Устройство для ввода информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации с клавиатуры в системе обработки данных, управляемой микропроцессором . Целью изобретения является повышение достоверности ввода информации. Устройство содержит клавиатуру , блок индикации, регистр, с первого по третий счетчики, с nep-t вого по пятый триггеры, блок синхронизации , генератор, с первого по четвертый форьмрователн импульсов, линию связи. Обмен информацией между клавиатурой и микропроцессором осуществляется при помощи двух счетчиков, один из которых производит опрос матрицы клавиатуры. Счетчики соединены линией связи и работают синхронно . Информация считывается с выходов второго счетчика. По линии связи передаются импульсы различной длительности , обеспечивающие переключение счетчиков, их синхронизацию, указание на обнаружение замкнутого коммутационного элемента в клавиатуре , запись принятого микропроцессо-- ром состояния счетчика в регистр, к выходам которого подключены индикаторы . 3 ил. (Л 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (594 G 06 F 302

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4015800/24-24 (22) 28.01.86 (46) 23.06.87 Бюл. У 23 (71) Винницкое производственное объединение "Терминал" (72) И.А.Тютюнник, В.И.Козлов и В.П.Майданюк (53) 681.327. 11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 940149, кл. G 06 F 3/02, 1981..

Авторское свидетельство СССР

Ф 1236454, кл. С 06 F 3/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (») Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации с клавиатуры в системе обработки данных, управляемой микропроцессором. Целью изобретения является повышение достоверности ввода информации. Устройство содержит клавиатуру, блок индикации, регистр, с первого по третий счетчики, с пер-t вого по пятый триггеры, блок синхронизации, генератор, с первого по четвертый формирователи импульсов, линию связи. Обмен информацией между клавиатурой и микропроцессором осуществляется при помощи двух счетчиков, один иэ которых производит опрос матрицы клавиатуры. Счетчики соединены линией связи и работают синхронно, Информация считывается с выходов второго счетчика. По линии связи передаются импульсы различной длительности, обеспечивающие переключение счетчиков, их синхронизацию, указание на обнаружение замкнутого коммутационного элемента в клавиатуре, запись принятого микропроцессо-. ром состояния счетчика в регистр, к выходам которого подключены индикаторы. 3 ил.

1319015

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации в различные системы обработки данных, управляемые микропроцессором, Цель изобретения — повышение достоверности ввода информации.

На фиг. 1 представлена структурная

10 схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы при передаче информации о состоянии элементов коммутации; на фиг.3 — временная диаграмма работы при управлении элементами индикации.

t5

Устройство (фиг. 1) содержит мультиплексор 1, дешифратор 2, регистр 3, блок 4 индикации, матрицу 5 коммута-, ционных элементов, первый счетчик б, блок 7 синхронизации, элемент И 8, первый 9 и пятый 10 элементы НЕ, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, элемент ИЛИ 14, первый формирователь 15 импульсов, четвертый триггер 16, генератор 17, третий счетчик 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 формирователи импульсов, второй 22, третий 23 и четвертый 24 элементы НЕ, элемент ИЛИ-НЕ 25, второй счетчик 26, третий триггер 27„.

Дополнительно на фиг.1 показаны позициями 28-32 входы и выходы блока синхронизации, позициями 33-37— входы и выходы устройства.

Устройство работает следующим 35 образом.

В исходном состоянии на первом 33 и на третьем 34 управляющих входах устройства установлены сигналы низ- 40 кого уровня, а на втором управляющем входе 35 устройства — сигнал высокого уровня. Счетчик 18 считает импульсы с выхода генератора 17, имеющие период Т, сигнал с выхода тре — 45 тьего разряда этого счетчика через элемент НЕ 22 и формирователь 19 импульсов поступает на синхровход счетчика 26 и по линии связи — на синхровход счетчика б. Триггер 27 и триггер 16 сброшены сериями импульсов, поступающими на их входы сброса.

