Устройство для ввода информации (его варианты)

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве клавишного устройства ввода информации. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем защиты от сбоев достигается в первом варианте введением элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляемого мультивибратора и третьего триггера, во втором варианте дополнительно вводятся распределитель импульсов и формирователь. Использование отличительных признаков позволяет повысить надежность устройства за счет исключения ложных срабатываний, вызванных дребезгом и импульсными помехами. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. to се о Ю 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а 4 G 06 F 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3921709/24-24 (22) 02.07.85 (46) 15.02.87. Бюл. № 6 (72) А. Ю. Обрезков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 943692, кл. G 06 F 3/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1208548, кл. G 06 F 3/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис„„SU„„1290286 пользовано в качестве клавишного устройства ввода информации. Цель изобретения— повышение надежности устройства путем защиты от сбоев достигается в первом варианте введением элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, управляемого мультивибратора и третьего триггера, во втором варианте дополнительно вводятся распределитель импульсов и формирователь. Использование отличительных признаков позволяет повысить надежность устройства за счет исключения ложных срабатываний, вызванных дребезгом и импульсными помехами. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1290286

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в клавишных пультах различных систем и в устройствах ввода информации.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем защиты от сбоев.

На фиг. 1 представлена схема устройства, первый вариант исполнения; на фиг. 2 — то же, второй вариант; на фиг. 3 — фрагмент емкостной сенсорной клавиатуры.

Схема устройства содержит счетчик 1, регистр 2, дешифратор 3, клавиатуру 4, мультиплексор 5, элемент И 6, первый 7 и второй 8 триггеры, первый 9 и второй 10 элементы И вЂ” НЕ, первые 11 и вторые 12 информационные выходы устройства, диэлектрический материал (блок задержки) 13, вход 14 «Разрешение опроса», выход 15 «Конец формирования кода», вход 16 тактовых импульсов, распределитель 17 импульсов, формирователь 18, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ }9, управляемый мультивибратор 20, третий триггер 21. Клавиатура 4, выполненная в виде матрицы емкостных сенсорных элементов, содержит первую 22, вторую 23 и третью 24 электропроводные пластины (фиг. 3).

Устройство для ввода информации работает с ЭВМ (или любым другим дискретным инициирующим устройством) в режи ме «3а п рос — ответ».

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

В исходном состоянии все коммутационные элементы клавиатуры 4 разомкнуты и на выходах мультиплексора 5 и элемента И 6 присутствуют потенциалы «1», которые по первому отрицательному фронту тактового импульса записываются соответственно в первый 7 и второй 8 триггеры. Потенциал «1» с выхода первого триггера 7 поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и через определенное время устанавливается на выходе триггера 21, а также на выходе 15 «Конец формирования кода» устройства. Логическая единица с выхода первого триггера 7 и триггера 21 разрешает прохождение тактовых импульсов через первый элемент И—

НЕ 9 на вход счетчика 1, который последовательно меняет свое состояние по положительным фронтам тактовых импульсов, поступающих с входа 16. Логические единицы, поступающие с выходов второго триггера 8 и триггера 21, вызывают появление на выходе второго элемента И вЂ” НЕ 10 потенциала «О», который поступает на стробирующий вход регистра 2 и установочный вход первого триггера 7. При этом разрешается прохождение через регистр 2 кодовых комбинаций с выхода счетчика 1 на вход дешифратора 3 и запрещается переклю5

55 чение в нулевое состояние первого триггера 7. При отсутствии обращения к устройству на входе 14 «Запрос» присутствует потенциал «О», который удерживает второй триггер 8 в единичном состоянии. С приходом запроса потенциалом «1» устройство сохра.няет это состояние до замыкания коммутационного элемента клавиатуры 4.

