Сенсорная клавиатура

(54) СЕНСОРНАЯ УРА 32Изобретение относится импульсной сор, информационные входы которого сое технике и может быть использовано в динены с первыми выходами сенсорного системах автоматического. контроля и поля, а управляющие входы подклюиены управления. к первым выходам. счетчика и входам рИзвестен сенсорный коммутатор, со-. гистра, выходы которого соединены с вы-держаший сенсорные площадки, мульти-ходнъми шинами, и элемент ИЛИ-НЕ, плексор, регистр, счетчики и логические введены дополнительный мультиплексор, элементы 11. триггеры, элемент И, элементы задерккиНедостаток его - невозможность орга- резисторы и элементы ИСКЛЮЧАЮ- низации устройства для болыцого. числа ШЕЕ ИЛИ, причем вторые выходи сенсор- сенсорных переключателей. , 1 о ного поля соединены с информационнымиНаиболее близка к предлагаемой сен- входами дополнительного мультиплексора, сорная клавиатура, содержащая сенсорное управляющие входы которого подключены ко поле, мультиплексор, регистр, счетчики вторым выходам счетчика и другим вхои элементы ИЛИ-НЕ 2, .. дам регистра, выходы мультиплексораНедостаток этого устройства - невоз соединены с первыми входами соответможность организации сенсорной клавиа- ствуюцпцс элементов и ИСКЛЮЧАЮ туры для большого числа сенсорных пере- ШЕЕ ИЛИ и через соответствующие резис ключателей, что сужает функциональные . торы подключены к тактовой шине, вторым возможности, входамсоответствующих элементов ИСКЛЮЦель изобретения - расширение функ ЧАЮШЕЕ ИЛИ, входам элементов за 20пионалыых возможностей. держки и первому входу элемента И, втоЦель достигается тем, что в сенсор- рой вход которого соединен с инверсным ную клавиатуру, содержащую мультиплек.- выходом первого триггера, а выход - с к311 4рез элемент 12 И поступают тактовые импульсы с частотой У и шины столбцов сенсорногополя 1 подключаются с час-, тотой 112 через мультиплексор 3 к входу элемента 17 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а шины строк - через мультиплексор 4 к входу элемента 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ с частотой Кпч, где щ =2 ц. Таким образом, В исходном состоянии происходит поочередное подключение сенсорных площадок 2 к входам элементов 17, 18 ИСКЛЮЧА 10 ШЕЕ ИЛИ.При касании оператора пальцем (одновременно) обеих частей сенсорной площад ки 2 на входах элементов 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ оказываются включенными в некоторый момент времени интегрирующие цепи, состоящие из резисторов 15 и 16 соответственно и собсъвенной емкости оператора относительно земли, при этом сйнхронность колебаний на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ нарушится и на С-входах триггеров 8, 9 появляется импульс, который устанавливает на инверсных выходах триггеров 8, 9 логический О.Через время Сз 1, определяемое элемен 1- том задержки 13, триггеры 8, 9 по Р- входу изменяют свое состояние. Вследствие этого на Р-входе триггера 10 в некоторый момент времени от с 1 до Ь 1. + 1 З,1 присутствует положительный и;мпульс (фиг, 2 д), Время З определяемое элементом задержки 14, выбрано та-, ким образом, что когда сигнал на С-входе триггера 10 переходит из логического "О в состоянии логической "1" на З- . входе триггера 10 присутствует уровень логической 1 (фиг. 2 д и 2 е). В результате на выходе триггера 10 формируется перепад напряжения от уровня логического "0 до уровня логической 1 (фиг. 2 ж), по которому производится ОСА= новка счетчика 5 и запись информации с выхода счетчика 5 в сдвиговый регистр 6, прекращается переключение сенсорных площадок 2 к общей шине мультиплексоров 3 и 4 и на выходах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляются серии импульсов, Так как разрядный счетчик 5 срабатывает от переднего фронта импульса тактовой частоты, а ос тановка счетчика 5 происходит по переднему фронту тактовых импульсов, задержанных на время ьЭй(фиг. 2 ж), то разрядный счетчик 5 останавливается в кодовом состоянии, соответствующем номеру сенсорной площадки 2, которой коснулся оператор, в момент времени 11+ 3 1005 входом счетчика, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧА 101 ЦЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно второго и третьего тритеров, вторые входы которых подключены к выходу перво го элемента задержки, а инверсные выходы - к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход последнего подключен к выходу 10 второго элемента задержки, а прямой выход - к входу записи регистра, а сенсорное поде выполнено на сенсорных площадках, электрически разделенных на две части, причем первые и вторые части сенсорных плошвдок соединены соответственно с первыми и вторыми выходами сенсорного поля.