Сенсорный переключатель

ика ис,(54)(57) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий основной счетчик, выходной . регистр, й сенсорных площадок, такти руоцую и выходные информационные шины, мультиплексор, И инюрмационных входов которого соединены с соответствующими сенсорными площадками, управляющие входы - с выходами основного счетчика и информационными входам выходного регистра, выходы которого подключены к информационным шинам, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности функционирования, в него введены элемент И, элемент ИЛИ, элементы И-ИЛИ-НЕ предустановки, записи, суммирования и вычитания, 2 -триггеры, переноса и состояния, пороговый блок, оперативное запоминающее устройство, распределитель импульсов, реверсивный и вспомогательный счетчики времяимпульсный преобразователь, блок. разряда, блок предварительной записи и элемент задержки, вход кото" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЖРЫТИЙ 3456073/18-212306.8230,10.83. Бюл. й 40А,В.Антонов, Ю.И.Герасимов.БудниковОтделение радиоастрономии ордевого Красного Знамени институтофизики и электроники АН УкраинССР621.316(088,8)1, Авторское свидетельство ССС359, кл. Н 03 К 17/00, 1979Кокерелл Д, ТТЛ ИС в качествеонтактной клавиатуры, "Электро 1975, т.28, М 4, с.б 2-63,рого соединен с выходом мультиплексора, а выход - с С -входом мультиплексора, 11 информационных входовкоторого соединены с выходами блокаразряда, вход которого подключен к а С-входу мультиплексора и первомувходу времяимпульсного. преобразователя, второй вход которого соединен сС-входом вспомогательного счетчика итактирующей шиной, третий вход " свыходом элемента ИЛИ, а выход - спервым входом элемента И ИЛИ-НЕ суммирования и первым входом элементаИ-ИЛИ-НЕ вычитания, второй вход ко"торого подключен к второму входу элемента И-ИЛИ-НЕ суммирования, первому щвыходу блока предварительной записим,и С -входу рвспределителя импульсов,упрввлявдые входы которого соедииеиы Сис соответствующими выходами вспомогательного счетчика, первый выход "с первыми входами элемента ИЛИ, эле,мента И-ИЛИ-НЕ предустановки и 5-входами Ю -триггеров переноса и. состояния, второй выход - с первым входомэлемента И, третий вцход - с вторымвходом элемента И-ИЛИ-НЕ предустанов- фки, четвертыи выход - с третьими вхоиВаайдами элементов И-ИЛИ-НЕ суммирования дди вычитания, пятый выход - с первым Ювходом элемента И-ИЛИ-НЕзаписи, шес- Отой выход - с вторым входом элемента ИЛИ и Й -входом реверсивного счетчика, а седьмой выход - с вторым вхо- ъдом элемента И-ИЛИ-НЕ записи, выходкоторого подключен к С -входу оперативного запоминающего устройства,а третий вход - к третьему входу элемента И-ИЛИ-НЕ предустановки, четвертым входам элементов И-ИЛИ НЕ суммирования и вычитания и выходу Э -триг1051720Составитель В,ПолешенкоРедактор О.Сопко Техред М,Тепер Корректор А,ПовхЗаказ 8674/57 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 щ ВГ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 41051720 гера состояния, Х) -вход которого соединен с общей шиной, а С -входс С -входом выходного регистра и выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу порогового блока, а третий - к пятым входам элементов И-ИЛИ-НЕ суммирования и вычитания и выходу 2 -триггера переноса, Ь"вход которого соединен с общей шиной, а С -вход - с первым выходом реверсивного счетчика, С -вход кото-рото соединен с выходом элемента И"ИЛИ НЕ предустановки, первый .