Сенсорный переключатель

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в пультах ввода и вывода информации. Целью изобретения является повышение достоверности функционирования за счет приведения в соответствие области срабатывания переключателя и области электрических параметров человека-оператора, а также расширение функциональных возможностей за счет идентификации неисправностей сенсорного поля. Это достигается путем введения второго и третьего элементов И, формирователей импульсов задержки и контроля, элемента ИЛИ опроса, элемента И-НЕ и Д-триггера контроля, а также блока контроля, состоящего из демультиплексора и Д-триггеров по числу выходов демультиплексора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

р©4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц 4 Н 03 К 17/945

t" й/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1092725 (21) 4213792/24-21 (22) 23.03.87 (46) 23 ° 04.89. Бюл, 11. 15 (71) Радиоастрономический институт

АН УССР (72) А.В.Антонов,: В.В.Будников и Ю.М.Герасимов (53) 621.316,56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 1092725, кл . Н 03 К l7/945, 1983„ (54) СЕНСОРНЬЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в пультах ввода и вывода информации, Целью изобретения является повы!

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N- 1092725.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования за счет приведения в соответствие области срабатывания переключателя .и области электрических параметров человекаоператора, достигаемое путем введения первого и второго элементов И, формирователей импульсов задержки и контроля, элемента И-НЕ, 0 .триггера контроля и элемента ИЛИ опроса, а

> также расширение функциональных возможностей переключателя за счет идентификации неисправностей сенсорного поля, достигаемое путем введения бло ка контроля, состоящего из демудьтип„„SU„„1474837 А 2 шение достоверности функционирования за счет приведения в соответствие области срабатывания переключателя и области электрических параметров .человека-оператора, а также расширение функциональных возможностей за счет идентификации неисправностей сенсорного поля. Это достигается путем введения второго и третьего элементов И, формирователей импульсов задержки и контроля, элемента ИЛИ on-роса, элемента И-НЕ и D ò èããåðà контроля, а также блока контроля, состоящего из демультиплексора и

D-триггepos по числу выходов демультиплексора„ 1 з,п. ф-лы, 4 ил .

2 лексора и D-триггеров по числу выходов демультиплексора, Эаый

На фиг. 1 приведена электрическая. р функциональная схема переключателя; на фиг.2 — диаграммы функционирования сенсорного переключателя при различных значениях эквивалентных электрических параметров человека;на фиг.3. временные диаграммы управляющих сигHcLJIoB» на фиг .4 — временные диаграммы работы формирователей импульсов.

Сенсорный переключатель содержит мультиплексор 1, М сенсорных площадок

2, элемент ИЛИ 3, опроса, элемент

И-НЕ 4, регистр 5, блок 6 сравнения, блок 7 контроля, основной счетчик 8, вспомогательный счетчик 9, дешифратор 10, тактовую шину 11, формирователь 12 импульсов задержки, формирователь 13 импульсов опроса, D-триг1474837 гер 14 касания, D-триггер 15 контроля, элемент ИЛИ 16 предустановки, дополнительный счетчик 17, элемент

ИЛИ 18 ошибки, D-триггер 19 записи, элемент ИЛИ 20 записи, D-триггер 21 управления, первый элемент И 22, D-триггер 23 ошибки, D-триггер 24 блокировки, выходной регистр 25, второй элемент И 26, формирователь 10

27 импульсов контроля, третий элемент И 28, выходные шины 29, контрольные шины 30, а также D-триггеры

31 и демультиплексор 32 блока 7 контроля. 15

Информационные входы мультиплексора 1 соединены с соответствующими сенсорными площадками 2, выход - с первым входом элемента ИЛИ 3 опроса и инвертирующим входом элемента И-НЕ 2р

4, а управляющие входы - с соответствующими информационными входами регистра 5, первыми входами блока 6 сравнения, управляющими входами блрка 7 контроля и выходами основного 25 счетчика 8, С-вход которого подключен к выходу старшего разряда вспомогательного счетчика 9 и входу старшего разряда дешифратора 10, вход второго разряда которого соединен 30 с выходом первого разряда вспомогательного счетчика 9, вход первого разряда — с тактовой шиной 11 и

С-входом вспомогательного счетчика 9, первый выход — с входами формирователей 12 и 13 импульсов задержки и импульсов опроса соответственно и

С-входаья D-триггеров 14 и 15 касания и контроля соответственно, вто рой Выход с первым Входом элемента 4р

ИЛИ 16 предустановки, третий выходс С-входом дополнительного счетчика

17, первым входом элемента ИЛИ 18. ошибки, S-входом D-триггера f9 записи и стробирующим входом блока 7; контра-45 ля, а четвертый выход - с первым входом элемента ИЛИ 20 записи„ второй вход которого подключен к прямому выходу D-триггера 21 управления, первому входу первого элемента И 22 ,и С-входам D-триггеров 19 и 23 запи50 си и ошибки соответственно, третий вход — к прямому выходу D-триггера