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма его работы.Сенсорная клавиатура содержит сен сорное поле 1 с сенсорными площадками 2, мультиплексоры 3 и 4, разрядный счетчик 5, сдвиговый регистр 6 с вы 25 ходными шинами 7, триггеры 8, 9 и 10, элемент 11 ИЛИ-НЕ, элемент 12 И, элементы задержки 13 и 14, резисторы 15 и 16,элементы 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, тактовую шину 19.Сенсорная клавиатура работает сле 30 дующим образом. На тактовую шину 19 подается импульсное напряжение. Устройство выполнено таким образом, что не предъявляет высоких требований к частоте и скважности импульсов и практически работает при частоте повторения от 1 до 100 кГц. и скважности тактовых импульсов от 2 до 5. В исходном состоянии, когда палец оператора не касается одновременно двух частей одной из сенсорных площадок 2, на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ колебания синфазные и строго синхронны (фиг. 2 аи 2 б до момента времени Ц, в этом случае элементы 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩ.ЕЕ ИЛИ постоянно находятся в состоянии логического О, на входы Р -триггеров 8и 9 постоянно поступают через элемент задержки 13 импульсы с тактовой частотой К (фиг. 2 г).50В результате на входах элемента 11 ИЛИ-НЕ находится логическая 1, а на 1) -входе триггера 10 - логический О", и тактовые импульсы, поступающие через элемент задержки 14 на С-вход триггера 10, обеспечивают на его выходе состояние логического О. Вследствие этого на вход разрядного счетчика 5 чеб 10053 + фС .- происходит запись информации о32номере нажатой площадки 2 на выходные шины 7 регистра сдвига 6. ПричемтактТ"Ь"З 15 где Т - период следования тактовыхтактимпульсов.Как только оператор убирает палец с сенсорной площадки 2 синхронность колебаний на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ восстанавливается и устройство возвращается в исходное состояние в момент времени Ф 2 .Таким образом, введение дополнительного мультиплексора, триггеров, элемен ф тов И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элементов задержки, а также выполнение сенсорных площадок электрически разделенных, позволило организовать сенсорную клавиатуру для большого числа сенсор ных площадок. формула изобретения25.1. Сенсорная клавиатура, содержащая ,мультиплексор, информационные входы ко. торого соединены с первыми выходами сенсорного ноля, а управляющие входы подключены к первым вьг:одам счетчика ЗЕ и входам регистра, выходы которого соединены с выходными попами, и элемент ИЛИ НЕ; о т л и ч а ю щ а я с я тем, : что, сцелью расширения функциональных возможностейе в нее .щнщеиы дополни з тельный мультиплексор, триггеры, элемент И, элемент задержки, резисторы и элементы ИСКЛЮЧЛЮШЕЕ ИЛИ, причем вторые выходы сенсорного поля соедине,ны с информациоющми входами дополни 11 6тельного мультиплексора, управляющие входы которого подкпючены к вторым выходам счетчика и другим входам регистра, выходы мультиплексоров соединены с первыми входаМи соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ и через соответствующие резисторы подключены к тактовой шине, вторьм входам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входам элементов задержки и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход - с входом счетчика, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно второго и третьего триггеров, вторые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, а инверсные выходы - к соответствую щим входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пер вого триггера, второй вход последнего подключен к выходу второго элемента задержки, а прямой выход - к входу заси регистра.2. Клавиатура по и. 1, о т л ич.а ю щ а я с я тем, что сенсорное поле выполнено на сенсорных площадках, электрически разделенных на две части, причем первые и вторые части сенсорных площадок соединены соответственно с первыми и вторыми выходами сенсорногополя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР792583, кле Н 03 К 17/00, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР752802, кл. Н 03 К 17/00,07.07.78.Редактор А. Дава ясное СССР 7 Тираж 934ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш 1925/7 кая наб. П фПатентф г. фил Составитель Л. ЗахароваТехред Л. Пекарь Корректор М. Коста