Устройство для ввода информации

 

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехозащитности устройства. Устройство содержит две группы источников излучения, два дешифратора, две группы приемников излучения, два усилителя, два счетчика, первый генератор частоты, четыре элемента И, три одновибратора, первый триггер, первый элемент НЕ, первый элемент ИЛИ. Дополнительно введены три дешифратора, два регистра, селектор, второй генератор импульсов, третий усилитель, звуковой индикатор, усилитель частоты, второй элемент ИЛИ, второй триггер, два элемента НЕ, пятый элемент И, третья группа источников излучения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (SD 4 G 06 P.3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 3852121/24-24 (22) 04.02.85 (46) 30.11,89. Бюл. ¹ 44 (72) В;Ю.Бочаров, А.А,Копанев и С.В.Сарайников (53) 681.327.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1062706, кл. G 06 Р 3/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1043617, кл. G 06 Р 3/02, 1984. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее две группы источников излучения, два дешифратора, две группы приемников излучения, два усилителя, два счетчика, первый генератор частоты, четыре элемента И, три одновибратора, первый триггер, первый элемент НЕ, первый элемент

HJIH выходы первого и второго дешифраторов подключены к входам источников излучения первой и второй групп, оптически связанных с приемниками излучения первой и второй групп, выходы которых подключены к информационным входам первого и второго усилителей, выход первого генератора частоты является управляющим входом устройства, а выход первого элемента

И подключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами первого и второго дешифраторов, выход старшего разряда первого счетчика через первый одновибратор соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в ноль первого триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродей„„SU„„3 525697

2 ствия и помехозащитности устройства, в него введены три дешифратора, два регистра, селектор, второй генератор импульсов, третий усилитель, звуковой индикатор, усилитель частоты, второй элемент ИЛИ, второй триггер, два элемента НЕ, пятый элемент И, третья группа источников излучения, выход первого генератора частоты подключен к входу делителя частоты, первый выхоц которого соединен с первым входом первого элемента И и с первыми стробирующими входами первого и второго дешифраторов, второй выход — с первым входом второго элемента ИЛИ, выходы старших разрядов первого счет- с чика соединены с входами третьего ф дешифратора, первый выход которого подключен к стробирующему входу первого усилителя и к второму стробирующему входу первого дешифратора, второй выход — к стробирующему входу второго усилителя и к второму стро- saeaL бирующему входу второго дешифратора, выход второго элемента ИЛИ сое- Ю динен с первыми входами второго и СЛ третьего элементов И, вторые входы которых подсоединены к выходам пер- р вого и второго усилителей, выход второго элемента И подключен к входу установки в единицу первого триггера и через первый элемент НŠ— к первому входу пятого элемента И, выход третьего элемента И подключен к входу ф» установки в единицу второго триггера и и через второй элемент НŠ— к второму входу пятого элемента И, выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к стробирующему входу селектора, к третье входу пятого эле1525697 мента И, к второму входу второго элемента ИЛИ, является управляющим выходом устройства, через третий элемент НЕ соединен с вторым входом

5 первого .элемента И и через второй одновибратор — со стробируюшим входом второго регистра, информационные входы которого соединены с информационными входами первого регистра и подключены к выходам первого счетчика, выходы первого и второго регист-! ров являются информационными выходами устройства и .соединены с входами четвертого и пятого дешифраторов и с 15 управляющими входами селектора, информационные входы которого соединены с выходами второго генератора частоУстройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для ввода информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия и помехозащищенности устройства.

На фиг. 1 изображеНа схема устройства; на фиг, 2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 группы источников излучения, первую 3 и вторую 4 группы при35 емников излучения, третью группу 5 источников излучения, первый 6 и второй 7 дешифраторы, первый 8 и второй

9 усилители, третий дешифратор 10„ первый счетчик 11, четвертый 12 и пятый 13 дешифраторы, первый 14 и второй 15 регистры, с первого по третий одновибраторы 16-18, первый элемент ИЛИ 19, первый элемент И 20, 45 делитель 21 частоты, первый генератор

22 частоты, второй 23 и третий 24 элементы И, второй элемент ИЛИ 25, первый 26 и второй 27 триггеры, первый 28 и второй 29 элементы НЕ, чет50 вертый элемент И 30, третий элемент