23 ошибки, четвертый вход " к инверсному выходу D-триггера 24 блокиров» ки, а выход — к С-входам выходного

55 регистра 25 и D-триггера 24 блокировки, Р- вход которого соединен с общей шиной, à S-.âõîä - с инверсным выходом D-триггера 21 управления и вторым входом элемента ИЛИ 18 ошибки, третий вход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 16 предустановки и прямому выходу D-триггера 14 касания, четвертый вход - к второму входу первого элемента И 22 и выходу второго элемента И 26, а выход — к

S-входу В-триггера 23 ошибки, D-вход которого подключен к общей шине. Вьход первого элемента И 22 соединен

Ф с третьим входом элемента ИЛИ 16 предустановки, выход которого соединен с R-входом дополнительного счетчика 17 и S-входом D-триггера 21 управления, D-вход которого подключен к общей шине, а С-вход - к выходу дополнительного счетчика 17. 0-вход

D-триггера 19 записи соединен с общей шиной, а выход — c С"входом регистра

5, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам выходного регистра 25 и вторым входам блока 6 сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 26, второй вход которого под1 ключен к прямому выходу Э-триггера

15 контроля, инверсный выход которого соединен с информационным входом блока 7 контроля, D-вход — с общей аз " ной, а S-вход — с выходом элемента

И-НЕ 4, второй вход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 3 опроса, выходу формирователя 12 импульсов задержки и входу формирователя 27

1 импульсов контроля, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 28, второй вход которого подключен к выходу формирователя 13 импульсов опроса, а выход — к С-входу мультиплексора 1, причем выход элемента ИЛИ 3 опроса соединен с S-входом D-триггера 14 опроса, D-вход которого подключен к общей шине, а выходные 29 и контрольные 30 шины соединены с выходами выходного регистра 25 и блока 7 контроля соответственно, Кроме того, управляющие и информационный входы демультиплексора

32 соединены соответственно с управляющими и стробирующим входами блока

7 контроля, а выходы подключены к

С-входам соответствующих выходных

D-триггеров 3 1, D-входы и выходы которых соединены соответственно с информационным входом и выходами блока 7 контроля.

14 )48 1)7

Работа сенс орного переключателя построена по циклическому принципу, Цикл состоит из И строк. Строка состоит из восьми тактов. В каждой

5 строке опрашиваетс я одна сенсорная площадка, а опрос всех площадок происходит в течение цикла. Управляющие сигналы, необходимые для работы сенсорного переключателя по циклическому 10 принципу, формируются основным 8 и вспомогательным 9 счетчиками и дешифратором 10, При этом коэффициент пересчета основного счетчика — М, а коэффициент пересчета вспомогатель- 15 ного счетчика — четыре, и они определяют соответственно число опрашиваемых сенсорных площадок и количество тактов в исходной строке.

Рассмотрим форж рование управляю- 2п щих сигналов. Положительные та:товые импульсы (фиг, За) длительностью Т/2 и периодом Т поступают о тактирующей шине 11 на С-вход вспомогательного счетчика 9. Кроме того, эти же 25 импульсы и импульсы с выходов младшего (фиг ° 36) и старшего (фиг. Зв) разрядов вспомогательного счетчика 9 поступают на управляющие входы дешифратора 10. На выходах дешифратсра 30

10 формируются четыре последовательности импульсов (фиг.Зг, д, е, ж) длительностью Т/2 и периодом 4Т, сдвинутые одна относительно другой на время Т, Отрицательные управляющие импульсы на первом выходе (фиг.3r) дешифратора 10 формируются в первом такте строки, отрицательные импульсы на втором (фиг.Зд), третьем (фиг.Зе) и четвертом (фиг.Зж) выходах дешифратора соответственно в третьем, пятом и седьмом тактах строки.

По положительному фронту импульса с первого выхода (фиг.4а) дешифратора 10 формирователь 12 импульсов задержки формирует короткий отрицательный импульс задержки длительностью . + x < (фиг.46), а формирователь

i3 импульсов опроса - короткий отрицательный импульс опроса длительностью (фиг.4в), По положительному фронту импульса с выхода (фиг.46) формирователя 12 импульсов задержки формирователь 27 импульсов контроля формирует короткий отрицательный им55 пульс контроля такой же длительности ь (фиг.4г) . Формирователи импуль сов могут быть выполнены по . любой из известных схем. С выхода (фиг.4д) При поступлении на стробирующий

С-вход мультиплексора 1 короткого отрицательного импульса опроса длительностью разряженная ранее емкость С „ информационного входа начинает заряжаться через открытЫй база-эмиттерный переход входного транзистора.

