Устройство для ввода информации

 

Использование: автоматика и вычислительная техника, ввод информации в ЭВМ. Цель: повышение быстродействия устройства и расширение его функциональных возможностей путем выдачи полной информации о расположении указателя и изменения требований к точности считывания информации Сущность изобретения: устройство содержит: 2 группы источников излучения

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 06 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"%2=) Ъ, (21) 4881260/24 (22) 05 11.90 (46) 23.08.92, Бюл. М 31 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж.Кишенский, В.Э.Игнатьев, C.В.Каменский и О.Ю.Христенко (56) Заявка Японии М 61 — 8445, кл. G 06 F 3/03, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1515.155, кл. 6 06 F 3/02, 1987. (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (57) Использование: автоматика и вычислительная техника, ввод информации в 3ВМ.

Цель: повышение быстродействия устройст„„ Ы„„1756878 А1 ва и расширение его функциональных возможностей путем выдачи полной информа- " ции о расположении указателя и изменения требований к точности считывания информации. Сущность изобретейия: устройство содержит: 2 группы источников излучения (1, 2), 2 группы приемников излучения (3,.4}, 2 группы усилителей (6, 7), 1 генератор импульсов (11), 2 элемента И-НЕ (13, 14), 1 элемент ИЛИ (16), 1 элемент И (17), 1 шинный формирователь (10), 1 счетчик (15); 1 триггер (12), 4 группы элементов И (18), 4 мажоритарных блока (8), 2 сумматора (9).

1-3-6-18-8-17-16-12-13-15-16, 2-4-718 — 8 — 9 — 10, 11 — 13 — 8 — 17-14-.10. 6 ил, 1756878

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации в ЭВМ.

Известно устройство для ввода информации, содержащее две группы источников излучения, две группы приемников излучения, две группы усилителей, два дешифратора, два селектора-мультиплексора, генератор импульсов, счетчики и одновибратор.

Недостатками известного устройства являются низкие разрешающая способность, быстродействие, достоверность принятия. решения и узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является устройство для ввода информации, содержащее две группы источников излучения, две группы приемников излучения, две группы усилителей, два дешифратора, два селектора-мультиплексора, генератор импульсов, счетчик, одновибратор, регистр, шесть триггеров, два элемента И-НЕ, третий дешифратор и шинный формирователь.

Недостатками известного устройства являются узкие функциональные возможности, низкие быстродействие и достоверность результата.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение функциональных возможностей путем выдачи информации о расположении указателя и изменения требований к точности считывания информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее первую им вторую группы источников излучения, первую и вторую группы приемников излучения, первую и вторую группы усилителей, триггер, первый и второй элементы И-НЕ, шинный формирователь, генератор импульсов и счетчик, причем источники излучения первой и второй групп оптически связаны с соответствующими приемниками излучения первой и второй группы, выходы приемников излучения первой и второй групп соединены соответственно с входами усилителей первой и второй групп, прямой выход триггера соединен с первым входом первого элемента ИНЕ, установочный вход триггера является входом запуска устройства, выход первого элемента И-HF соединен со счетным входом счетчика, первый вход второго элемента И-НЕ является входом чтения устройства, выход второго элемента И-НЕ соединен с входом разрешения шинного формирователя, выходы которого являются информационными выходами устройства, введены первая, вторая, третья и четвертая группы элементов И, первый, второй, третий и четвертый мажоритарные блоки, первый и второй сумматоры, элемент ИЛИ, элемент И, 5 выходы усилителей первой группьгсоединены с соответствующими входами элементов

И первой группы, и второй группы, выходы усилителей второй группы соединены с соответствующими входами элементов И

10 третьей и четвертой групп, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с информационными входами мажоритарных блоков соответственно первого, второго, третьего и четвертого, ус-

15 тановочные входы мажоритарных блоков объединены с установочным входом триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовыми входами 20 мажоритарных блоков, выходы группы первого и второго мажоритарных блоков соединены с входами первого сумматора, выходы группы третьего и четвертого мажоритарных блоков соединены с входами второго

25 сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами шинного формирователя, выход элемента ИЛИ соединен с входами сброса триггера и счетчика и является выходом го30 товности устройства, первый вход элемента

ИЛИ соединен с выходом счетчика, выход элемента И соединен с вторыми входами элемента ИЛИ и второго элемента И-КЕ, выходы первого, второго, третьего.и четвер35 того мажоритарных блоков соединены с входами элемента И.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для ввода информации; на фиг.