НЕ 31, пятый элемент И 32, второй счетчик 33, второй генератор 34 импульсов, селектор 35, третий усилитель 36, звуковой индикатор 37, ин55 формационный выход 38, управляющий вход 39 и управляющий выход 40 устройства. Выход первого триггера 26 подключен к первому входу четвертого ты, а выход через третий усилитель подключен к входу звукового индикатора, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в ноль второго триггера, выход первого триггера через третий одновибратор подключен к стробирующему входу первого регистра, выходы четвертого и пятого дешифраторов соединены с входами источников излучения третьей группы, установленными в зоне оптической связи с приемниками излучения первой и второй групп, счетный вход второго счетчика подключен к выходу пятого элемента И, вход сброса — к выходу третьего элемента НЕ, а выход — к второму входу первого элемента ИЛИ, элемента И 30 и через третий одновибратор 18 к управляющему входу первого регистра 14. Выход второго триггера 27 соединен с вторым входом четвертого элемента И 30, выход которого связан с третьим входом пятого элемента И 32, управляющим входом третьего селектора 35, вторым входом второго элемента ИЛИ 25, третьимвнешним выходом устройства 40, через второй одновибратор 17 с управляющим входом второго регистра 15 и через третий элемент НЕ 31 с вторым входом первого элемента И 20 и первым входом второго счетчика 33, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 32, а выход подклю-. чен к второму входу первого элемента

ИЛИ 19, выходы второго генератора 34 частоты соединены с первыми входами третьего селектора 35, выход которого через третий усилитель 36 подключен к акустическому излучателю 37.

Первый выход первого счетчика 11 соединен с выходами первого 6 и второго 7 дешифраторов и выходом первого 14 и второго 15 регистров, выходы которых подключены к информационному выходу 38 устройства, второму входу третьего селектора 35 и через четвертый 12 и пятый 13 дешифраторы соединены с входами третьей группы 5 источников излучения.

Устройство работает следующим образом.

5 15

С выхода первого генератора 22 частоты, управляемого через вход устройства 39, на вход делителя 31 частоты поступают импульсы. Делитель 21 частоты синхронизирует работу устройства.С первого выхода делитель 21 частоты в режиме ожидания ввода (фиг.2. участок I) при наличии "1" на входе

39 устройства (фиг. 2а) импульсы (фиг. 2в) через элемент И 20 поступают на вход счетчика 11 (фиг. 2г).

Код с первых выходов счетчика 11 (фиг. 2д,е) поступает на входы дешифраторов 6 и 7, управляющих перебором соответственно вертикальных или горизонтальных оптических каналов. С второго выхода счетчика 11 старший разряд кода (фиг. 2ж) дешифрируется дешифратором 10 в позиционный код, используемый для выбора дешифратора

7 и усилителя 9 (фиг. 2з) горизонтальных каналов или дешифратора 6 и усилителя 8 (фиг. 2и) вертикальных каналов. Таким образом, выборка групны горизонтальных и группы вертикальных каналов производится поочередно, что исключает возможность возникновения явления перекрестной модуляции.

С первого выхода делителя 21 частоты тактирующие импульсы (фиг. 2в) поступают на первые стробирующие входы дешифраторов 6 и 7, разрешая работу дешифраторов 6 и 7 только на время наличия уровня "0", Импульсы с выходов дешифратора 6 (фиг. 2з) и дешифратора 7 (фиг, 2и) последовательно включают излучающие элементы групп

1 и 2 источников излучения. Световой .поток от излучателя вводит в насыщение фотоприемник, соответствующий выбранному дешифратором 6 или 7 каналу. Однако используемое световое излучение имеет широконаправленную однолепестковую диаграмму, что создает засвечивание соседних фотоприемников, приводящее их в состояние насыщения.. За интервал времени между импульсами облучения в фотоприемниках происходит рекомбинация, восстанавливающая их светочувствительность.

Таким образом, в цикле ожидания ввода (фиг. 2 участок I) происходит поочередное включение излучателей групп 1 и 2, а на выходах усилителей

8 и 9 поочередно вырабатываются импульсы, (фиг. 2к,л), уровень "0" соответствует сигналу засветки приемника в выбранном канале. В приемном

25697

55 тракте устройства на элементах И 23 и 24 эти сигналы стробируются импульсами с выхода элемента ИЛИ 25 (фиг.2м),1 на вход которого поступают синхросигналы с второго выхода делителя 21 частоты {Ьиг. 2б). Длительность этих импульсов составляет 1-4 длительности импульсов засветки излучателей групп 1 н 2 (фиг. 2з,и), что позволяет отстроиться от переходных процессов, возникающих в приемниках групп

3 и 4 при их переключении, а также от задержки срабатывания приемников излучения групп 3 и 4, При перекрытии сигнальных лучей на выходе усилителя 8 или 9,выбранного стробом, сформированным дешифратором 10, не происходит изменения выходного уровня "1" на "0" (фиг.2к, участок II).