При замыкании коммутационного элемента клавиатуры 4 в одной из горизонтальных групп «О» с выхода дешифратора 3 через этот коммутационный элемент поступает на вход элемента И 6, на выходе которого устанавливается «0», который записывается по отрицательному фронту тактового импульса во втором триггере 8. Логический ноль с выхода второго триггера 8 вызывает появление на выходе второго элемента И вЂ” НЕ 10 потенциала «1». При этом в регистре 2 запоминается двоичный код счетчика 1, соответствующий этой горизонтальной группе коммутационных элементов, а также снимается запрет на переключение первого триггера 7. Счетчик 1 продолжает изменять свое состояние до появления кода, соответствующего вертикальной группе коммутационных элементов, замкнутый контакт одного из которых вызывает появление на выходе мультиплексора 5 «О», который записывается по отрицательному фронту тактового импульса в первый триггер 7. Логический ноль с выхода первого триггера 7 запрещает прохождение через первый элемент И вЂ” НЕ 9 тактовых импульсов на вход счетчика 1. Потенциал «О» с выхода блока задержки 13 поступает на выход 15, указывая на то, что формирование кода закончено и на выходах 11 и 12 находится двоичный код, соответствующий замкнутому коммутационному элементу клавиатуры 4.

В ответ на этот сигнал внешнее устройство (например, ЭВМ) считывает информацию, а затем устанавливает на входе 14 потенциал «О», который устанавливает второй триггер 8 в единичное состояние. Независимо от уровня сигнала на входе 14 информация на выходах 1! и 12 сохраняется до момента размыкания коммутационного элемента, так как потенциал «О» на выходе триггера 21 дублирует запрет на изменение информации на выходах счетчика 1 и регистра 2.

При размыкании коммутационного элемента на выходе мультиплексора 5 устанавливается «1», которая записывается в первом триггере 7. Потенциал «1» с выхода первого триггера 7 поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и устанавливается на выходе триггера 21. При этом устройство возвращается в исходное состояние, а потенциал «1» на выходе 15 сообщает внешнему устройству, что цикл ввода закончен.

Устройство по второму варианту работает с клавиатурой, представляющей собой набор

1290286

55 проводников, образующих горизонтальные и вертикальные шины матрицы, в узлах которой размещены либо нормально разомкнутые группы любых механических контактов, либо группы пластин, создающие емкостные сенсорные элементы. При этом формирователь 18 состоит в первом случае из повторителей, а во втором — из инверторов с большим входным импедансом. С выхода дешифратора 3, соответствующего двоичному коду на его входе, отрицательные им-: пульсы, стробируемые сигналом с второго выхода распределителя 17 импульсов, поступают на горизонтальные шины матрицы клавиатуры 4.

В исходном состоянии, когда нет нажатия коммутационного элемента, с вертикальных шин, проходя через формирователь 18 на все информационные входы мультиплексора

5 и входы элемента И 6, поступает сигнал «1» в случае механических коммутационных элементов или положительные импульсы — в случае емкостных сенсорных элементов. Эти сигналы присутствуют на выходах мультиплексора 5 и элемента И 6 и поступают на информационные входы соответственно первого 7 и второго 8 триггеров и записываются по отрицательному фронту импульсов, поступающих с второго выхода распределителя 17 импульсов. На выходах триггеров 7 и 8 устанавливается потенциал

«1». Потенциал «1» с выхода первого триггера 7 поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и через определенное время устанавливается на выходе триггера 21, а также на выходе 15 «Конец формирования кода» устройства. Логическая единица с выхода первого триггера 7 и триггера 21 разрешает прохождение импульсов, поступающих с первого выхода распределителя 17 импульсов через первый элемент И вЂ” НЕ 9 на вход счетчика 1, который последовательно меняет свое состояние по положительным фронтам этих импульсов. Логические единицы, поступающие с выходов второго триггера 8 и триггера 21, вызывают на выходе второго элемента И вЂ” НЕ 10 потенциал «О», который поступает на стробируемый вход регистра 2 и установочный вход первого триггера 7. При этом разрешается прохождение через регистр 2 кодовых комбинаций с выхода счетчика 1 на вход дешифратора 3, а также запрещается переключение в нулевое состояние первого триггера 7. При отсутствии обращения к устройству на входе 14 «Запрос» присутствует потенциал «О», который удерживает второй триггер 8 в единичном состоянии. С приходом запроса потенциалом «1» устройство сохраняет это состояние до нажатия коммутационного элемента клавиатуры 4.