2 — структурная схема мажоритарного бло40 ка; на фиг. 3 — структурная схема нечетной группы (первой или третьей) элементов И; на фиг. 4-структурная схема четной (второй или четвертой) групп элементов И; на фиг. 5 — конструкция блока съема информации; на

45 фиг. 6 — процесс съема информации при заданном положении указателя на поле съема данных.

Устройство для ввода информации содержит вторую и первую группы источников

50 1 и 2 излучения, вторую и первую группы приемников 3 и 4 излучения, в совокупности составляющих блок 5 съема информации, вторую и первую группы усилителей 6 и 7, мажоритарные блоки 81 — 8 с первого по

55 четвертый, первый и второй сумматоры Qi u

92. шинный формирователь 10, генератор 11 импульсов, триггер 12, первый и второй элементы И-HE t3 и f4, счетчик 15, элемент

ИЛИ 16Ä 17, группы элементов И

181 -184 с первой по четвертую, вход 19

1756878 запуска устройства, вход 20 чтения, выход значения в виде двоичных кодов срабатыва

21 готовности, группы 22 выходов информа- ния мажоритарных блоков, Порог задаетгл ционных устройств, выход 23 элемента 13 в зависимости от требования достоверносоединен с тактирующими входами блоков сти съема информации, На входы суммато8и15. Группы выходов24блоков18соеди- 5 ров 33 подаются коды двоичной п1п— нены с информационными входами соответ- единица в младшем разряде, нули — в осствующих блоков 8, выходы блоков 8 тальных разрядах. соединены с входами 25 элемента И 17. Работа устройства начинается подачей

Мажоритарный блок 8 (фиг. 2) содержит на вход 19 импульса запуска. При этом в шифратор 26, регистры 27 — 29 с первого по 10 блоках 8 обнуляются блоки 28 и 30, триггер третий, блок 30 памяти, первый и второй 12 устанавливается в единичное состояние, блоки 31 и 32 сравнения, сумматор 33, эле- открывая элемент И-НЕ 13, через который мент И 34 и элемент 35 задержки. Вход 36 импульсы с генератора 11 поступают на блока 31 является установочным входом по- счетчик 15 и в блоки 8, реализуя мажоритаррога блока 8. 15 ный анализ.

Нечетная группа элементов И 181 или При нахождении указателя в каком-ли18з (фиг. 3) содержит элементы И 37 по . бо положении на поле съема с выходов одчислу излучающих элементов 1 или 2. ного или нескольких смежных приемников

Четная группа 182 или 18 элементов И каждой координаты снимается нулевой сиг(фиг, 4) содержит элементы И 37. 20 нал, Совокупность нулевых и высоких поЭскизная конструкция блока (фиг. 5) тенциалов усиливается группами съема информации, содержит две коорди- усилителей 6 и 7 и поступают в блоки 18. натные матрицы, Каждая матрица содержит Рассмотрим одну из координат (вторая разакрепленные в рамке датчики и на проти- ботает аналогично). воположной стороне приемники излучения: 25 блок 182 определяет номер первого (s первая рамка — источники 1 и приемники 3; порядке возрастания номеров) перекрытого вторая рамка — источники 2 и приемники 4.,луча, Так, при перекрытйи среди восьми луКонструктивно рамки помещаются одна над чей третьего и четвертого, на выходе блока другой, чем обеспечивается взаимное сме- 182 сформируется (фиг. 4) позиционный код щение плоскостей излучения и устраняется 30 00100000. Аналогично блок 181 определяет взаимовлияние излучений координат.. (также в порядке возрастания номеров) ноУстройство работает следующим обра- мер последнего перекрытого луча. Для того зом. же случая на его выходах будет сформироСъем по обеим координатам является ван позиционный код 00010000, В блоках 8> независимым. По каждои координате все 35 и82реализуется(поотдельностидляпервоисточники постоянно излучают свет. Рас- го и.последнего перекрытых лучей) мажорипространяясь параллельно, лучи от разных тарный принцип принятия решения, источников координаты не создают пере- соответственно для блоков 181 и 182, Это крестных помех. Указатель, опускаясь на происходит следующим образом. поверхностьсъемаданных, перекрывает пу- 40 Позиционный код с блока 18 поступает ти распространения отдельных лучей (воз- . на дешифратор 26, где преобразуется в двоможно — нескольких смежных лучей). По ичный код. Поступающий очередной тактозапуску устройство осуществляет съем ин- вый импульс записывает значение входного формации в соответствии с мажоритарным параметра в регистр 27. Содержимое регипринципом .— многократный съем и выбор 45 стра 27 задает адрес ячейки в блоке 30 панаиболее вероятного из всех перекрытых мяти, в которой хранится значение лучей. При перекрытии нескольких смеж- количества попыток (текущее), для которых ных лучей устройство определяет первый и принятый параметр принял значение, cîoòпоследний иэ перекрытых лучей и вычисля- ветствующее содержимому регистра 27(так, ет среднее значение координаты, которое 50 в пятой ячейке хранится число попыток, в выдается. пользователю по сигналу "Чте- результате которых определено, что указание". тель перекрывал первый (последний) луч—