К моменту окончания импульса опроса емкость С „ заряжается до напряжения Ц, определяемого следующим соотношением:

1 + R fLx+ (Ez-Ug>) Rex< яв вход екк (1-е ), (1) Я ЬХ где Е„ напряжение источника питания мультиплексора; падение напряжения на базаэмиттерном переходе входного транзистора;

I сопротивление резистора в базовой цепи входного транзистора; третьего элемента И 28 короткие отрицательные импульсы опроса и контроля поступают на стрсбирующий вход мультиплексора 1. !!оследовательно со вспомогательным счетчиком 9 включен основной счетчик 8 ° Последовательное изменениe состояний выходов основного счетчика 8 приводит к поочередному опросу информационных входов мультиплексора 1, соединенных с соответствующими сенсорными площадками 2.

За И строк спраип-.ваится все сенсорные площадки переключатепя.

Рассмотрим воздействие импульсов опроса и контроля на опрашиваемую входную цепь выполненного на ТТЛ" элементах мультиплексора 1 при различных значениях параметров R .„ и

С„„, где последние соединены параллельно и являются суммарным сопротивлением и емкостью информационного входа мультиплексора 1, Причем суммар на я емкост ь С „включает в с ебя как емкость С оператора, так и монтажную емкость С сенсорной площадки, соединительного провода и информационного входа мультиплексора относительно "земли", а суммарное сопротивление К „ определяетс:. омическим сопротивлением Rо тела оператора относительно земли

14 7483 7

Rex u. и С „- суммарные сопротивление и емкость информационного входа мультиплексора 1, Длительность импульса опроса, нри этом выбирается такой, чтобы при

Сэх =С, =С,м,ц, +См (2) емкость С „ за время действия импульса опроса заряжалась бы до лоро гового напряжения U„ мультиплексо,ра, тэе, выполнялось бы соотношение

К6+1 вхк .к и "Вэ же Rs RB„ Сэ мин

U — — — — -(t-е ).(3)

6 эхХ 15

Вводя обозначение ! пор ((4)

КП 16э и учитывая, что соотношение (3) должно выполняться при сколь угодно боль 20

Rв„1Е э т е. IIPH Rвх

>)К, получают окончательное вйражение для определения длительности им .пульса опроса ,, =-К,. С,.ÄÄÄ; In(1-g). (5)

При выбранной™таким образом длительиости импульса опроса-. емкость

С „ заряжается к концу импульса onI роса до напряжения U при значениях лареметров R „ и Cs„, соответствую- 36 щих неэаштриховайной области Х (фиг.2).

Кривая с при этом задается выражением (Rf+ sõж)"

С, --- — — - .— - — "- —, — - - - . (6)

xg U (К +К „ )

R ° R 1й 16 say (Е -U ) R

При значениях Rs и С „,-, соответствувицнх заштрихованнъаи областям

II u III (фиг.2) емкость С„„ - не успевает зарядиться к концу импульса

1 опроса до порогового напряжения О„ и импульс oapocs на выход мультиплек« сора 1 не преходит, В промежутке между импульсом опро- 45 са и импульсом контроля база-змиттерный переход входного транзистора закрыт, и емкость С „ .- разряжается через сопротивление Кзх,-с Учитывая, что время разряда равйо р, представ- 50 ляют напряжение 0 на емкости С хк„ .в момент поступлейия импульса, контроля в виде

Ф вкпб, ахz,, R С „ (7) ! Ф

При поступлении на стробируюший вход мультиплексора 1 импульса контроля длительностью с, суммарная емкость С „ информационного входа начинает снова заряжаться через открытый база-эмиттерный переход входного транзистора ° К моменту окончания импульса контроля емкость С „ заряжается до напряжения 0, определяемого следующим соотношением (В -U )R Rs+ вка и 6э sir к с ц — ------ — (1-е R B. вх екк ) +

Квх

R6+ R sx z.

+Ц е 6 бах swx ° (8)

Длительность разряда с прн этом

P выбирается такой, чтобы при с RBa -Ro íö 1 (s) емкость С „, за время действия импульса контроля заряжалась бы до порогового напряжения 0„ мультиплек

t пор сора 1, т.е. внполнялось бы соотношение

U sop ° (11)

При этом через К м„„обозначено минимальное сопротивление оператора относительно "земли", а через С„„„„,с-. максимальная емкость оператора отно" сительно "земли".

Подставляя (7) и (1) в (8) с учетом (4), получают — — — (1е " ) (1+ оммн с +е- „ она«сэмекс 4 RRRoNss Сэм кс ) (12)

Вводя обознач®ния

1 +

R (13)

О МИН, Buss

Р

Ф (14)

С эмкс а также используя (5), после преобразований получают (КВ Ко„„„)C „„In(1 У)

-К С ln ---",х- — — — - 1 ° (15)

<8 омоем s мехе Г 8s1 -v)

1-е

При выбранной таким образом дли.тельности с, емкость С „ заряжается к концу импульса контроля до напряже3 ниа", пРевышающего Uss1, пРи любых знаИЕвняХ ПараМЕтрОВ RSÄ

Кривая 3 при этом, исходя иэ (1), (4), (7) и (8), задается выражением

I(f+ — — ) 1-e " ).х

R6 R R с,„

ВхЕ

I Р 1 (х6 с. с

1 х 1+е "sx вкпб.е Rsx t 1квС вход, (16) и

1474837

При этом если R» сз, из (16) следует, что крйвая о стремится к значению

2ь

С (17) к К jn(1-2)

В области III (фиг, 2) параметров

R „и С „емкость Сб„не успевает ьхк зарядиться к концу импульса контрбля ( до порогового напряжения U„, н им((ОР пульс контроля на выход мультиплексора 1 не проходит.