вход с выходом элемента И-ИЛИ"НЕ суммироания, второй вход - с выходом элемен 1Изобретение относится к импульсной технике, а именно, к бесконтактным электронным переключателям, сра"батывающим при прикосновении к сенсорным площадкам, и может быть исполь" 5зовано в пультах управления различныхустройств, в частности, в коммутаторах и устройствах ввода информациив ЭВИ,Известен сенсорный коммутатор, содержащий мультиплексор, разрядный счетчик, разрядный регистр, триггер,элемент И-НЕ, дополнительный разрядный счетчик, инвертор, тактирующую,основную и дополнительную выходные 15шины 11)Недостаток коммутатора - низкаянадежность функционирования,Наиболее близким к предлагаемо"му по технической сущности являетсясенсорное устройство, содержащееосновной счетчик, выходной регистр,и сенсорных площадок, тактирующую ивыходные информационные шины и мультиплесор 1 информационных входовкоторого соединены с соответствующимисенсорными площадками, управляющие .входы - с выходами счетчика и информационными входами регистра сдвига,стро 5 ирующий вход - с тактирующей шиной, входом счетчика и входом синхронизации регистра сдвига, выходы которого подключены к информационным шинам 12Недостатком этого устройства является также низкая нааежность функ"35 та И-ИЛИ-НЕ вычитания, информационные входы - с соответствующими выходами оперативного запоминающего устройства, а выходы - с входами порогового блока и информационными входамиоперативного запоминающего устройства, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходамосновного счетчика, выход старшегоразряда которого соединен с входом блока предварительной записи, Й "вход с вторым выходом этого блока, а С-вход - с выходом старшего разряда вспомогательного счетЮ е1 1ционирования, обусловленная разбросом монтажных емкостей сенсорных площадок, имеющим место в реальных кон,струкциях, их взаимном расположением по отношение к внутренним конструктивным элементам и внешним окружающим предметам.Цель изобретения - повышение надежности функционированияПоставленная цель достигается тем, что в сенсорный переключатель, содержащий основной счетчик, выходной регистр, й сенсорных площадок, тактирующую и выходные инФормационные шины, мультиплексор, й информационных входов которого соединены с соответствующими сенсорными площадками, управляющие входы - с выходами основного счетчика и информационными входами выходного регистра, выходы которого подключены к информационным шинам, введены элемент И, элемент ИЛИ, элементы И-ИЛИ-НЕ предустановки, записи, суммирования и вычитания, П -триггеры: переноса и состояния, пороговый блок, оперативное запоминающее уст" ройство, распределитель импульсов, реверсивный и вспомогательный счетчики, времяимпульсыый преобразователь блок разряда, блок предварительной записи и элемент задержки, вход которого соединен с выходом мультиплек" сора, а выход - с С "входом мульти" плексора, И информационных входов которого соединены с выходами блока разряда, вход которого подключен к3 1051 С-входу мультиплексора и первому входу времяимпульсного преобразователя,второй вход которого соединен с С-входом вспомогательного счетчика и тактирующей шиной, третий вход - с выходом элемента ИЛИ, а выход - с первым входом элемента И-ИЛИ-НЕ сум" мирования и первым входом элемента И-ИЛИ-НЕ вычитания второй вход кото" рого подкпючен к второму входу эле" 10 мента И-ИЛИ-НЕ суммирования первому выходу блока предварительной записи и С-входу распределителя импульсов, уп" равляющие входы которого соединены с, соответствующими выходами вспомога тельного счетчйка, первый выход " с первыми входами элемента ИЛИ, элемен" та И-ИЛИ-НЕ предустановки и Б -входаии 2 -триггеров переноса и состояния, второй выход - с первым входом эле мента И, третий выход - с вторым входом элемента И-ИЛИ-НЕ предустановки, четвертый выход - с третьими входами элементов И-ИЛИ-НЕ суммирования и вы-. читания, пятый выход - с первЫм вхо-. 