При приеме излучения приемник груп- пятый). В начальный момент запуска содепы 1(или 3) формирует высокий потенциал, жцмвое всех ячеек блока 30 — нулевое. Текуод рпри перекрытий луча — низкий потенциал. 55 ще значение содержимого ге 12 сч тч

До первоначального сигнала запуска тоиг- соответствующей ячейки инкреме нкрементируется гер, счетчик 15, регистры 27-29 блоков 8, " на сумматоре 33, задержанным на элементе блокй 30 памяти имеют нулевое содержи -, .35 тактовым импульсом инкрементированмое. На входы 36 блоков 31 сравнения ма- ное значение записывается в ту же ячейку жоритарных блоков 8 подаются пороговые блока 30. В том случае, когла текущее зна\

1756878

30

35 арифметическое двух слагаемых - "3" и "4".

В момент времени, когда все блоки вы- 45 дают сигналы об окончании определения сбрасывающий триггер 12 и счетчик 15 в нулевое состояние и останавливающий про- 50

55 чение с выхода сумматора 33 превышает содержимое регистра 28 (в котором в текущий момент времени хранится максимальное число попыток, закончившихся с одинаковым результатом. и номер соответствующего луча), блок сравнения формирует импульс, который, совпадал с импульсом такта на элементе И 34, осуществляет запись в регистр 28 количества одинаковых попыток (максимального среди всех значений данного цикла съема данных) и номера соответствующего луча соответственно с блоков 33 и 27.

Таким образом, по тактам с генератора

11 происходит подсчет одинаковых значений входного параметра — положения указателя — и фиксация в регистре 28 максимального среди этих значений и соответствующего ему номера луча, наиболее вероятное положение указателя.

Если снятая информация достоверна, на определенном такте число одинаковых попыток становится больше порога на входе

36, срабатывает по выходу "Больше" блок 31 сравнения и осуществляет запись истинного номера луча (источника) в регистр 29, Этот же сигнал поступает на элемент И 17; фиксируя факт принятия решения данным мажоритарным блоком. Порог мажорирования обычно выбирается большим, чем значение, Значения параметров с блоков 81 и 82 подаются в сумматор 91, где производится вычисление среднего значения следующим методом: среднее вычисляется суммированием слагаемых, и деления на "2" — отсечением от результата младшего разряда, который является дробной частью результата. Так, при срабатывании третьего и четвертого усилителей, коды слагаемых имеют вид: 0011 и 0100, сумма -0111, окончательный результат — 011, 1, т.е. в десятичном представлении — 3, 5, что и есть среднее достоверного значения параметра, формируется сигнал на выходе элемента И 17, цесс данного цикла съема информации. На выходе 21 устройства формируется сигнал окончания работы. Этот сигнал поступает в произвольное внешнее устройство, которое в ответ на него выдает, например, сигнал

"Чтение" по входу 20, открывая элемент И НЕ 14, сигнал низкого уровня которого открывает шинный формирователь, с выхода которого вычисленные координаты указателя выдаются получателю, Следующий сиг10

15 нал запуска устанавливает устройство в исходное состояние и процесс начинается сначала.

Если за время проведения какого-либо цикла съема в каком-либо мажоритарном блоке 8 не произошло выявление достоверной информации, до окончания работы устройства в данном цикле не происходит выдачи сигнала на элементе И 17, При этом окончание данного цикла вызывается переполнением счетчика 15, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 16 сбрасывает счетчик 15 и триггер 12, а также поступает на выход 21. Так как не сработал элемент И

17, сигнал "Чтение" на входе 21 устройства не открывает шинный формирователь (закрыт элемент 14) и выдачи информации не происходит. "Чтение" может быть подано в произвольный момент времени, однако съем информации произойдет лишь при срабатывании элемента И 17.