Таким образом, на диаграмме (фиг.2) можно выделить три характерные области параметров R „ и С „ в которых реакция на выходе мультип-. лексора 1 на воздействие импульсов опроса и контроля различна:в области I на выход мультиплексора 1 проходит и импульс опроса, и импульс контроля; в области II на выход мультиплексора 1 проходит только импульс контроля; и области III на выход мультиплексора 1 не проходит ни импульс опроса, ни импульс контроля.

Функционирование предлагаемого сенсорного переключателя при различных параметрах R и Сб . происходит вх бх следующим образом: область I параметров R „ è С,, отождествляется сенсорным йереключателем с отсутствием касания сенсорной площадки; область

1I — с касанием сенсорной площадки; область III " с неисправностью сенсорной площадки;

Кроме того, область II параметров

R „. и Св„, которую предлагаемый сенсорный переключатель отождествляет с с касанием, полностью включает в себя область физического воздействия оператора (выделена на двойной штриховкой). Область II хорошо аппроксимирует область физического воздействия оператора и меньше заштрихованных областей II u III отождествляемых с касанием сенсорным переключателем по основному авторскому свидетель". ству.

Фиксация нахождения параметров

К „, и С „ в той или иной области (фиг.2) осуществляется с помощью

D-триггера 14 касания и D-триггера

15 контроля.

Рассмотрим работу элемента ИЛИ 3 опроса, элемента И-НК 4 и D-триггеров касания 14 и контроля 15 во время опроса одной сенсорной площадки 2 в различных областях значений параметров В вх и С ахи

В области 1 (фиг. 2} параметров

К „ и С „ напряжение на суммарной емкости С а„ опрашиваемого информационного входа мультиплексора 1 за время действия импульса опроса успевает дорасти до уровня, превь.шающего пороговое напряжение U мультиплексора 1. При этом импульс опроса про"

10 ходит на выход мультиплексора 1. В интервале между импульсами опроса и контроля емкость С „ разряжается через сопротивление К „ . В зависимости от соотношения постоянной вре"

15 мени разряда R С „ и времени разВх ряда-(., напряжение на емкости С ( может остаться выше уровня U йри

R»< С „ - » (-р или упасть ниже уровни

13„((Г при К хС ьх (Г 3 вр™ дли вход тельности импульса контроля напряже" ние на емкости С „также успевает ( дорасти до уровня, превышающего 11„„

При этом импульс контроля также проходит на выход мультиплексора 1.

25 Элемент ИЛИ 3 опроса и элемент

И-НЕ 4 разделяют поступающие с выхода мультиплексора 1 импульсы опроса

1и контроля, На выход элемента ИЛИ 3 опроса проходит только импульс опро30 са, а на выход элемента И-НЕ 4 " только импульс контроля. По -.. ложительному фронту импульса с первого выхода дешифратора 10 в конце первого такта каждой строки опроса D-триггеры каса" ния 14 и контроля 15 устанавливаются в нулевое состояние, При поступлении с выхода элемента ИЛИ 3 опроса импульса опроса на S-вход D-триггера

14 касания на его прямом выходе уста40 навливается уровень логической "1((, присутствующий во всех последующих тактах данной строки. Аналогично при поступлении с выхода элемента

И-НЕ 4 импульса контроля íà S-вход

В-триггера 15 контроля на его прямом выходе также устанавливается уровень логической "1", присутствующий во всех последующих тактах данной строки, За интервал времени 4МТ до следующего опроса данного информациои« ного входа мультиплексора 1 емкость

С „ успевает разрядиться до исходного уровня, и далее процесс повторяется.

В области II (фиг ° 2) параметров

R и С „напряжение на емкости Сц„ за время длительности импульса опроса не успевает дорасти до уровня U (°

1474837

При этом импульс опроса не проходит на выход мул ьтипл е к с ора .

Следовательно, с выхода элемента

ИЛИ 3 опроса импульс опроса íà S"" вход D-триггера 14 касания не поступает, и на прямом выходе D-триггера

14 касания в последующих тактах данной строки остается уровень логического "О".