25 дом элемента И-ИЛИ-НЕ записи, шестой выход - с вторым входом элемента ИЛИ и К -входом реверсивного счетчика, а седьмой выход - с вторым входом элемента И-ИЛИ-НЕ записи, выход которого З 0 подключен к С-входу оперативного запюминающего устройства, а третий вход - к третьему входу элемента И-ИЛИ-НЕ предустановки, четвертым входам элементов И-ИЛИ-НЕ суммирова 35 ния и вычитания и выходу З -триггера состояния, Э -вход которого соединен . с общей шиной, а С-вход ". с С-.входом выходного регистра и выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу порогового блока, а третий к пятым входам элементов И-ИЛИ-НЕ суммирования и вычитания и выходу Э-триггера переноса, П -вход которого соединен с общей шиной, а С-вход -, с первым выходом реверсивного счетчика, .С-вход которого соединен с выходом элемента И-ИЛИ-НЕ предустановки, первый вход - с выходом элемента И-ИЛИ-НЕ суммирования второй вход 50 с выходом элемента И-ИЛИ-НЕ вычитания, информационные входы - с соответствующими выходами оперативного запоминающего уетройства, а выходыс входами порогового блока и информационными входами оперативного запоми нающего устройства, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам основного счетчика,720 4выход старшего разряда которого соединен с входом блока предварительной записи, Й "вход - с вторым выходом этого блока, а С-вход " с выхо" дом старшего разряда вспомогательногосчетчика.На фиг,1 представлена функциональная схема сенсорного переключателя; на фиг,2-6-диаграмм, поясняющие его работу.Сенсорный переключатель содержит мультиплексор 1, п сенсорных площадок 2, основной счетчик 3, выходнойрегистр 4, информационные шины 5, элемент 6 задержки, блок 7 разряда, времяимпульсный преобразователь 8, вспомогательный счетчик 9, тактирующую шину 10, элемент ИЛИ 11, 2 -триггер12 переноса, З -триггер 13 состояния, элемент И-ИЛИ-НЕ 14 суммирования, элемент И-ИЛИ-НЕ 15 вычитания, блок 16 предварительной записи, распределйтель 17 импульсов, элемент И-ИЛИ-НЕ 18 предустановки, элемент И 19, эле" мент .И-ИЛИ-НЕ 20 записи, реверсивный счетчик 21, оперативное запоминающее устройство 22, пороговый блок 23.1Информационные входы мультиплексора 1 соединены с соответствующими сенсорными площадками 2, управляющие его входы подключены к выходам основ ного счетчика 3 и информационным входам выходного регистра 4, выходы которого подключены к информационным винам 5, Вход элемента 6 задержки соединен с выходом мультиплексора 1, а выход - с С-входом мультиплексора 1 и информационных входов которого соединены с выходами блока 7 разряда, вход которого подключен к С-входу мультиплексора 1 и первому входу времяимпульсного преобразователя 8, второй вход которого соединен с С входом вспомогательного счетчика 9 и такти- рующей шиной 10, третий вход - с выходом элемента ИЛИ 11, а выход - с первым входом элемента И-ИЛИ-НЕ суммирования и первым входом элемента И-ИЛИ-НЕ 15 вычитания, второй вход которого подключен к второму входу элемента И-ИЛИ-НЕ 14 суммирования первому выходу блока 16 предварительной записи и С-входу распределителя 17 импульсов, управляющие входы которого соедийены с соответствующими выходами вспомогательного счетчика 9, первый выход - с первыми входами элемента ИЛИ 11, элемента Р-ИЛИ-НЕ 18 предустановки и 5 -входами .О -триггеров 12 и 13 переноса и состояния, второй выход " с первым входом элемента И 19, третий выход - с вторым входом элемента И-ИЛИ-НЕ 18 предустановки,.четвертый выход - с третьими э . входами элементов И-ИЛИ-НЕ 14 и 15 суммирования и вычитания, пятый выход " с первым входом элемента И-ИЛИНЕ 20 записи шестой выход -с втрУ0 рым входом элемента ИЛИ 11 и Й -вхо дом реверсивного счетчика 21, а седьмой выход - с вторым входом элементаИ-ИЛИ-НЕ 20 записи, выход которого подключен к С-входу оперативного запоминающего устройства 22, а третий 1 э вход ; к третьему .