Возможна также модификация устройства, при которой съем информации может производиться по отдельным координатам, например при недостоверности одной из координат она не выдается, а выдается та координата. съем которой проведен достоверно. При этом для каждой координаты достаточно использовать собственный шинный формирователь, собственные элементы

И-HE 14 и И 17 с очевидными аналогичными соединениями.

Жесткость требований к достоверности информации регулируется заданием порога (вход 36) и емкости счетчика 15. При уменьшении степени жесткости требований к достоверности павы шается быстродействие устройства, достигающее максимума при нулевом пороге и единичной емкости счетчика 15, при этом выдача информации производится на первом >ке такте.

Пример. Пусть поле — 8х8 точек.

Заштрихованные клетки соответствуют положению указателя: он перекрывает 6 и 7 лучи по вертикалй и 4 луча по горизонтали.

Коды с выходов групп усилителей 6 и T равны соответственно 11111001 и 11101111.

Коды с выходов блоков 181 — 184 — соответственно 00010000, 00010000, 00000010 и

00000100. Пусть все попытки съема данных дают одинаковый результат. На выходах бло ;,ов 91 и 92 формируются соответственно коды 0100,0 и 0110.1, т.е. "4" и "6,5", что иллюстрирует автоматическое вычисление устройством истинного значения снимаемого параметра.

Таким образом, устройство обладает высоким быстродействием за счет отказа от постоянного общения с пользователем по

1756878 последовательному опросу всех точек маСсива; за счет отказа от вычислений, производимых внешними вычислительными . устройствами, и за счет возможности получения данных, например, за один такт ра- 5 боты.

Устройство обладает также высокой достоверностью съема за счет использования мажоритарного принципа с произвольными порогами. Кроме того, устройство расширя- 10 ет функциональные возможности за счет проведения (автоматического) всех необходимых вычислений для определения положения указателя.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее первую и вторую группы источйиков излучения, первую и вторую группы 20 приемников излучения, первую и вторую группы усилителей, триггер, первый и второй элементы И-НЕ, шинный формирователь, генератор импульсов и счетчик, причем источники излучения первой и вто- 25 рой групп оптически связаны с соответствующими приемниками излучения первОЙ и второй групп, выходы приемников излучения первой и второй групп соединены соответственно с входами усилителей первой и 30 второй групп, прямой выход триггера соединен с первым входом первого элемента ИНЕ, установочный вход триггера является входом запуска устройства, выход первого элемента И-HE соединен со счетным вхо- 35 дом счетчика, первый вход второго элемента И-НЕ является входом чтения устройства, выход второго элемента И-НЕ соединен с входом разрешения шинного формирователя, выходы которого являются информаци- 40 онными выходами устройства. о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и расширения функциональных возможностей путем выдачи информации о расположении указателя и изменения требований к точности считывания информации, в устройство введены первая, вторая, третья и четвертая группы элементов И, первый, второй, третий и четвертый мажоритарные блоки, первый и второй сумматоры, элемент ИЛИ, элемент И, выходы усилителей первой группы соединены с соответствующими входами элементов

И первой и второй групп, выходы. усилителей второй группы соединены с соответствующими входами элементов И третьей и четвертой групп, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с информационными входами мажоритарных блоков соответственно первого, второго. третьего и-четвертого, установочные входы мажоритарных блоков объединены с установочным входом триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовыми входами мажоритарных блоков, выходы группы первого и второго мажоритарнйх блоков соединены с входами первого сумматора, выходьг группы третьего и четвертого мажоритарных блоков соединены с входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами шинного формирователя, выход элемента ИЛИ соединен с входами сброса триггера и счетчика и является выходом готовности устройства, первый вход элемента

ИЛИ соединен с выходом счетчика, выход элемента И соединен с вторыми входами элемента ИЛИ и второго элемента N-НЕ, выходы первого, второго, третьего и четвертого мажоритарных блоков соединены с входами элемента И, 1756878

1756878

8 у

У t

1

2

Составитель С.Кишенский

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Л. Гратилло

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

Заказ 3088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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