За время длительности импульса контроля напряжение на емкости С „ успевает дорасти до уровня, превышающего U . При этом импульс контроля

1 проходит на выход мультиплексора 1 и, соответственно, на выход элемента

ИНЕ 4. На прямом выходе D-триггера

15 контроля в последующих тактах данной строки устанавливается уровень н1

В области III (фиг.2) параметров

R „ и С „ напряжение на емкости

С „эа время длительности импульса опроса не успевает дорасти до уровня

Пв . При этом импульс опроса на выход мультиплексора 1 и, соответственно, на выход элемента ИЛИ 3 опро са не проходит. На прямом выходе

D-триггера 14 касания в последующих тактах данной строки остается уровень логического "О". В интервале между импульсами опроса и контроля емкость

С „ . разряжается. В зависимости от соотношения постоянной времени разряда К в, < С „ и времени разряда Р

1 разряд емкости С в„., меньше при в„C вход " с< или больше при Râ Св .

За время длительности импульса контроля напряжение на емкости Св вх опять не успевает дорасти до уровня .I

При этом импульс контроля на выход мультиплексора 1 и, соответственно, на выход элемента И-НЕ 4 не проходит. На прямом выходе В-триггера 15 контроля в последующих так" тах данной строки остается уровень логического "О".

Таким образом, уровни логической

"1" на прямых выходах D-триггеров касания 14 и контроля 15 устанавливаются во втором и последующих тактах строки опроса сенсорной площадки только при таких значениях R „ и

С „, которые отождествляются с отсутствием касания (область I HR фиг.2).

Кроме того, уровень логического

"О" на прямом выходе D-триггера 14 касания и уровень логической "1" на

1О

55 прямом выходе D-триггера 15 контроля устанавливаются во втором и последующих тактах строки сенсорной площадки только при таких значениях R „и

Св„, которые отоядествляются с касанием сенсорной площадки (область II на фиг.2) . Только при этих условиях сенсорный переключатель идентифицирует физическое воздействие на сенсорную площадку как касание оператором.

Сенсорный переключатель имеет три характерных режима функционирования; функционирование при отсутствии касания площадок сенсорного поля; функционирование при касании одной площадки сенсорного поля; функционирование при непреднамеренном касании двух или большего числа площадок сенсорного поля.

Рассмотрим работу сенсорного переключателя в этих режимах.

При отсутствии касания площадок сенсорного поля в первом такте, например, i-1-й строки опроса D-триггеры касания 14 и контроля 15 устанавливаются в единичные состояния, в которых они и остаются до конца первого такта следующей строки, Уровень логической "1" с прямого выхода

D-триггера 14 касания блокирует элементы ИЛИ предустановки 16 и ошибки

18 в последующих тактах данной строки, На выходах элементов ИЛИ предустановки 16 и ошибки 18 в этих тактах присутствует уровень логической "1".

В пятом такте строки управляющие импульсы с третьего выхода дешифратора 10 поступают на S"âõîä D-триггера

19 записи и С-вход дополнительного счетчика 17. Первый же из этих импульсов после включения источника питания устанавливает 9-триггер 19 записи в единичное состояние. Последующие импульсы только подтверждают это состояние D-триггера записи, На прямом выходе Р-триггера 19 записи присутствует уровень логической "1".

После включения источника питания управляющие импульсы с третьего выхода дешифратора !О подсчитываются дополнительным счетчиком 17 емкостью

N. Прн заполнении дополнительного счетчика 17 до величины Ы/2 МК положительный перепад с его выхода устанавливает D-триггер 21 управления в нулевое состояние. Уровень логического "0" с прямого выхода D-триггера управления закрывает первый элемент

1474837

15

ЗО

40

И 22, На его выходе также устанавливается уровень логического "0". Уровень логической "1" с инверсного выхода D-триггера 21 управления до". полнительно блокирует элемент ИЛИ 18 ошибки. В дальнейшем дополнительный счетчик 17 продолжает считать управ-. ляющие импульсы, поступающие на его

С-вход в пятом такте .каждой строки.

Однако положительные перепады с его выхода только подтверждают "нулевое" состояние D-триггера 21 управления.

В седьмом такте строки управляющие импульсы с четвертого выхода дешифратора 10 поступают «а вход элемента

ИЛИ 20 записи. При этом, поскольку при включении источника питания триггеры ошибки 23 и блокировки 24 могут установиться в произвольные состояния, возможны два случая. В первом

D-триггер 23 ошибки устанавливается в нулевое состояние, а D-триггер 24 блокировки — в единичное ° С прямого выхода D-триггера 23 ошибки и инверс- 25 ного выхода D-триггера 24 блокировки на элемент ИЛИ 20 записи постугают уровни логического "0". Такой же уровень поступает на элемент ИЛИ 20 за писк с прямого выхода D-триггера 21 управления. При этом первый же упг равляющий импульс, пройдя через логический элемент ИЛИ 20 записи, положительным фронтом установит В-триггер

24 блокировки в нулевое состояние.

На инверсном выходе D-триггера 24 блокировки появляется уровень логической "1" и блокирует элемент ИЛИ

20 записи. Последующие управляющие импульсы через элемент ИЛИ 20 записи не проходят. Во втором случае D-триггеры ошибки 23 и блокировки 24 устанавливаются в такие состояния, при которых первый ипи второй, или оба одновременно блокируют элемент ИЛИ

20 записи. Таким образом, при отсутствии касания сенсорных площадок двоичный код на выходных шинах 29 не изменяется.