входу элемента И-ИЛИ"НЕ 18 предустановки, четвертым входам элементов 14 и 15 суммирования и вычитания и выходу Э "триггера 13 состояния,.;9 -вход которого соединен 20 с общем шиной, а С-вход - с С-входомвыходного регистра 4 и выходом элемента И 19, второй вход которого год" ключен к выходу порогового блока 23, а третий - к пятым входам элементов 25 И-ИЛИ-НЕ 14 и 15 суммирования и вычитания и выходу Э -триггера 12 перено" са, .О "вход которого соединен с общей шиной, а С-вход " с первым выхо" дом реверсивного счетчика 21, С-вход зо которого соединен с выходом элемента И"ИЛИ-НЕ 18 предустановки, первый вход - .с выходом элемента И"ИЛИ-НЕ 14 суммирования, второй вход - с выходом элемента И-ИЛИ-НЕ 15 вычитания, инФормационные входы - с соответствующими выходами оперативного запоминающего устройства 22, а выходы - с входами порогового блока 23 и информа" ционными входами оперативного эапо О минающего устройства 22, управляющие аходы которого подключены к соответствуацим выходам основного счетчика 3, выход старшего разряда которого соединен с входом блока 16 предварительной записи, Я -вход - с вторым выхо" дом этого блока, а С-вход - с выходом старшего разряда вспомогательногосчетчика 9.Работа сенсорного переключателя построена по циклическому принципу. Цикл состоит иэ и строк. Строка состоит из К тактов, Длительность такта Т равна периоду следования тактовых импульсов, поступающих по такти" рующей шине 10, В каждой строке опра шивается одна сенсорнаяплощадка 2, а опрос всех площадок 2 происходит в течение цикла. Управляющие сигналы,необходимые для работы сенсорногопереключателя по циклическому принципу, Формируются основным и вспомогательным счетчиками 3, 9 и распределителем 17 импульсов. При этом коэф",Фициент пересчета основного счетчика 3-й, а коэффициент пересчета вспомогательного счетчика 9-М, и они оп"ределяют соответственно число опрашиваемых сенсорных площадок 2 и количестао К тактов в каждой строке. При формировании управляющих сигналов тактовые импульсы с периодом Т поступают по тактирующей шине 10 на С-вход вспомогательного счетчика 9, управляющего работой распределителя 17 импульсов. На выходах распредели" теля 17 импульсов Формируются управляющие импульсы положительной поляр"ности, положение которых в строке показано на Фиг,2. Управляющие им.- пульсы на первом (Фиг.2 в) и шестом (фиг.2) выходах распределителя17 импульсов формируются. во втором такте строки, а импульсы на втором (Фиг.2 ф), третьем (фиг.2), четвер-том Фиг.2 а) и пятом (фиг.2 Ф) выходах - соответственно в И, К, 1-3, Ктактах. Управляющие импульсы на седьмом выходе распределителя 17 импульсов (Фиг.2 И) Формируются также в К.такте строки (Фиг,2 о). Однако управляющие импульсы на шестом и седьмом выходах распределителя 17 импульсов Формируются только в режиме пред" варительной записи информации (при уровне логического "0" на С"входе распределителя 17 импульсов (Фиг,26) а импульсы на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах в режиме "работа" (при уровне логичес" кой н 1" на С-входе фиг.26). Последовательно с вспомогательным счетчиком9 включен основной счетчик 3. Последовательное изменение состояний выходов основного счетчика 3 приводит к поочередному опрашиванию информационных входов мультиплексора 1, соединенных с соответствующими сенсорными площадками 2. За И строк опрашиваются все сенсорные площадки 2 переключателя,. Синхронно с информационными входами мультиплексора 1 опраши"ваются и ячейки памяти оперативного запоминающего устройства 22. Парал- .