедийен с первым входом блока сопряжения, выход которого соедин ен с входом первого регистра, первый и второй выходы блока анализа соединены с первым и вторым входами блока тактируемой задержки, выход которого соединен с вторым входом блока сопряжения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй формирователь импульсов содержит первый триггер, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами второго формирователя импульсов, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И-НЕ, ,второй вход которого является третьи входом второго формирователя импульсов, выход элемента И-НЕ является вторым выходом второго формирователя импульсов и соединен с входом второг инвертора, выход которого является первым выходом второго-формирователя импульсов. 3- Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анали за содержит второй триггер, первый ВХОД которого является вторым входом блока анализа, второй вход второго триггера является первым входом блока анализа и соединен с входом третьего инвертора, выход которого является вторым выходом блока анализа и соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, выход третьего триггера является первым выходом блока анализа. . Устройство по п. 1 , отличающееся тем, что блок тактируемой задержки содержит второй регистр и первый элемент И, первый вход которого является первым входом блока тактируемой задержки и соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого является вторым входом блока тактируемой задержки, выходы второго регистра соединены с другими входами первого элемента И, выход которого является выходом блока тактируемой задержки. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сопряжения содержит четвертый триггер, первый вход которого является вторым входом блока сопряжения, второй элемент И, первый вход которого является первым входом блока сопряжения и соединен с первым входом пятого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого триггера, второй выход которого соединен с вторым входомвторого элемента И, выход которого является выходом блока сопряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1..Авторское свидетельство СССР № бЗвЭ+Э, кл. G 06 F 3/02, 1978. 2. Патент США № 383б909, кл. З+О-ЗбЗ, опублик. 1978 (прототип).