При касании оператором какой-либо,оДной, например i-й, площадки 2 сенсорного. поля в первом такте i-й стро ки опроса D-триггеры касания 14 и контроля 15 устанавливаются соответ» ственно в нулевое и единичное состояния, в которых онн и остаются до конца первого такта следующей строки.

Уровень логического "О" с прямого выхода D-триггера 14 касания деблокирует элементы HJIP. предустановки 16 и ошибки 18 в последующих тактах данной строки. Уровень логической "1" с прямого выхода деблокирует второй элемент И 26.

В третьем такте i fi строки управляющий импульс с второго выхода дешифратора 10 проходит на выход эле" мента ИЛИ 16 предустановки, сбрасывая в нулевое состояние триггеры дополнительного счетчика 17 и устанавливая в единичное состояние D-триггер

21 управления. Положительный перепад напряжения с прямого выхода D-триггера 21 управления устанавливает в нулевое состояние D-триггеры эйписи 19 и ошибки 23. Уровень логической "1" с прямого выхода D-триггера

21 управления деблокирует первый элемент И 22 и блокирует по одному из входов элемент ИЛИ 20 записи. Уровень логического "0" с инверсного выхода

D-триггера 21 управления деблокирует элемент ИЛИ 18 ошибки и устанавливает в единичное состояние В-триггер

24 блокировки, на инверсном выходе которого устанавливается уровень логического "0". Уровень логического

"0" с прямого выхода В=триггера 19 записи производит перезапись двоичного кода номера i-é касаемой площадки сенсорного поля из основного счетчика

8 в регистр 5, При этом.в i-й строке данного и каждого последующело ..цикла на первые и вторые входы блока 6 сравнения поступают одинаковые коды.

Блок 6 сравнения вырабатывает уровень логической "1" при равенстве кодов на его первых и вторых входах, уровень логического "0" — при всех других входных комбинациях и может быть выполнен по любой из известных схем.

Следовательно,в 1-й строке на выходе блока 6 сравнения устанавливается уровень логической "1". На выходе деблокированного второго элемента

И 26 также устанавливается уровень логической "1". Этот уровень поступает на вход первого элемента И 22, который открывается, и уровень логической "1" с егo выхода блокирует элемент ИЛИ 16 предустановки. Уровень логической "1" с выхода второго элемента И 26 поступает также на вход элемента ИЛИ 18 ошибки и блокирует его. Уровень логического "0" с инверсного выхода D-триггера 24 йлоки1474837

15 ровки деблокирует по одному из входов элемент ИЛИ 20 записи, В пятом такте i-й с роки управления импульс с третьего выхода дешиф5 ратора 10 устанавливает D-триггер 19 записи в единичное состояние. На выход элемента ИЛИ 18 ошибки управляющий импульс не проходит, так как он заблокирован уровнем логической "1" 10 с выхода второго элемента И 26. В каждой строке эти же управляющие импульсы с третьего выхода дешнфратора

10 поступают также на С-вход дополнительного счетчика 17 и подсчитываются 15 им.

В седьмом такте i-.é строки управляющий импульс с четвертого выхода дешифратора 10 поступает на вход элемента ИЛИ 20 записи. Однако на выход этОГО элемента Он не проходи 9 так как элемент ИЛИ 20 записи заблокирован уровнем логической "1" с прямого выхода В-триггера 21 управления.

Аналогичным образом работает сен- 25 сорный переключатель при касании i-й площадки 2 сенсорного поля и в после" дующих (К-2)-и циклах. В K-м KIIå с момента касания i-й площадки 2 на ,С-вход дополнительного счетчика 17 0 с третьего вьгхода дешифратора 10 гоступаBT Н/2=ИК-й управля7скщй импульс

Старший разряц дополнительного счетчика устанавливается в единичное состояние, а положительный перепад с его прямого выхода установит в нулевое

35 состояние Э-тригг ер 2 1 управления °

Уровень логического "О" с грямого выхода D-триггера 2" .управления деблокирует элемент ИЛИ 2С записи и управляющий импульс в седьмом такте этой же строки проходит через элемент ИЛИ

20 записи на С-вход выходного регистра 25. Двоичный код номера i-й касаемои площадки 2 сенсорного поля пере45 писывается из регистра 5 в выходной регистр 25. Двоичный код номера i""é сенсорной площадки 2 появляется на выходных шинах 29.

Рассмотрим работу сенсорного переключателя при непреднамеренном касании двух, например i-й и (7,+9)-й площадок 2 сенсооного поля, В этом случае в следующей за моментом касания i-й строке цикла гереключатель работает аналогично рассмотренному.