лельный код с выходов основного счетчика 3 поступает также на информацион.ные входы выходного регистра 4.20 10тельной записи присутствует уровеньлогической "1". Этот уровень, поступая на С-вход распределителя 17 импульсов, разрешает Формирование управляющих импульсов положительной полярности нв первом, втором, третьем,четвертом и пятом выходах и запрещает формирование этих импульсов на шестом и седьмом выходах. Кроме того, этот же уровень логической "1" закрывает элемент И-,ИЛИ НЕ 14 суммиро"вания и открывает элемент И-ИЛИ-НЕ 15вычитания.Далее сенсорный переключатель работает в режиме циклического опроса сенсорных площадок 2. При этом во втором такте каждой строки (фиг.4 О) управляющий импульс положительной по" лярности с первого выхода распределителя 17 импульсов (фиг.46), поступая на 5 -входы З -триггеров 12 и 13, устанавливает их в "единичное" состояние, Уровень логической "1" свыхода Х) - триггера 13 состояния (фиг.4 ж), поступая на входы элементов И-ИЛИ-НЕ 18, 14,1 и 20 предустановки, суммирования, вычитания и записи, открывая их по этим входам. Уровень логического "0" с,выхода О-триггера 12 переноса фиг.42), поступая на входы элементы И-ИЛИ-НЕ 14 суммирования и элемента И 19, закрывает их по этим входам, а поступая на вход элемента И-ИЛИ-НЕ 15 вычита" ния открывает его. Этот же управляющий импульс с .первого выхода распределителя 17 импульсов (Фиг.45) поступая на вход элемента И-ИЛИ-НЕ 18 предустановки и инвертируясь им, производит предустановку реверсивного счетчика 21, переписывая в него со. держимое соответствующей ячейки памяти оперативного запоминающего устройства 22. Управляющий импульс с первого выхода распределителя 17 импульсов, пройдя через элемент ИЛИ 11, поступает на вход времяимпульсного преобразоаателя 8, синхронизируя отрицательным Фронтом начало формируемого в нем временного интервала, С выхода времяимпульсного преобразователя 8 начинают поступать тактовые импульсы, которые через элемент И"ИЛИ-НЕ 15 вычитания, инвертируясь (юг.4 Ь), приходят на вход реверсивного счетчика 21 и подсчитываются им,Нри касании, например, 1,.-ойсенсорной площадки 2 в 1-ой стро"ке цикла на вход реверсивного счет 9 10517 полярности на шестом и седьмом выходах и запрещает формирование этих импульсов на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах. Кроме того, этот же уровень логического "0" закрывает элемент И-ИЛИ-НЕ 15 вычитания и открывает элемент И-ИЛИ-НЕ 14 суммирования. При этом во втором такте каждой строки ( Фиг.3 а) цикла управляющий импульс положительной полярности О с шестого выхода распределителя 17 импульсов (фиг.36), поступая на К-вход реверсивного счетчика 21, ус" танавливает его в состояние логического "О". Кроме того, этот же импульс 15 пройдя через элемент ИЛИ 11, поступает на вход времяимпульсного преоб" разователя 8, синхронизируя отрицательным Фронтом начало Формируемого в нем временного интервала. С выхода 2 О времяимпульсного преобразователя 8 начинают поступать тактовые импульсы (Фиг. 3 Ь), которые через элемент И-ИЛИ-НЕ 14 суммирования приходят на вход реверсивного счетчика 21 и под считываются им, Количество этих импульсов ввиду отсутствия в момент включения питания касания сенсорных площадок 2 определяется только монтажными емкостями и для 1-ой строки цикла равно н,(3). В Ктакте строки управляющий импульс положительной полярности Формируется на седьмом вы. ходе распределителя 17 импульсов и через элемент И-ИЛИ-НЕ 20 записи,35проинвертированный фиг.3 г), поступает на С-вход оперативного запоминающего устройства 22, переписывая двоичный код числа во из реверсив" . ного счетчика 21 в 1-ю ячейку памяти. Аналогичным образом в первом после подачи питания цикле осуществляется опрос. всех И сенсорных площадок 2и запись в ячейки памяти оперативного запоминающего устройства 22двоичных кодов в , (11п), оп" ределяемых монтажными емкостями площадок 2. На этом заканчивается режим записи исходной информации в опера" тивное запоминающее устройство 22.