Устройство для ввода-вывода информации

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДАВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов, первый и второй счетчики , клавиатуру, .коммутатор, блок регистров, дешифратор, первьА и второй формирователи, блок индикации, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выход старшего разряда которого соединен с входом второго счетчика, выходы которого соединены с входами группы первого формирователя и с входами первой группы второго формирователя, выходы первого и второго формирователей соответственно соединены с входами первой и второй групп блока индикации, выходы коммутатора соединены с входами блока регистров, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами второй группы второго формирователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства , в него введены блок опроса, третий счетчик и синхронизатор, первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, вход которого соединен с вторым входом синхронизатора , выход которого соединен с установочным входом третьего счетчика и первым входом коммутатора, входы группы которого соединены с выходами третьего счетчика, счетный вход которого соединен с вькодом генератора импульсов, второй вход коммутатора соединен с первым выходом блока опроса , второй выход которого соединен с входом первого формирователя и первым входом второго формирователя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока опроса,, вход которого соединен с вторым выходом второго счетчика , входы первой группы блока опроса являются входами устройства, входы второй группы блока опроса соединены 9 с выходами клавиатуры, входы первой группы которой соединены с выходами первого счетчика, входы второй и третьей групп клавиатуры соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок опроса со00 Од держит мультиплексор, счетчик и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом мультиплексора и является третьим выходом блока, прямые входы муль типлексора являются входами первой группы блока, инверсные входы мультиплексора являются входами второй группы , блока, выход мультиплексора является первыц выходом блока, вход счетчика является входом блока, первый вход элемента ШШ соединен с первым :выходом счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом элемен та ШШ и является вторым выходом бло ка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 4(51) G 06 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ка. (21) 3641470/24-24 (22) 13. 09. 83 (46) 23.01.85. Бюл. Н 3 (72) В.К. Швед (53) 681. 321. 11 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

У 1486329, кл. G 06 F 3/02, 1978.

2. Патент ФРГ У 2415050, кл. G 06 F 3/02, 1976 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДАВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее генера тор импульсов, первый и второй счетчики, клавиатуру, .коммутатор, блок регистров, дешифратор, первый и второй формирователи, блок индикации, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выход старшего разряда которого соединен с входом второго счетчика, выходы которого соединены с входами группы первого формирователя и с входами первой группы второго формирователя, выходы первого и второго формирователей соответственно соединены с входами первой и второй групп блока индикации, выходы коммутатора соединены с входами блока регистров, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами второй группы второго формирователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок опроса, третий счетчик и синхронизатор, первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, вход которого соединен с вторым входом синхронизатора, выход которого соединен с установочным входом третьего счетчика и первым входом коммутатора, входы группы которого соединены с выходами третьего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход коммутатора соединен с первым выходом блока опроса, второй выход которого соединен с входом первого формирователя и первым входом второго формирователя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока опроса, вход которого сое. динен с вторым выходом второго счетчика, входы первой группы блока опроI са являются входами устройства, входы второй группы блока опроса соединены Pg с выходами клавиатуры, входы первой группы которой соединены с выходами первого счетчика, входы второй и тре- С тьей групп клавиатуры соединены соответственно с выходами первого и вто- Я

» рого формирователей.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что блок опроса содержит мультиплексор, счетчик и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом мультиплексора и является третьим выходом блока, прямые входы муль типлексора являются входами первой группы блока, инверсные входы мультиплексора являются входами второй группы.блока выход мультиплексора является первьп1 выходом блока, вход счетчика является входом блока, первый ф вход элемента ИЛИ соединен с первым .выходом счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом элемен.та ИЛИ и является вторым выходом бло»

1136 1 41

1 .Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и предназначено для использования в технических средствах, требующих введения информации с клавиатуры, переключателей или жесткокоммутируемых связей и выведения ее на визуальный индикатор.

Развитие микроэлектронной техники позволяет конструировать перечислен- 1п ные приборы на основе больших интегральных схем (БИС). Обладая широкими внутренними функциональными возможностями за счет возросшей степени интеграции, БИС имеют определенные ограничения по количеству выводов на корпус. Ограничения по выводам предъявляют определенные требования к органиэации операций ввода-вывода информации в приборах и сводят задачу проектирования устройств ввода-вывода. к минимизации количества выводов. При этом, должно быть минимальным и количество оборудования, внешнего по отношению к корпусу БИС (шифраторы, де. 25 шифраторы, инверторы и т.п.)., рядных и сегментных сигналов и сигналов опроса клавиатуры связаны с входами матрицы клавиатуры и соответственно с разрядными и сегментными входами визуального индикатора через блоки усилителей, выход матрицы клавиатуры соединен с входом ключа записи, выход которого связан с входом регистра ввода блока регистров. Указанное устройство имеет преимущества перед известными, заключающиеся в том, что сигналы опроса матричного поля клавиатуры формируются не только на разрядных, но и на сегментных выводах БИС. При одинаковом количестве входов в БИС с блока клавиатуры общее количество клавиш в этом случае будет больше за счет возросшего числа опросных сигналов (2).

