Сенсорный переключатель

 

1. СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий мультиплексор, информационные входы которого соединены с п сенсорными площадками, управляющие входы подключены к выходам основного . счетчика, а выход,.и стробирующий вход соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, а также дополнительный счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей , в, него введены демультиплексор, блок предварительной установки, п блоков памяти, элемент задержки, элементы И сброса и установки и элементы И-НЕ опроса, записи и установки, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом демультиплексора , другие входы которого подключены к выходам основного счетчика, а выходы - к первым входам соответствующих блоков памяти, вторые входы которых соединены с выходом элемента И установки, третьи входы - с выходом элемента И-НЕ записи, а четвертые входы подключены к выходу блока предварительной установки и первому входу элемента И установки. §::rf iT5;35v.., MJ, .Л второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ установки, первый вход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ записи и первым, выходом основного счетчика, второй вход подключен к второму входу элемента И-НЕ записи, первому входу элемента И-НЕ опроса, выходу дополнительного счетчика и первому входу элемента И сброса, а третий вход соединен с третьим входом элемента И-НЕ записи, вторым входом И-НЕ опроса и через элемент задержки - с вторым входом элемента И сброса., тактовой шиной и первым входом основного счетчика, второй выход которого подключен к третьему входу элемента И g сброса, а последний выход - к перво (Л му входу дополнительного счетчика, вторые входы основного и дополнительс ного счетчиков соединены с выходом элемента И сброса, а выход элемента И-НЕ опроса подключен к стробирукицему входу .мультиплексора. 2. Переключатель по п, 1J отличающийся тем, что каждый блок памяти состоит из RS ,D. и рк -триггеров, причем первый и второй входы блока памяти соединены соответственно с 5 и R -входами ю RB -триггера, неинвертирующий выход которого подключен к С-входу DK -триггера и D -входу D -триггера, л С и R -входа которого соответственно подключены к третьему и четвертому , входам блока памяти, а инвертирующий выход D -триггера соединен с D- и К-входами JK-тригге. ра, R -вход которого подключен к четвертому входу блока памяти, а выход JK -триггера соединен с соответствующей выходной шиной.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1010726 A

З 5р Н 03 К 17/945

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, : -::::, 13 г с а эдд (21) 3362147/18-21 (22) 26.11.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) A.В. Антонов, В.В. Будников и Ю.M Герасимов (71} Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики и электроники АН Украинской ССР (53) 621.316.56(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 575773, кл. Н 03 К 17/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 752802, кл. H 03 К 17/00, 07.07.78.

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий мультиплексор, информационные входы которого соединены с и сенсорными площадками, управляющие входы подключены к выходам основного счетчика, а выход, и стробирующий вход соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, а также дополнительный счетчик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него .введены демультиплексор, блок предварительной установки, и блоков памяти, элемент задержки, элементы И сброса и установки и элементы И-НЕ опроса, записи и установки, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом демультиплексора, другие входы которого подключены к выходам основного счетчика, а выходы — к первым входам соответствующих блоков памяти, вторые входы которых соединены с выходом элемента И установки, третьи входы — с выходом элемента И-НЕ записи, а четвертые входы подключены к выходу блока предварительной установки ипервому входу элемента И установки, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ установки, первый вход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ записи и первым выходом основного счетчика, второй вход подключен к второму входу элемента И-НЕ записи, первому входу элемента И-НЕ опроса, выходу дополнительного счетчика и первому входу элемента И сброса, а третий вход соединен с третьим входом элемента

И-HE записи, вторым входом И-НЕ опроса и через элемент задержки — с вторым входом элемента И сброса., тактовой шиной и первым входом основного счетчика, второй выход которого подключен к третьему входу элемента И сброса, а последний выход — к первому входу дополнительного счетчика, /фью вторые входы основного и дополнитель ного счетчиков соединены с выходом

-элемента- И сброса, а выход элемента

И-НЕ опроса подключен к стробирующе- р му входу мультиплексора.

2. Переключатель по и. 1, о т — 1® л и ч а ю шийся тем, что каждый авив

:блок памяти состоит из RS,З. и

3К -триггеров, причем первый и вто- ® рой входы блока памяти соединены ( соответственно с S u R --входами

R5 -триггера, неинвертирующий выход которого подключен к С-входу фф

3К -триггера и Э -входу 9 -триггера

С и R -входы которого соответственно подключены к третьему и четвертому: входам блока памяти, а ин-, вертирующий выход 9 -триггера соединен с 3 — - и К -входами 3К, -триггера, R -вход которого подключен к чет- ф вертому входу блока памяти., а выход

JK -триггера соединен с соответствующей выходной шиной.