D- p. ";",.ер 14 касания устанавливается

I в нулевое состояние, D-триггер 15 контроля — в единичное состояние, 16 сбрасываются в нулевое с остоя ние триггеры дополнительного счетчика 17, устанавливается в единичное состояние

D-триггер 21 управления, двоичный код номера i-й касаемой площадки 2 сенсорного поля переписывается из основного счетчика 8 в регистр 5 и, наконец, D-триггер 23 ошибки устанавливается в нулевое, à D"òðèããeð 24 блокировки — в единичное состояние, В первом такте (i+1)-й строки этого же цикла 1)-триггеры касания и контроля 15 также будут установлены соответственно в нулевое и единичное состояния. Уровень логического "О" с прямого выхода D-триггера 14 кас;=." ния деблокирует элементы ИЛИ предустановки 16 и ошибки 18 в последующих

-.àêòàõ данной строки, В (i+i)-й стро.-. ке на выходах основного счетчика 8 присутствует двоичный код числа (7.+1). На выходах же регистра 5 присутствует записанный в i-й строке двоичный код числа i. При этом в (i+1)-й строке на выходе блока 6 сравнения будет уровень логического

"0". На выходе деблокированного второго элемента И 26 также устанавливается уровень логического "0".Этот уровень поступает на вход первого элемента И 22, который закрывается, и уровень логического 0" с, его вы= хода деблокирует элемент ИЛИ 16 пред" установки. Кроме того, уровень логического "0" с выхода второго элемента И 26 деблокирует элемент ИЛИ 18 ошибки.

В третьем такте (i+1)-й строки управляющий импульс с второго выхода дешифратора 10 проходит на выход элемента ИЛИ 16 предустановки, сбрасывая в нулевое состояние триггеры дополнительного счетчика 17 и под-. тверждающая единичное состояние

D-триггера 21 управления. D-триггер

19 записи остается в единичном состоянии. Перезапись двоичного кода числа (i+1) из основного счетчика 8 в регистр 5 не производится.

В пятом такте (i+1)-й строки управляющий импульс с третьего выхода дешифратора 10 подтверждает единичное состояние Э-триггера 19 записи, увеличивает на единицу содержимое дополнительного счетчика 17 и, проходя через открь7тьй элемент ИЛИ 18 ошибки, устанавливает в единичное состояние 0-триггер 23 ошибки. Уро1474837 18 а писи в .выходной регистр 25 и информация на выходных шинах 29 не изменяется.

17 вень логической "1" с прямого выход этого триггера 23 блокирует элемент

ИЛИ 20 записи, В седьмом такте (i+1)-й строки управляющий импульс с четвертого выхода дешифратора 10 поступает на вход элемента ИЛИ 20 записи. Однако на выход этого элемента 20 он не проходит, так как элемент 20 заблокирован, Перезапись кода из регистра 5 в выходной регистр 25 не производится.

Двоичный код на выходных шинах 29 не изменяется.

Таким образом, в момент касания какой-либо площадки 2 сенсорного поля переключателя запускается блок, содержащий дополнительный счетчик 17 и D-триггер 21 управления. Дополнительный счетчик 17 отсчитывает К циклов, в течение которых проверяется наличие касания других площадок 2 сенсорного поля. Если в течение К цикпов, т.е. в течение интервала времени 4 МТК, фиксируется касание .только одной площадки- 2 сенсорного поля, то двоичный код номера касаемой площадки 2 переписывается из регистра 5 в выходной регистр 25 и поступает на выходные иванны 29„ .Если же фиксируется касание двух или больше площадок 2, то перезапись иэ регистра 5 в выходной регистр 25 не производится,.и код на выходных шинах 29 остается. неизменным.

Интервал времени 4ИТК при этом должен на длительность цикла 4ИТ превышать время переходного процесса при касании t и в то же время быть не настолько баиьшим, чтобы оператором ощущалась задержка t момента срабатывания сенсорного переключателя по сравнению с моментом касания сенсорной нлощадки, т.е.

tÄ + 4 И. Г(4ИТК « <. (18)

Преобразовывая (1), получают соот- ° ношение для выбора значения К

35

55 Ю-триггер 21 управления .зафиксирует

4, +1.К 4ИТ (19)

Таким образом, уровни логического

"0" на прямых выходах D-триггеров касания 14 и контроля 15 устанавливаются во втором и последующих тактах строки опроса сенсорной площадки только при таких значениях К „ „и С „, которые отождествляются с неисправностью сенсорной площадки (область III на фиг.2). В этом случае производится блокировка импульса за-.

Происходит это следующим образом.

Уровень логического "0" с прямого выхода D-триггера 14 касания в строке опроса неисправной сенсорной пло-. щадки 2 деблокирует по первым входам элементы ИЛИ предустановки 16 и ошиб" ки 18.Уровеньлогического "0" с прямо-.