Триггер 13 также сброшен серией импульсов, поступающих на его вход сброса. Блок 7 после каждого перехода значения сигнала на его первом входе 28 от низкого уровня к высокому вырабатывает через время 2Т на первом выходе 30 сигнал, стробирующий триггер 11, через время 4Т вЂ” на выходе 34 импульс сброса триггера 11 и триггера 12 и через время 3Т вЂ” на входе 32 сигнал, стробирующий триггер 13.

Дешифратор 2 обеспечивает сканирование строк матрицы 5 элементов коммутации 5, а мультиплексор 1 опрос ее столбцов. Сигнал высокого уровня на выходе мультиплексора 1 указывает на то, что установившемуся состоянию счетчика 6 соответствует замкнутый элемент коммутации.

Счетчики 6 и 26 переключаются по переднему фронту сигнала в линии связи, Эти счетчики имеют одинаковую разрядность и работают синфазно.

По линии связи передается инфорI мация об обнаружении замкнутого элемента коммутации и информация об обнулении счетчика 6, использующаяся для синхронизации работы счетчика 26 со счетчиком 6, а также для разделения циклов опроса матрицы элементов коммутации 5 (рассмотрено нике).

Состояния счетчика 6 и соответственно счетчика 26 распределены следующим образом. Состояния, в которых старший разряд счетчиков равен единице, соответствуют элементам коммутации. Состояния, в которых старший разряд этих счетчиков равен нулю, соответствуют всем возможным состояниям индикаторов блока 4, подключенным к выходам счетчика 6..

Так при использовании 8-разрядных счетчиков устройство может иметь 128 элементов коммутации и 7 индикаторов, которые могут иметь 128 возможных состояний.

Прохождение, сигнала с выхода мультиплексора 1, указывающего на обнаружение замкнутого элемента коммутации, разрешается через элемент

И 8 при единичном значении старшего разряда счетчика 6, т.е. когда этот счетчик находится в состояниях, соответствующих элементам коммутации.

Возможность взведения триггера 13, управляющего регистром 3, в который записывается код, соответствующий требуемому состоянию индикаторов, обеспечивается только при нулевом значении старшего разряда 6, так как только в этом случае на входе данных этого триггера имеется сиг1319015

35 нал высокого уровня с выхода элемента НЕ 9.

Передача информации о состоянии элементов коммутации происходит следующим образом. 5

Если установившему значению разрядов счетчика 6 соответствует разомкнутый элемент коммутации, то на входе данных триггера 11 присутствует сигнал низкого уровня и при 10 его стробировании через время 2Т после переднего фронта сигнала на линии связи, обусловившего переключение счетчика в это состояние, производимое блоком 7, этот триг- 15

rep не взводится. При этом длительность высокого уровня импульса на лйнии связи, обусловившего переключение счетчиков 6 и 26 в указанное состояние, .остается равной 4Т. 20

Если установившемуся состоянию счетчика 6 соответствует замкнутый элемент коммутации, то импульсом с выхода 30 блока 7, вырабатывающимся через время 2Т после перехода сигнала на линии связи от низкого уровня к высокому, взводится триг гер 11, после чего сигнал с его прямого выхода через элемент ИЛИ 14 и первый формирователь 15 обусловит появление на линии связи сигнала низкого уровня, так как формирователи 15, 19,20,21 представляют. собой элементы с открытым коллектором и реализуют функцию проводного ИЛИ по нулям. Таким образом, длительность высокого уровня импульса на линии связи, обусловившего переход счетчика 6 в состояние, соответствующее замкнутому элементу коммутации, рав- 40 на 2Т.

После переполнения счетчика 6 на выходе его старшего разряда появляется сигнал низкого уровня, который взводит триггер 12, сигнал с прямого 45 выхода которого через элемент ИЛИ 14 и формирователь 15 импульсов обуславливает появление на линии связи сигнала низкого уровня.