1010726

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в пультах управления различных устройств, в част ности в коммут аторах и устройствах ввода информации в 3ВМ.

Известен сенсорный коммутатор, содержащий мультиплексор, соединенный с сенсорными площадками, счетчик, регистр, тригГер и логические элементы (1 1.

Недостаток указанного устройства — невозможность обеспечения независимой фиксации касания площадок.

Наиболее близким к предлагаемому является сенсорное переключающее устройстBQ содержащее мультиплексор, входы которого соединены с соответствующими сенсорными площадками, основной и дополнительный счетчики, регистр и элементы И-HE Г2 3.

Недостаток известного устройства — невозможность обеспечения независимой фиксации касания сенсорных площадок, так как регистр, выполняю щий функцию памяти, хранит информацию о номере только одной сенсорной площадки, прикосновение к которой было последним, что сужает функциональные возможности устройства.

t0

45

Цель изобретения — расширение 30 его функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в сенсорный переключатель, содержащий мультиплексор, информационные входы которого соединены с

-сенсорными площадками, управляющие входы подключены к выходам основного счетчика, а выход и стробирующий вход соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, а также дополнительный счетчик, в не- 40

ro введены демультиплексор, блок предварительной установки, П блоков памяти, элемент задержки, элементы И сброса и установки и элементы

И-HE опроса, записи и установки, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом демультиплексора, другие входы которого подключены к выходам основного счетчика, а выходы — к первым входам соответствующих блоков памяти, вторые входы которых соединены с выходом элемента И установки, третьи входы — с выходом элемента И-НЕ записи, а четвертые входы подключены к выходу блока предварительной установки и пер55 вому входу элемента И установки, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ установки, первый вход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ записи и первым 60 выходом основного счетчика, второй вход подключен к второму входу элемента И-НЕ записи, первому входу элемента И-HE опроса, выходу дополнительного счетчика и первому входу 65

-Ф элемента И сброса, а третий вход соединен с третьим входом элемента И-НЕ записи, вторым входом И-НЕ опроса и через элемент задержки — с вторым входом элемента И сброса, тактовой шиной и первым входом основного счетчика, второй вы-.. ход которого подключен к третьему вхо " ду элемента И сброса, а последний выход — к первому входу дополнительного счетчика, вторые входы основного и дополнительного счетчиков соединены с выходом элемента И сброса, а выход элемента И-НЕ опроса подключен к ытробируюшему входу мультиплексора.

Причем каждый из блоков памяти состоит из 5, Э и ЭК вЂ триггер, причем первый и второй входы блока памяти соединены соответственно с

S и Р -входами RS †тригге, неинвертирующий выход которого подключен к С-входу, 3К--триггера и П -входу D — триггера, С и Р— входы которого соответственно подключены к третьему и четвертому входам блока памяти, а инвертирующий вход В -триггера соединен с 3 — и К вЂ входа 3K †триггера, R -вход которого подключен к четвертому вхбду блока памяти, а выход ЭК -триггера соединен с соответствующей выходной шиной.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Сенсорный переключатель содержит мультиплексор 1, П -сенсорных площадок 2, основной счетчик 3, элемент

ИЛИ-НЕ 4, демультиплексор 5, П -блоков б памяти, каждый иэ которых включает в себя RS -триггер 7, Я -триггер 8 и 3К -триггер 9, тактовую шину 10, элемент И 11 сброса, элемент

12 задержки, дополнительный счетчик

13, элемент И-НЕ 14 установки, элемент И-НЕ 15 записи, элемент И-НЕ 16 опроса, элемент И 17 установки, блок

18 предварительной установки, информационные выходные шины 19.

Сенсорный переключатель работает следующим образом.

При подаче питания на переключатель блок 18 предварительной установки вырабатывает одиночный импульс отрицательной полярности, устанавливающий по R -входам QS Э и

OК -триггеры 7 — 9 всеХ блоков б памяти в состояние "0". Это же состояние устанавливается на информационных шинах 19.

Работа сенсорного переключателя построена по циклическому принципу, цикл состоит из ьК+ 2 тактов.