Импульсы стробирования приема уровнем "1" (фиг. 2м) совпадают с уровнем "1" {фиг. 2к) на выходе усилителя 8 и 9 и через элемент И 23 (фйг„ 2н) или 24 (фиг. 2о), соответствующий выбранному усилителю, устанавливают триггер 26 или 27 в состояние "1", По фронту сигнала на выходе триггера 26 (фиг. 2п, участок II) запускается одновибратор 18 (фиг. 2ч, участок II), обеспечивающий запись информации с выходов счетчика 11 в регистр 14. При дальнейшем формировании развертки стробом подключается дешифратор 7 и усилитель 9. В описанной последовательности устанавливается триггер 27 (фиг. 2р). На выходе элемента И 30 (фиг. 2с) уровень "0" изменяется на уровень "1", по этому фронту запускается одновибратор 17 (фиг. 2щ), формирующий сигнал записи в регистр 15 информации с выходов счетчиков ll развертки. Код (фиг.2э,ю с выходов регистров 14 и 15 поступает на информационный выход 38 устройства, дешнфрируется на дешифраторах 12 и 13 в управляющий код для включения третьей группы 5 источников излучения, а также поступает на вторые входы селектора 35, коммутируя на выход соответствующие входы селектора 35.

На выход устройства 40 и управляющий вход селектора 35 поступает сигнал "1" (фиг. 2с) с выхода элемента

И 30. В соответствии с информационным кодом на выходах регистров 14 и

1525697

15 в селекторе 35 коммутируется соответствующая частота второго генератора 34, которая через усилитель 36 подается на индикатор 37 (фиг. 2я).

Сочетание звуковой и световой индикации в устройстве позволяет оператору определить выполнение и правильность ввода информации, что существенно повышает достоверность вводимой ин- 10 формации в сравнении с устройствомпрототипом.

Сигнал (фиг. 2с) с выхода элемента И 30 запрещает по второму входу элемента ИЛИ 25 прохождение импуль — 15 сов частоты стробирования выходов усилителей и уровнем "1" с выхода элемента ИЛИ 25 (фиг. 2м) по первым входам открывает элемент И 24, импульсы с выхода усилителя 9 через 20 элемент И 24 и инвертор 29 поступают .на входы элементов И 32.

Сигнал с выхода элемента И 30 через элемент НЕ 31 запрещает по второму входу элемента И 20 прохождение импульсов частоты развертки на вход счетчика 11 (фиг. 2r).

Код на выходах счетчика 11, который задается состоянием счетчика (фиг. 2, участок III, IV), опре- 30 деляет выбор дешифратором 7 источника 2 светового излучения, соответст,вующего световому каналу, пересеченному указательным элементом. Импульсы с первого выхода делителя 21 частоты, стробирующие подключение дешифраторов 6 и 7 к излучателям групп

1 и 2 во второй половине периода частоты развертки, обеспечивают динамическое облучение указательного 40 элемента (фиг. 2и, участок III). Неточная установка указательного элемента, небольшие смещения относительно нормального положения могут привести к попаданию световых импульсов 45 на фотоприемник (фиг. Зт). С выхода усилителя 9 через элемент И 24 и элемент НЕ 29 эти импульсы попадают на второй вход элемента И 32, который открыт уровнями "1" по первому и

50 третьему входам, и поступают на вход счетчика 33.

Счетчик накапливает эти ложные импульсы, не допуская воздействия на цепь запуска развертки. Это позволяет уменьшить влияние дребезга в цепях усилителя (который возникает в момент снятия указательного элемента) на работу устройства.

Кроме описанных трех циклов работы устройства в режиме ввода информации. цикл ожидания ввода (фиг. 2, участок Т); цикл ввода кода столбца (фиг. 2, участок II); цикл ввода кода строки (фиг. 2, участок III); предусмотрен вспомогательный цикл подготовки к вводу (фиг. 2, участок IV).

Это цикл начинается со снятия указательного элемента. При этом возобновляется импульсное облучение группы

4 (фиг. Зл). С выхода усилителя 9 через элемент И 24 (фиг. 2о) и элемент

НЕ 29 эти импульсы попадают на вто" рой вход элемента И 32 (фиг. 2у), который открыт уровнями "1" по первому и третьему входам (фиг. 2т, с) и с выхода элемента И 32 поступают на вход счетчика 33 (фиг ° 2ф). На выходе счетчика, по окончании цикла заполнения формируется импульс (фиг. 2х), фронтом которого через элемент ИЛИ 19 (фиг. 2ц) выполняется сброс (по вторым входам} триггеров 26 и 27 (фиг.2н, р) в состояние "0". Это приводит к изменению ",1" на "0" на выходе элемента И 30 (фиг, 2с), отпирается элемент ИЛИ 25 и через элемент НЕ 31 уровнем "1" обнуляется и блокируется по первому входу счетчика 33 (фиг,2х), отпирается элемент И 20, устройство переходит в цикл ожидания ввода (фиг. 2, участок I).