I го выхода D-триггера 15 контроля блокирует второй элемент И 26, Уровень логического "0" с его выхода, в свою очередь, блокирует первый элемент И

22 и деблокирует по второму входу элемент ИЛИ 18 ошибки. Уровень логического "0" а выхода первого элемента И 22 деблокирует по второму входу элемент RIIH 1б предустановки, При этой в третьем такте данной строки отрицательный импульс с второго выхода дешифратора 10 проходит через открытый элемент ИЛИ 16 предустановки, сбрасывает в нулевое состояние триггеры дополнительного счетчика 17 и устанавливает в единичное состояние

D-триггер 21 управления. Уровень логического "0" с инверсно : о выхода

Р-триггера 21 управления деблокирует по третьему входу элемент ИЛИ 18 ошибки. В пятом такте данной строки отрицательный импульс с третьего вы™ хода дешифратора 10, проходит через открытый элемент ИЛИ 18 ошибки и устанавливает в единичное состояние

D-триггер 23 ошибки. Уровень логичес-. кой "1" с прямого выхода D-триггера

23 ошибки блокирует элемент ИЛИ 20 записи, В седьмом такте данной и последующих строк отрицательный импульс записи с четвертого выхода дедыфратора 10 на выходной регистр 25 не проходит червз заблокированный элемент ИЛИ 20 записи и информация иа выходных шинах 29 не изменяется.Поскольку в каждом последующем цикле при,опросе неисправной сенсорной nno"" щадки триггеры дополнительного счетчика 17 сбрасываются в нулевое состояние, D-триггер 23 ошибки и в дальнейшем блокирует запись в выходной регистр 25. Только после того, как

К циклов, в которых:.ни одна из опро. шенных сенсорных площадок не была неисправной, D-триггер 23 ошибки

;нимаеу блокировку элемента ИЛИ 20

1474837

20 записи и сенсорный переключатель возвращается в исходное состояние.

Наличие уровня логической "1" на инверсном выходе D-триггера 15 контроля во втором и последующих тактах строки опроса сенсорной площадки идентифицируется блоком 7 контроля как неисправность сенсорной площадки.

Это происходит следующим образом.

Последовательное изменение состояний выходов основного счетчика 8 приводит к поочередному опросу сенсорных площадок 2. При опросе, наприМер i-й сенсорной площадки 2 в пя- 15 том такте -й строки импульс с третьего выхода дешифратора 10 распределяется демультиплексором 32 на

С-вход соответствующего i-й строке выходного D-триггера 3 1. Поскольку

D-входы всех выходных D-триггеров 31

Ф подключены к инвертирующему выходу

D-триггера 15 контроля, в i-й выходной D-триггер 31 записывается информация о состоянии D-триггера 15 конт- 25 роля в i-й строке опроса, Таким образом, при неисправности

i-й сенсорной площадки 2 íà i-й контрольной шине 30, соединенной с выходом i ãо выходйого D-триггера 31 З0 будет уровень логической "1". Аналогичным образом блок 7 контроля работает при опросе других сенсорных площадок, Информация о состоянии сен сорных площадок на контрольных шинах

ЗО периодически (с периодом 4MT) об35 новляется и может быть использована для оперативного контроля работоспособности путем подключения к конт" ао рольным шинам индикации, сигнализации и т.п..

Формула изобретения

Сенсорный переключатель по авт, св. Р 1092725, о. т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования за счет приведения в соответствие об. ласти срабатывания переключателя и области электрических параметров человека-оператора, в переключатель введены второй и третий элементы И, формирователи импульсов задержки и контр<ля, элемент ИЛИ опроса, элемент И-НЕ и D-триггер контроля, причем выход блока сравнения через второй элемент И подключен к входу первого элемента И и входу элемента ИЛИ ошибки, выход формирователя импульсов опроса подключен к С-входу мультиплексора через третий элемент И, а элемент ИЛИ опроса включен между выходом мультиплексора и S-входом

D-триггера касания, С-вход которого подключен к С-входу D-триггера контроля и входу формирователя импульсов задержки, выход которого подключен к входу формирователя импульсов конт= роля, второму входу элемента ИЛИ опроса и неинвертирующ му входу элемента И-НЕ, выход формирователя импульсов контроля подключен к второму входу третьего элемента И, инвертирующий вход элемента И-HE подключен к выходу мультиплексора, а выход подключен к S-входу D-триггера контроля, D-вход которого подключен к общей шине, а прямой выход подключен к второму входу второго элемента И, 2, Переключатель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет идентификации неисправностей сенсорного поля, в него введен блок контроля, состоящий из демультиплексора и D-триггеров по числу выходов демультиплексора, причем последние подключены к С-входам соответствующих Р-триггеров, выходы которых подключены к контрольным выходам переключателя, D-входы объединены и подключены к инверсному выходу Dтриггера контроля„ С-вход демультиплексора подключен к третьему выходу дешифратора, а информационные входы демультиплексора подключены к соответствующим выходам основного счетчикаа.

1474837

1474837

Составитель Е. Бреславец

Редактор А,Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 19 10/56 Тираж 880 Подписное

ВНИИТЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35„ Раушская наб», де 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101