Таким образом, длительность высокого уровня импульса на линии связи, обусловившего обнуление счетчика 6 после переполнения определяется временем распространения сигналов в элементах схемы и составляет время менее Т.

Через время, равное или несколько большее 4Т после переднего фронта

4 сигнала по линии связи, блок 7 вырабатывает на своем выходе 3 1 импульс сброса триггеров 11 и 12.

Прием информации о состоянии элементов коммутации и об обнулении счетчика 6 происходит следующим образом.

Для определения ситуаций, когда происходит обнаружение замкнутого элемента коммутации или обнуление счетчика 6 предназначен элемент

ИЛИ-НЕ 25, на один вход которого поступает сигнал с выхода элемента

НЕ 22, а на второй вход этот же сигнал, но проинвертированный формирователем 9 импульсов. Таким образом, на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 25 присутствует сигнал высокого уровня а на выходе — сигнал низкого уровня.

Однако в момент когда после перехода сигнала на выходе третьего разряда счетчика 18, а вместе с ним и сигнала на линии связи, в состояние высокого уровня на выходе формирователя 15 импульсов появляется сигнал низкого уровня, свидетельствующий об обнаружении замкнутого элемента коммутации или об обнулении счетчика 6, на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 25 появляются сигналы низкого уровня, а на его выходе — сигнал высокого, уровня.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ-HE 25 поступает на входы данных триггеров 27 и 28. Триггер 27 стробируется через время Т после перехода третьего разряда счетчика 18 в состояние высокого уровня, а триггер 16 — через время ЗТ. Таким образом, в результате стробирования триггер 16 взводится при обнаружении замкнутого элемента коммутации, триггер 27 при обнулении счетчика 6.

При взведении триггера 16 на стробирующем выходе 36 устройства возникает сигнал запроса прерывания микропроцессора. Одновременно на выходе. элемента HE 24 появляется сигнал низкого уровня, переводящий счетчик 18 в режим параллельной записи, обеспечивающий сохранение установившегося состояния устройства на время, необходимое микропроцессору для обработки прерывания. На линии связи на это время сохраняется сигнал низкого уровня с выхода формирователя 21 импульсов. После считывания информации с выходов счетчика 26, являющихся

1319015 информационными выходами 37 устройстваа, микр опр оце с с ор устанавливает и снимает на первом управляющем входе 33 устройства сигнал высокого уровня, при этом сбрасывается счетчик 18 5 и триггер 16 и разрешается дальнейшая работа устройства.

При взведении триггера 27, обусловленном обнулением счетчика 6, сигналом с инверсного выхода этого триггера взводится триггер 16 и пов торяется описанная ситуация, а сам триггер 27 сбрасывается сигналом низкого уровня с выхода элемента

НЕ 23, на входе которого появляется сигнал высокого уровня при переходе счетчика 18 в режим параллельной записи.

При этом микропроцессор считывает с информационных выходов 37 устройства нулевой код, разделяющий циклы опроса матрицы 5 элементов, коммутации.

Таким образом, приемнику постоянно передается информация о состоянии элементов коммутации и код, разделяющий циклы опроса матрицы. Микропроцессор производит обработку информации, поступающей от устройства вво- 30 да. Коды, соответствующие алфавитноцифровым клавишам, воспринимаются.

t один раз, если эти коды отсутствовали в предыдущем цикле опроса и в дальнейшем игнорируются, коды от управляющих клавиш учитываются по° стоянно.

Управление индикаторами производится следующим образом. Микропроцессор хранит информацию о состоя- щ нии индикаторов в виде кода, каждый разряд которого соответствует определенному индикатору, а значение разряда — состоянию индикатора. Например, светящемуся индикатору соответствует нуль, а погашенному — единица. При необходимости установить требуемое состояние индикаторов микропроцессор дожидается очередного получения кода, разделяющего циклы опроса матрицы 5 элементов коммутации, при этом счетчик обнулен. Затем на втором управляющем входе 35 устройства микропроцессор изменяет значение сигнала от высокого уровня к низкому и наоборот количество раз, на единицу меньше двоичного числа, которое представляет собой код состояния индикаторов. При этом на линии связи формируются импульсы с выходов формирователей 19 и 21 импульсов, которыми счетчик 6 и счетчик 26 устанавливаются в состояние, соответствующее двоичному числу, на единицу меньшему числа, которое представляет собой код требуемого состояния индикаторов.