При замыкании механического коммутационного элемента клавиатуры отрицательный импульс с выхода дешифратора 3 через этот коммутационный элемент, вертикальные

4О

50 шины матрицы, формирователя 18, элемент

И 6 поступает на информационный вход второго триггера 8, при этом на остальных входах элемента И 6 и информационных входах мультиплексора 5 сохраняется потенциал «1». При касании контакта емкостной сенсорной клавиатуры отрицательный импульс с выхода дешифратора 3 не проходит через этот сенсорный элемент на соответствующую ему вертикальную шину матрицы.

На выходе элемента И 6 присутствует потенциал «О», при этом на остальных входах элемента И 6 и информационных входах мультиплексора 5 присутствуют положительные импульсы, поступающие через формирователь 18 с других вертикальных шин клавиатуры 4. Логический ноль на выходе элемента И 6 записывается во второй триггер по отрицательному фронту импульса, поступающего с первого выхода распределителя 17 импульсов.

Логический ноль с выхода второго триггера 8 вызывает появление на выходе второго элемента И вЂ” НЕ 10 потенциала «1».

При этом в регистре 2 записывается двоичный код счетчика 1, соответствующий этой горизонтальной группе коммутационных элементов, а также снимается запрет на переключение первого триггера 7. Счетчик 1 продолжает изменять свое состояние до появления кода, соответствующего вертикальной группе коммутационных элементов, которая вызывает появление на выходе мультиплексора 5 «О», который записывается в первом триггере 7 по отрицательному фронту импульса, поступающего с первого выхода распределителя 17 импульсов. Логический ноль с выхода триггера 7 запрещает прохождение через элемент И вЂ” НЕ 9 импульсов, поступающих с первого выхода распределителя 17 импульсов на вход счетчика 1. Потенциал

«О» с выхода триггера 21 поступает на вход

15, указывая на то, что формирование кода закончено и на выходах 11 и 12 находится двоичный код, соответствующий нажатому коммутационному элементу клавиатуры.

В ответ на этот сигнал внешнее устройство (например, ЭВМ) считывает информацию, а затем устанавливает на входе 14 потенциал «О», который устанавливает второй триггер 8 в единичное состояние. Независимо от уровня сигнала на входе 14 информация на выходах 11 и 12 сохраняется до момента отпускания коммутационного элемента, так как потенциал «О» на выходе блока 13 задержки дублирует запрет на изменение информации на выходах счетчика 1 и регистра 2.

При отпускании коммутационного элемента на выходах элемента И 6 и мультиплексора 5 устанавливается сигнал «1» в случае механических коммутационных элементов или положительные импульсы в слу1290286 чае емкостных сенсорных элементов. Первый триггер 7 по отрицательному фронту импульсов, поступающих с первого выхода распределителя 17 импульсов, устанавливается в единичное состояние. Потенциал «1» с выхода первого триггера 7 поступает на вход элемента 19 и через определенное время устанавливается на выходе триггера 21. При этом устройство возвращается в исходное состояние, а потенциал «1» на выходе 15 сообщает внешнему устройству, что цикл ввода кода закончен.

Элементы 19 — 21 работают следующим образом.

В исходном состоянии на входе и выходе триггера 21 присутствуют потенциалы «1», которые поступают на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, на выходе которого устанавливается потенциал «О», который разряжает времязадающую емкость управляемого мультивибратора 20, т.е. запрещает формирование импульсов íà его вы- 20 ходе.

С приходом потенциала «О» на первый вход элемента 19 он поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и информационный вход триггера 21, с выхода которого на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 продолжает поступать потенциал «1». При этом на его выходе появляется потенциал «1», который разрешает заряд времязадающей емкости управляемого мультивибратора 20, причем если на вход элемента 19 приходит серия импульсов (например, от дребезга контактов коммутационного элемента), на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 появляется серия отрицательных импульсов, которые разряжают времязадающую емкость управляемого мультивибратора 20. Через время, определяемое времязадающей цепью управляемого мультивибратора 20, на его выходе формируется импульс, по которому триггер переключается в нулевое состояние. При этом на выходе триггера 21 устанавливается потенциал «О», который поступает на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 19, на выходе устанавливается потенциал «О», запрещающий формирование импульсов на выходе управляемого мультивибратора 20. Такое состояние сохраняется до появления на входе элемента 19 потенциала «1». При этом цикл повторяется с той лишь разницей, что триггер 21 устанавливается в единичное состояние и íà его выходе появляется через определенное время 5О потенциал «1».