Длительность такта T-равна периоду следования тактовых импульсов поло- жительной полярности (фиг. 2 а ), поступающих по тактовой шине 10. В каждом такте опрашивается одна сенсор1010726

Рассмотрим формирование управляющих сигналов. Таковые импульсы (фиг. 2 а ) положительной полярности длительностью Т«Т поступают с так.тирующей шины 10 на вход элемента 12 задержки. На выходе элемента 12 задержки получается последовательность импульсов (фиг. 2 б ) положительной полярности с периодом T и длительностью ь, задержанная относительно последовательности тактовых импульсов на время Г - (ь < Т).

3 3

Тактовые импульсы поступают также на 40 первый вход основного счетчика 3.

Последовательное изменение состояний выходов счетчика 3 приводит к поочередному опрашиванию информационных входов мультиплексора 1, соединен- 45

НЫХ С СООТВЕТСТВУЮЩИМИ СЕНСОРНЫМИ площадками 2. За м тактов опрашиваются все сенсорные площадки 2 переключателя. Затем на тактах (n+1)-2ь прОизвОдится пОвтОрный ОпрОс сеНсор- 50 ных площадок 2 и т. д. Количество проведенных в течение цикла-опросов сенсорных площадок 2 подсчитывается дополнительным счетчиком 13. Таким образом, 1 -сенсорная площадка 2 опрашивается в !, 24,..., К1 тактах 55 ,цикла. В каждом из рК гервых тактов цикла элементом 16 И-HE onpoca формируется импульс опроса (фиг. 2 в) отрицательной полярности длительностью ь, поступающий на стробирую- 60 щий вход мультиплексора 1. !!мпульс опроса во времени совпадает с последовательностью .задержанных тактовых импульсов. В и К +1 такте цикла элеl мент 15 И-ЙЕ записи формирует импульс65

ЗО ная площадка 2, а опрос всех площадок 2 происходит в течение ПК первых тактов цикла. При этом за время цикла каждая сенсорная площадка 2 .Опрашивается К раз с периодом, равным ПТ . В последних двух дактах 5

Цикла опрос сенсорных площадок 2 не производится. В nK+ 1 такте в D -триггерах 8 блоков 6 памяти фиксируются результаты опроса сенсорных площадок 2, в nY + 2 такте в 10 .нулевое состояние устанавливаются

PS -триггеры 7 и основной и дополнительный счетчики 3 и 13. Управляющие сигналы, необходимые для работы сенсорного переключателя по цик-!5 лическому принципу, формируются основным и дополнительным счетчиками

3 и 13, элементом 12 задержки, элементом И-НЕ 16 опроса, элементом

И-HE 15 записи, элементом И-HE 14 установки и элементом !! 11 сброса, При этом коэффициент пересчета основ ного счетчика 3 -и, а коэффициент пересчета дополнительного счетчика

13-2К, и они определяют соответственно число опрашиваемых сенсорных пло-, щадок 2 и количество К опросов каждой площадки 2 в течение цикла. записи (фиг. 2 r ) отрицательной полярности длительностью !.. ЭтОт импульс поступает на С входы D -триггеров 8 всех блоков 6 памяти, устанавливая их в те же состояния, в которых к этому времени находятся

gS -триггеры 7 этих же блоков 6.

В nk+ 2 такте цикла элемент И-НЕ 14 установки формирует импульс установки (фиг. 2 д ) отрицательной полярности длительностью . Этот импульс, проходя через элемент И 17 установки, поступает на Й входы RS -триггерон 7 всех блоков 6 памяти, .уста" навливая их в нулевое состояние. При поступлении К+ 2 тактового импульса элемент И 11 сброса формирует положительный импульс сброса (фиг.2 е ), устанавливающий в нулевое состояние основной и дополнительный счетчики

3 и 13. Затем работа сенсорного пе-реключателя циклически повторяется.

При отсутствии касания сенсорных площадок 2 импульсы опроса (фиг. 2 в) отрицательной полярности, поступая на стробирующий вход мультиплексора

1, инвертируются и проходят на его выход в виде импульсов положительной полярности, совпадающих с выходными по времени. Эти импульсы и импульсы опроса поступают на входы элемента HJIH — HE 4, на выходе которого при этом постоянно присутствует уровень "0". Этот уровень поступает на вход демультиплексора 5, управляемого выходными сигналами основного счетчика 3 и работающего синхронно с !

Ультиплексором 1. При- этом на

В -входы R5 †триггер 7 блоков

6 памяти с выходов демультиплексора

5 поступают уровни "1". "Р5 -триггеры

7 остаются в состоянии "0" в которое они были установлены импульсом установки (фиг. 2 д )в nK+ 2 такте предыдущего цикла.