Однако устройство характеризуется низкой максимально возможной скоростью ввода, которая составляет одну команду за 1 цикл работы счетчика десятичных тактов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Известно устройство ввода и отображения информации, в котором разрядные тактовые сигналы индикатора являются одновременно сигналами опроса клавиатуры, при этом возможное количество клавиш по одному входу БИС определяется количеством разрядных сигналов11 1

Наиболее близким к предлагаемому является устройство ввода-вывода, содержащее счетчик двоичных тактов, счетчик десятичных разрядов, ключ записй, блок регистров ввода и вывода, дешифратор сегментный, дешифратор опроса клавиатуры, схема ИЛИ разряд- 0 ных и сегментных сигналов индикатора и опросных сигналов клавиатуры, блок (матрица) клавиатуры, генератор тактов, соединенных таким образом, что выходы счетчика двоичных тактов сое- 45 динены с входами дешифратора опроса клавиатуры, выходы которого соединены с первыми входами схем ИЛИ разрядных и сегментных сигналов, вторые входы которых подключены соот- 50 ветственно к выходам счетчика десятичных разрядов и дешифратора сегментов, управляющий вход счетчика десятичных тактов подключен к входу разрешения дешифратора опроса клавиату- 5 ры, выход регистра вывода блока регистров соединен с входами дешифратора сегментов, выходы схем ИЛИ раз

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода-вывода информации, содержащее генератор импульсов, первый и второй счетчики, клавиатуру, коммутатор, блок регистров, дешифратор, первый-и второй формирователи, блок индикации, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выход старшего разряда которого соединен с входом второго счетчика, выходы которого соединены с входами группы первого формирователя и с входами первой группы второго формирователя, выходы первого и второго формирователей соответственно соединены с входами первой и второй групп блока индикации, выходы коммутатора соединены с входами блока регистров,.выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами второй группы второго формирователя, дополнительно введены блок опроса, третий счетчик и синхронизатор, первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, вход которого соединен с вторым входом синхронизатора, выход которого соединен с установочным входом третьего счетчика и первым входом коммутатора, входы группы которого соединены с выходами третьего счетчика, счетный

3 l1361 вход которого соединен с выходом геI нератора импульсов, второй вход коммутатора соединен с первым выходом блока опроса, второй выход которого соединен с входом первого формирователя и первым входом второго формирователя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока опроса, вход которого соединен с вторым выходом второго счетчика, входы первой. группы б блока опроса являются входами устройства, входы второй группы блока опро". са соединены с выходами клавиатуры, входы первой группы которой соединены с выходами первого счетчика, входы второй и третьей групп клавиатуры соединены соответственно с выходами первого и второго форморователей.

Блок опроса содержит мультиплексор, счетчик и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом мультиплексора и является третьим выходом блока, прямые входы мультиплексора являются входами первой группы блока, инверсные входы мультиплексора являются входами второй группы блока, выход мультиплексора является первым выходом блока, вход счетчика является входом блока, первый вход элемента ИЛИ соединен с первым выходом щ .счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является вторым выходом блока .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — структурная 3 схема второго счетчика; на фиг. 3 структурные схемы первого и второго формирователей; на фиг. 4 — структурная схема третьего счетчика; на фиг. 5 — структурная схема блока опро4О са.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 счетчики, коммутатор 3, блок 4 регистров, дешифратор 5, первый 6 и второй 7 формирователи, син- 4 хронизатор 8, третий счетчик 9, блок

10 опроса, генератор 11 импульсов, блок 12 индикации, клавиатуру 13, кроме того, позициями 14-26 обозначены входы и выходы. 50

Второй счетчик 2 содержит триггеры 2-1, элемент И 2-2, элемент ИЛИ

2-3. Первый формирователь 6 содержит элементы И-НЕ 6-1, усилитель 6-2.

Второй формирователь 7 содержит муль- 55 типлексоры 7-1, усилители 7-2, третий счетчик 9 — триггеры 9-1, мультиплексор 9-2, блок 10 опроса — муль4l Ь типлексор 10-1, счетчик 10-2, элемент

ИЛИ 10-3 °

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов генератора 11 обеспечивает синхронность счета счетчиков 1 и 9. Поделенная на "5" частота с выхода счетчика 1 поступает на счетный вход счетчика 2 и далее с его выхода на вход счетчика 10-2 блока 10 опроса (фиг. 2 временная диаграмма).