Введение во втором варианте устройства блока распределителя 17 импульсов, который формирует два импульса, сдвинутые относительно друг друга (например, на 90 ), согласовывает переключение триггеров 7, 8 и счетчика 1 с импульсами, сформированными на выходе дешифратора 3. Причем триггеры 7 и 8 и счетчик 1 ереключаются по различным фронтам первого импульса распределителя, а вторым импульсом распределителя стробируют дешифратор 3 таким образом, что фронт записи в триггерах 7 и 8 приходит во время действия импульса на выходе дешифратора 3.

Предлагаемое устройство в сравнении с известным повышает надежность путем введения в устройство элементов 19 — 21, которые защищают устройство от ложных срабатываний (из-за дребезга контактов, дрожания руки оператора, вибрации клавиатуры и импульсных помех, наведенных на вертикальные шины матрицы), так как устройство устанавливает сигнал «Конец формирования кода» только в том случае, если клавиша длительно нажата. Защита осуществляется установкой периода колебаний выходных импульсов мультивибратора.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода информации, содержащее счетчик, регистр, дешифратор, клавиатуру, мультиплексор, элемент И, два триггера, первый и второй элементы И вЂ” HE, выход первого элемента И вЂ” НЕ подключен к входу счетчика, выходы которого являются одними информационными выходами устройства и подключены к адресным входам мультиплексора и информационным входам регистра, выходы которого являются другими информационными выходами устройства и подключены к входам дешифратора, выходы которого подключены к входам клавиатуры, выходы которой подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого подключен к информационному входу первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем защиты от сбоев, в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, управляемый мультивибратор и третий триггер, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход которого подключен к синхровходу третьего триггера, вход данных которого подключен к выходу первого триггера, входы элемента И подключены к выходам клавиатуры, а выход — к информационному входу второго триггера, установочный вход которого является входом «Разрешение опроса» устройства, а выход подключен к первому входу второго элемента И вЂ” HE, второй вход которого объединен с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ, подключен к выходу третьего триггера и является выходом «Конец формирования кода» устройства, выход второго элемента И- — НЕ подключен к входу стробирования регистра и установочному вхо ду первого триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮ

ЩЕЕ ИЛИ и второму входу первого эле1290286 мента И вЂ” НЕ, третий вход которого объединен с входами синхронизации первого и второго триггеров и является входом тактовых импульсов устройства.

2. Устройство для ввода информации, содержащее счетчик, регистр, дешифратор, клавиатуру, мультиплексор, элемент И, два триггера, первый и второй элементы И вЂ” НЕ, выход первого элемента И вЂ” HE подключен к входу счетчика, выходы которого являются одними информационными выходами устройства и подключены к адресным входам мультиплексора и информационным входам регистра, выходы которого являются другими информационными выходами устройства и подключены к входам дешифратора, выходы которого подключены к входам клавиатуры, выход мультиплексора подключен к информационному входу первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем защиты от сбоев, в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляемый мультиплексор и третий триггер, распределитель импульсов, выходы клавиатуры подключены к информационным входам мультиплексора и элемента И, выход которого подключен к информационному входу второго триггера, установочный вход которого является входом

«Разрешение опроса» устройства, а выход подключен к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И вЂ” НЕ, к выходу третьего триггера и является выходом «Конец формирования кода» устройства, выход второго элемента И вЂ” НЕ подключен к входу стробирования регистра и установочному входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второму входу первого элемента И вЂ” НЕ, третий вход которого подключен к входам синхронизации первого и второго триггеров и первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого подключен к входу стробирования дешифратора, а вход является входом тактовых импульсов устройства, выход третьего триггера соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход которого подключен к синхровходу третьего триггера, вход данных которого подключен к выходу первого триггера.

1290286

Составитель И. Алексеев

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 7901//45 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4