Если при перекрытии сигнальных лучей указательным элементом, стробом дешифратора 10 выбраны дешифратор 7 и усилитель 9, то срабатывают цепи, которые устанавливают триггер

27 в состояние "1". Дальнейшее распространение сигнала блокируется иа элементе И 30 уровнем "0" на первом входе.

Содержание временных диаграмм,.„ фиг. За-,ж совпадает с содержанием временных диаграмм фиг. 2а-ж. На диаграмме фиг. Зэ показан строб дешифратора 7 и усилителя 9; на диаграмме фиг. Зи — строб дешифратора, 6 и усилителя 8, на диаграммах фиг.Зк-нимпульсы на выходах дешифратора 7р на диаграммах фиг. 3о-с — импульсы на выходах дешифратора 6. Содержание временных диаграмм фиг, Зт и фиг. 2л, фиг. 3у и фиг. 2к совпадает. На фиг. Зф показаны сигналы стробирования на выходе элемента И 24, на фиг. Зц — сигнал на выходе триггера 27.

1525697

По окончании цикла счета счетчика

11 (фиг. Зд,е) на выходе 2 возникает перепад из "1" в "0" (фиг.. Зж), который запускает одновибратор 16.

Сформированный одновибратором импульс (фиг. Зч) через элемент ИЛИ 19 (фиг. Зш) поступает на вторые входы триггеров 26 и 27, устанавливая их в состояние "0". В результате устрой- 10 ство переходит s исходное состояние и ввод информации выполняется по временной диаграмме фиг. 2. Такое включение триггеров 26 и 27 позволяет ис. ключить срабатывание устройства при ложных срабатываниях приемного трак:,та по горизонтальным каналам (фиг.3, участок ZZ) и увеличить, таким обра- . зом, помехоустойчивость устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает ввод координат точки (знака), расположенной на координатной поверхности, при этом sa счет реализации развертки целыми строками и столбцами излучающих эле- 25 ментов максимальное время задержки от момента установки указанного элемента на координатной поверхности до появления на выходе устройства кода координат этой точки (знака) можно 30 определить по формуле

t Т m+T пТ(ш+п)

t где t — время задержки информации в

3.

npepnaraemx устро стве 35

Т - период частоты развертки на входе счетчика 21; и — число столбцов матрицы;

m — число строк матрицы.

Отсюда следует, что быстродейст- 40 вие предлагаемого устройства по сравнению с устройством-прототипом вьппе в

T(m и ш-и

-,т Т(Рп)

Срабатывание дешифраторов 6 и 7 45 (фиг. 2в) а следовательно, и облуче- . ния приемников групп 3 и 4 позволило исключить в фотоприемниках, соседних с облучаемым, процесс насыщения, который приводит к временной потере 50 чувствительности соседних каналов.

Использование исследовательной развертки по координатам уменьшает вероятность ложного срабатывания устройства и исключает явление перекрест-у5 ной модуляции, свойственное прототипу. Введение строгой очередности записи информации в регистры 15 и 14 . повьппает помехозащищенность (фиг. 2, участок XZ) информации, формируемой в устройстве. Вероятности возникновения сбоя в устройстве-прототипе и предлагаемом устройстве определяются по формулам, которые отражают способы формирования развертки и формирования выходной информации в рассматриваемых устройствах:

2tl m

IP„,=(E-(I-P ) . t где Рл,— вероятность ложного ввода информации устройства-прототипа; вероятность ложного ввода информации предлагаемого устройства; вероятность возникновения сигнала помехи в одном канале приемно-передающего тракта.

P о

В таблице приведены результаты вычисления вероятностей для различных значений Ро для координатной матрицы

m 30 п=10.

1 1

Рh 1 I r ë 2

Ро . Рл1

0,001

10 0,058

10 0,0059

10 0,0006

0,0001

0,00001

Для координатной матрицы с ш 30 и и 10 вероятность ложного срабатывания уменьшается в 60 pas, причем в

15 pas sa счет применения последовательной развертки по всем координатам, в 4 раза за счет введения очередности записи информации для матрицы 10

«30, при этом, чем больше отношение

m/и, тем больше величина, получаемая за счет введения очередности записи информации.

Кратность помехи, возникающей при неточной установке указательного элемента и фильтруемой в цикле ввода кода строки, определяется коэффициентом пересчета счетчика 33.

Сочетание световой индикации элементов клавиатуры со звуковой индикацией группы элементов повышает достоверность вводимой информации, благодаря обеспечению возможности контроля оператором своих действий на клавиатуре ввода информации.

l 525697

1525697

Ю г д е

К

И

М

P

У

Ф

Х

Ф

1525697

Редактор Л,Пчолинская Техред М.Дидык Корректор.Т. Палий

За:каз 7227/44 Тираж б68 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по и=.îýðåòåíèÿì и открь|тиям при ГКНТ СССР

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

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