Изменение значения сигнала на втором управляющем входе 36 устройства производится таким образом, чтобы длительность высокого уровня сигнала на линии связи при этом превышала ЗТ, а период импульсов превышал 4Т. Затем на первом 33 и третьем 35 управляющих входах устройства устанавливаются сигналы высокого уровня, при этом счетчик 18 сбрасывается, а также разрешается прохождение сигнала с второго выхода счетчика 18 через формирователь 20 импульсов в линию связи. Затем на первом управляющем входе 33 устройства устанавливается сигнал низкого уровня, разрешающий счет счет- . чика 18, который начинает считать импульсы с выхода генератора 17.

После установки на выходе третьего разряда счетчика 18 сигнала высокого уровня этот сигнал, проходя через элемент НЕ 22 и формирователь 19 импульсов, обусловливает появление на линии связи сигнала высокого уровня, при этом на выходе второго разряда счетчика 18 имеется сигнал низкого уровня. Затем через . время 2Т сигнал на выходе второго разряда счетчика 18 переходит от низкого уровня к высокому и, проходя через формирователь 20 импульсов, обусловливает появление на ,линии связи сигнала низкого уровня.

Таким образом, на линии связи формируется положительный импульс длительностью 2Т. По переднему фронту этого импульса счетчики 6 и 26 устанавлива-.. ются в состояние, соответствующее коду индикации.

Через время ЗТ после каждого переднего фронта импульса на линии связи и на первом входе блока 7, последний формирует импульс, стробирующий триггер 13. Если длительность высокого уровня импульса на линии связй 16 превышает ЗТ, то в момент стробирования триггера 13 на входе сброса этого триггера присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента НЕ 10. Если

1319015 длительность высокого уровня импульса на линии связи меньше ЗТ, триггер 13 взводится при условии, что на его вхо. де данных имеется сигнал высокого уровня, что имеет место при нулевом 5 значении старшего разряда счетчика 6, т.е. если этот счетчик находится в состояниях, соответствующих кодам индикации.

При взведении триггера 13 стробируется регистр 3, в который записывается установившееся значение разрядов счетчика 6.

Так как нулевой код, разделяющий циклы опроса матрицы 5 элементов ком- 15 мутации имеют нулевой страший разряд и поэтому находится в зоне кодов индикации, выработка блоком 7 импульса, стробирующего триггер 13, запрещается сигналом, поступающим на вто- 0 рой вход блока 7 с инверсного выхода триггера 12, который взводится при обнулении счетчика 6.

Через время ЗТ после перехода сигнала на выходе третьего разряда счетчика 18 при записи кода индикации происходит переход в состояние высокого уровня сигнала на выходе первого разряда этого счетчика, при этом сигнал на выходе второго разряда этого счетчика имеет значение высокого уровня, т.е. стробируется триггер 16. В этот момент на входе данных этого триггера присутствует сигнал высокого уровня с выхо- 35 да элемента ИЛИ-НЕ 25, так как на одном входе этого элемента присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента HE 22, а на втором входе — сигнал низкого уровня с выхода 40 формирователя 20 импульсов. В результате триггер 16 взводится, блокируя работу схемы и выставляя запрос на прерЫвание как описано выше. Получив в данной ситуации запрос на пре- 45 рывание, микропроцессор устанавливает на третьем управляющем входе 34 устройства сигнал низкого уровня, возвращая устройство из режима записи кода индикации в режим приема 50 кодов замкнутых элементов коммутации.

Затем установив и сняв сигнал высо кого уровня на первом управляющем входе устройства, микропроцессор разрешает дальнейшую работу устройства.