В К -ом такте И -ой строки первогопосле подачи питания цикла отрицательный перепад с выхода старшегоразряда основного счетчика 3 переключает блок 16 предварительной записи во второе устойчивое состояние, в котором он остается до момента выключения питания, В этом состоянии на втором выходе блока 16 предвари15 1051 так как он закрыт поступающим на его вход уровнем логической "1" (фиг.5) с выхода Э -триггера 12 переноса. В (к)-ом такте 1-ой строки управляющий импульс с пятого выхода распределителя 17 импульсов, проходя через элемент И-ИЛИ-НЕ 20 записи, инвертируется (фиг.51. и, поступая на С-вход оперативного запоминающего устройства 22, переписывает в его 10 1"ую ячейку памяти содержимое ревер сивного счетчика 21, т.е. число (во, + 1). В 1-ой.строке следующего цикла уже это число будет использо,ваться в качестве значения в; дляпредустановки реверсивного счетчика 21.В следующих циклах, если по-прежнему во, ъв , сенсорный переключаО 1 атель работает аналогичным образом. 20Если же в,в,", (фиг,6), то пос ле прихода на вычитающий вход реверсивного счетчика 21 во,-го импульса в нем будет записано числов25а на выхбде йорогового блока 23 со" хранится уровень логической "1 неВ (К)"ом такте 1"ой строки уп. равляющий импульс с второго выхода . распределителя 17 импульсов через эле мент И 19 не проходит, так как он закрыт уровнем логического "0"(фиг.52) с выхода ,О -триггера 12 переноса (фиг.62). В (К)-ом такте 1-ой строки управляющий импульс с третьего вы" хода распределителя 17 импульсов,Зэ проходя через элементИ-ИЛИ-НЕ 18 предустановки, инвертируется ( фиг.681 и поступает на С-вход реверсивного счетчика 21, переписывая в него содер.я 40 жимое 1-ой ячейки памяти во; оперативного запоминающего устройства 22. В (К)-ом такте 1-ой строки управ" ляющий импульс с четвертого выхода 720 16распределителя 17 импульсов, проходячерез элемент И-ИЛИ-НЕ 15 вычитания,инеертируетсе Фиг.65) и поступает навход реверсивного счетчика 21, уменьеая его содержимое на единицу. В реверсивном счетчике 21 получается число (вр, -1). Через элемент И-ИЛИ-НЕ 1 Й11суммирования управляющий импульс счетвертого выхода распределителя 17импульсов не проходит, так как он за"крыт поступающим на его вход уровнемлогического "0" (фиг,62) с выходаВ-триггера 12 переноса, В (К)-омтакте .1-ой строки управляющий импульс с пятого выхода распределителя17 импульсов, пройдя через элементИ-ИЛИ-НЕ 20 записи,.инвертируется(фиг.бе) и, поступая на С-вход оперативного запоминающего устройства 22,переписывает в его 1-ую ячейку памяти содержимое реверсивного счетчика 21, т.е. число (в; -1), В 1-ойстроке следующего цикла уже это чис"ло будет использоваться в качествезначения в; для предустановки реверсивного счетчика 21,В следующих циклах, если по"прежнему в ( Я , сенсорный переключатель работает аналогичным образом.Таким образом, введение в предлагаемый сенсорный переключатель элемента И 19, элемента ИЛИ 11, элементов И-ИЛИ-НЕ 18, 20, 14 и 15 предус"тановки, записи, суммирования и вычитания, О -триггеров 12 и 13 переносаи состояния, порогового блока 23,оперативного запоминающего устройст-.ва. 22, распределителя 17 импульсов,реверсивного и вспомогательногосчетчиков 21 и 9, времяимпульсногопреобразователя 8, блока 7 разряда,блока.16 лредварительной записи и элемента 6 задержки обеспечивает повышение надежности его функционирования.