В ПК+ 1 такте цикла импульс записи (фиг. 2 r ) с элемента Й-НЕ 15 записи устанавливает в состояние "0"

D -триггеры 8 блоков 6 памяти. В

nK + 2 такте цикла импульс установки (фиг. 2 д ) с элемента И-HE 14, проходя через элемент И 17 установки, поступает на Я -входы RS -триггеров 7 блоков 6 памяти, подтверждая их нулевое состояние. При поступлении nK+ 2 тактового импульса импульс сброса (фиг. 2 е ) с элемента И 11 устанавливает в нулевое с"эстояние основной и дополнительный счетчики 3 и 13. На этом заканчивается цикл работы переключателя;

При касании i сенсорной площадки к монтажной емкости этой площадки и емкости информационного входа мультйплексора 1 добавляется е емкость тела оператора. Суммар ная емкост не успевает "зарядиться за вре- мя действия импульса опроса и в тактах i 2 i,..., ii эти импульсы

1010726 на выход мультиплексора 1 не проходят. Это создает условия для прохождения в тактах i, 2i,..., с1 импульсов опроса (фиг. 2 в ) отрицательной полярности через элемент ИЛИ-HE 4.

B. элементе ИЛИ-HE 4 импульсы опроса инвертируются и поступают на вход демультиплексора 5, а с его i -выхода, еще раз проинвертированные, на 5 -вход РБ -триггера 7 i -блока б памяти. RS триггер 7 устанавли- 10 вается в единичное состояние. При этом, если в предыдущем цикле касания 1 -ой сенсорной площадки 2 зафиксировано не было и Э -триггер 8 находится в нулевом состоянии, то "1" 15 с его инвертирующего выхода поступает на Э, К -входы ЗК -триггера 9, который перебрасывается в противоположное состояние положительным перепадом с неинвертирующего выхода

Q5 -триггера 7. Если же в предыдущем цикле зафиксировано касание

-ой сенсорной площадки 2 (касание не прерывалось ) и Р -триггер 8 находится в единичном состоянии, то

"0" с его инвертирующего выхода блокирует 3K †.триггер 9 по 3 вЂ, K -входам.

3К -триггер 9 остается в исходном состоянии. Таким образом, условием переброса 3k -триггера 9 в противоположное состояние является отсутствие касайия в предыдущем цикле и на-. личие касания в данном. Далее в и К + 1 такте цикла импульс записи с элемента И-НЕ 15 устанавливает в состояние "1" 9 — триггер 8. i -бло- 3S ка б памяти. В пК + 2 такте цикла импульс установки с элемента И-НЕ 14 устанавливает в нулевое состояние

RS -триггер 7 i -блока б памяти, а при поступлении пК + 2 тактового им- 4g пульса импульс сброса с элемента 11

И сбрасывает в нулевое состояние

ocHoBHoH H дополнительный

3 H 13.

При одновременном касании 1 и сенсорных площадок в тактах

2 ..., К, К импульсы опроса не проходят на выход мультиплексора 1 а на выходе элемента ИЛИ-HE 4 в этйх тактах появляются импульсы положительной полярности, поступающие на вход демультиплексора 5. В 1, 2i

К тактах импульсы с i -выхода демультиплексора 5 устанавливают в единичное состояние Рб -триггер 7

-блока б памяти, а в j,2j,...,К) тактах импульсы с выхода демультиплексора 5 — RS -триггер 7 1 -блока б памяти. При этом, если в предыдущем цикле касания i u j сенсорных площадок 2 зафиксировано не было и D -триггеры 8 1 и j блоков б памяти находятся в нулевом состоянии, то

3К -триггеры 9 этих блоков б памяти перебрасываются -в противоположные состояния, Если же в предыдущем цикле зафиксировано касание i или обеих сенсорных площадок 2 и 13 — триг геры 8i, j — или обоих блоков б памяти находятся в единичном состоянии, то 3К -триггер 9 i, j или ЭК -триггеры 9 обоих блоков б остаются в исходном состоянии. Далее сенсорный переключатель работает аналогично в пределах вышеуказанного цикла. Таким же образом работает сенсорный переключатель и при касании любого числа, в общем случае и, сенсорных площадок.

Таким образом, предлагаемый сенсорный переключатель, являясь переключателем с независимой фиксацией, позволяет компоновать пульты управления самого различного назначения.

1010726

1010726

Составитель A. Захарова

Редактор Н. Ковалева Техред д.Пекарь Корректор A. Ференп

Заказ 2503/43 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4