Триггер 13 устанавливается в исходное состояние сигналом низког уровня с выхода элемента HE 10 при появлении на линии 16 связи сигнала высокого уровня.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, с одержаще е ма три цу ко ммута цио нных эл еме нт ов, мул ьтипл ек сор, дешифр атор, с первого по третий счетчики, с первого по четвертый триггеры, блок синхронизации, блок индикации, с первого по четвертый элементы НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-HE генератор, первый и второй формирователи импульсов, выходы первой группы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выходы второй группы первого счетчика соединены с адресными входами мультиплексора, выходы дешифратора соединены с горизонтальными шинами матрицы коммутационных элементов, вертикальные шины которых соединены с информационными входами мультиплексора, выход старшего разряда первого счетчика соединен через первый элемент НЕ с синхровходом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а инверсный — с вторым входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации первого триггера, второй — с входами сброса первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, первым входом блока синхронизации и со счетным входом второго счетчика, первым входом элемента ИЛИ-НЕ и выходом второго формирователя импульсов, первый вход которого является вторым управляющим входом устройства, выход генератора импульсов соединен со счетным входом третьего счетчика, первый выход которого соединен с входами синхронизации третьего и четвертого триггеров, второй вы—

<ход третьего счетчика соединен с входом сброса четвертого триггера и через третий элемент НŠ— с входом сброса третьего триггера, третий выход третьего счетчика соединен через второй элемент НЕ с вторыми входами второго формирователя импульсов и элемента ИЛИ вЂ , выход которого соединен с информационными вхо1319015 дами третьего и четвертого триггеров, информационные входы младших разрядов третьего счетчика соединены с шиной положительного потенциала устройства, а старшего разряда — с 5 шиной нулевого потенциала устройства, вход сброса третьего счетчика является первым управляющим входом устройства, прямой выход третьего триггера соединен с входом сброса второго счетчика, а инверсный — с входом установки четвертого триггера, выход которого соединен через четвертый элемент НЕ с входом параллельной записи третьего счетчика, и является выходом запроса прерывания устройства, выходы второго счетчика являются информационными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности ввода информации, в него введены регистр, пятый триггер, элемент И, пятый элемент НЕ, третий и четвертый формирователи импульсов, информа25 ционные входы регистра соединены с выходами первой и второй групп первого счетчика, выходы регистра соеди-, нены с входами блока индикации, выход мультиплексора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, третий выход блока синхронизации соединен с входом синхронизации пятого триггера, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход сброса пятого триггера через пятый элемент НЕ соединен с выходом первого формирователя импульсов, выход пятого триггера соединен с входом синхронизации регистра, выход элемента И соединен с информационным входом первого триггера, выходы третьего и четвертого формирователей соединены со счетным входом второго счетчика, первый вход третьего формирователя импульсов является третьим управляющим входом устройства, второй вход второго формирователя импульсов соединен с вторым выходом блока синхронизации, первый вход четвертого формирователя импульсов объединен с первым входом второго формирователя, второй вход четвертого формирователя импульсов соединен с прямым выходом четвертого триг гера.

1319015

Линия сЬ ® зи 5 вр р. -— вр р.

1разр. а о 18 2У. алых 31

Вых 32

РН7

Триггер 11

Триггер 12

Триггер 27

Триггер 28 в вр ния у — lЛ

Ю д фиг.2

Вход 38 устаиойа индицируомого кода

Вход 3$ залиси индицируеиого кода

Вход 3Чрозремения уоичюйс ка линия <бязи lо

Вчвтчики б,2Ю

Вь1ход ЗЯ длока сищрд низации триггер сброда реазсжра индикаци 7Ë

Разряд!

® Разряд 2

Я

Разряд 3

Триггер 2S д 8

Фиг. 3

Составитель А.Трунов

Техред М.Ходанич

Редактор А.Ворович

Корр ек тор М. Шар оши

Заказ 2513/43 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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