Режиму индикации соответствует нулевое состояние нескольких триггеров Тг„ и Тг(„,„ кольцевого счетчика 10-2 и, соответственно, отсутствие сигнала на выходе элемента

ИЛИ 10-3. При этом на аноды блока ин;. дикации поступают сигментные сигналы

Л1-Л7, состояние которых определено дешифратором 5 по коду с выходов блока 4, а .на сетки индикатора — разрядные сигналы Д1-Д6.. Совпадение нулевых значений анодных и сеточных сигналов для люминесцентных инцикаторов вызывает свечение соответствующих сегментов в соответствующих разрядах индикатора. Режиму ввода соответствует единичное значение триггеров Тг„ и Tr(„, счетчика 10-2.

Если Тг„ в единичном состоянии, то на выводах второго формирователя возникает высокий единичный потенциал, блокирующий режим индикации, а на первом формирователе, так же как и при режиме индикации, сохраняется сканирующий импульс логического нуля.

Если при этом на управляющий вход ключа модуля клавиатуры 13 будет подан сигнал со счетчика 1, то ключ откроется на выходе модуля клавиатуры появится сигнал.

Проинвертированный с выхода мультиплексора 10-1 этот нулевой сигнал совпадения в виде синхроимпульса записи подается на коммутатор 3, через который цифровая тетрада счетчика 9 передается в блок 4 регистров. Благодаря синхронизатору 8, устанавливающему в исходное состояние счетчик

9 каждым десятью тактом, существует жесткое соотношение между цифровым кодом счетчика 9 и состояниями счетчиков 1 и 2. Ниже приводится таблица соответствий.

Как следует из таблицы соответствий, введение одного десятичного разряда числа при пятибитном счет41

Цифровой код счетчика 9

Единичное состояние разрядов счетчика 2

Нечетные

О

О

0

О

О

О

Четные

О.

0

О

0

О

3 11361 чике 1 требует двух (четный или нечетный) разрядных сигналов счетчика 2 и, следовательно, сигналов с выходов формирователя 6 достаточно только для ввода цифр трехразрядного деся- 5 тичного числа (разряды 10, 10" 1О ).

Поэтому для ввода остальных разрядов числа 10, 104, 10 в предлагаемой схеме используется еще одно состояние счетчика 10-2 - единичное состоя- .10 ние триггера Тг(„ „г. В этом случае блокируется формирователь 6 и разрешается сканирование импульса опроса модулей клавиатуры 13 на выходах формирователя 7. 15

3а два цикла счетчика 2 в блок 4 регистров может быть введено одно шестиразрядное десятичное число.

Таким образом, для кодирования одной десятичной цифры в клавиатуре 20 используется один ключ на МДП"транзисторе. Необходимо отметить, что ввод цифры "0" не требует никакого внешнего, по отношению к корпусу

БИС, оборудования и коммутаций, так 2 как код "О" всегда предварительно записывается в блок 4 регистров синхросигналои с выхода синхросигнализатора 8 через коммутатор 3. Поэтому для автоматического ввода числа 200000. 3g необходимы всего один ключ, вводящий цифру 2 в 10 разряд.

Состояние выходов счетчика l

Положительный эффект изобретения обеспечивается введением дополнительной операции автоматического ввода нескольких многоразрядных, десятичных чисел при минимальном увеличении количества выводов в корпусе БИС по сравнению с прототипом с одновременным обеспечением операции ручного ввода с клавиатуры, и вывода на визуальный индикатор без введения внешних по отношению к корпусу БИС согласующих элементов (усилителей) °

Обеспечение БИС широкими воэможностями ввода-вывода позволяет повысить универсальность схемы и расширить сферу его применения.

Возможность автоматического ввода многоразрядных числовых данных в сочетании с ручным вводом с клавиатуры, а также обеспечение БИС непосредственной стыковой как с блоком внешних коммутаций, так и с цифровым визуальным динамическим люминесцентным индикатором (дисплеем) позволяет сделать БИС универсальным и использовать его в широкой гамме приборов, отвечающих современным требованиям по габаритам, весу, потребляемой мощности, надежности, таких как измерители скорости и оборотов, таймеры, генераторы прямоугольных импульсов и т.п.

II36I4I

1136141

6ю 17

4l чьи 22 Рб) Ае Ж !Яма

Фав2

l 13Û 41

Составитель В. Верховский

Техред М.Надь Корректор М. Максимишинец

Редактор В. Петраш

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

Заказ 10286/36 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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