Устройство для ввода информации

(19) И 1) А С 06 Р 3/О О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делитель напряжения, первый и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно, вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиатуру подключены к информационному входу аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход и информационный выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, о т л и ч а ю щ ее с я тем, чтос целью повышения надежности устройства путем защиты от ошибок оператора, в него введены первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент, один вход первого компаратора соединен с общей шинои, один вход второго компараторачерез второй нагрузочный элемент подключен к общей шине, другие входыпервого и второго компараторов соединены с информационным входоманалого-цифрового преобразователя ис выходом делителя напряжения соответственно, выход первого инверторасоединен с входами инерционногоэлемента и второго инвертора, выходыкоторых подключены к первому входупервого элемента И-НЕ, выход которогоподсоединен к входу первого инвертора,к синхровходу первого триггера и кпервому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующнйвход которого подключен к выходу первого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входусброса второго триггера, неинвертирующий выход первого триггера подключенк синхровходу второго триггера, входданных которого соединен с общей шиной,неинвертирующий вход сброса второго триггера соединен с выходомвторого компаратора и является управляющим выходОм устройства,а выход - является стробирующим выходомустройства, инвертирующий выход первого триггера соединен с вторым неинвертирующим входом второго элемента И-НЕ,инвертирующий выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ,115041 45ь5055 1 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих цифровой ввод аналоговой информации, в частности в устройствахуправления и контроля, в измерительных устройствахИзвестно устройство для вводаинформации, содержащее клавиатуру,соединенную с входами шифратора ипервыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых черездешифратор присоединены к выходамшифратора и первым входам элементов И, вторые входы которых объединены и присоединены через элемент ИЛИ к выходам элементов ИСКЛ 0 ЧАЮЩЕЕ ИЛИНедостатком устройства является сложность (с ростом числа кнопокв клавиатуре быстро усложняетсясхема шифратора).Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство для ввода информации,содержащее резисторный делитель на -пряжения, выходы которого присоединены через кнопки клавиатуры кзапоминающему конденсатору и одному из входов аналогового коммутатора, выход которого соединен свходом аналого-цифрового преобразователя, который в свою очередьсоединен с вычислительным средством, выход которого соединен свходом транзисторного ключа, подключенного параллельно запоминающему конденсатору 12 1,Недостатком известного устройства является пониженная надежностьиз-за отсутствия защиты от ошибочных действий оператора.Целью изобретения является повышение надежности устройства путемзащиты от ошибок оператора,Указанная цель достигается тем,что в устройство для ввода информации, содержащее аналого-цифровойпреобразователь, клавиатуру, делителнапряжения, первый и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно, вход первого и выходвторого нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевойшинам устройства, выходы группыделителя напряжения через клавиатуруподключены к информационномувходу аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход и инфор 5 1 О 15 20 25 30 35 40 мационный выход которого являютсяуправляющим входом и информационнымвыходом устройства соответственно,введены первый и второй компараторы,первый и второй инверторы, первый ивторой элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент,один вход первого компаратора соеди-нен с общей шиной, один вход второгокомпаратора через второй нагрузочныйэлемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационнымвходом аналого в цифрово преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно, выход первогоинвертора соединен с входами инерционного элемента и второго инвертора,выходы которых подключены к первомувходу первого элемента И-НЕ, выходкоторого подсоединен к входу перво -го инвертора, к синхровходу первоготриггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий вход которого подключенк выходу первого компаратора, к входуданных первого триггера и к инвертирующему входу сброса второго триг -гера, неинвертирующий выход первоготриггера подключен к синхровходувторого триггера, вход данных которого соединен с общей шиной, .неинвертируемый вход сброса второго триггера соединен с выходом второго компаратора и является управляющим выходом устройства, а выход - строби -рующим выходом устройства, инверти -рующий выход первого триггера соединен с вторым неинвертирующим входомвторого элемента И-НЕ, инвертирующийвыход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит аналого-цифро- вой преобразователь 1, аналоговый мультиплексор 2, одноканальный аналого-цифровой преобразователь 3, первый компаратор 4, клавиатуру 5, делитель 6 напряжения, нагрузочные элементы 7 группы, второй компаратор 8, первый и второй нагруэочные элементы 9 и 10, формирователь 11 запроса, первый и второй .элементы И-НЕ 14 и 15, первый и второй триггеры 16 и 17, стробирующий выход устройства, инерционный элемент 19, управляющий выход 20 устройства.Устройство работает следующим образом,При нажатии на одну из кнопок клавиатуры 5 на первый вход компаратора 4 и на вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает уровень напряжения с соответствующего выхода делителя 6. При появлении укаэанного сигнала переключается компаратор 4. Сигнал с его выхода поступает на первый вход формирователя 11 запроса. Формирователь запроса вьдает по выходу 18 стробирующий сигнал запроса на вычислительное средство и поддерживает этот сигнал на время нажатия кнопки. По сигналу на выходе 18 вычислительное средство вьдает на входы управления аналогового мультиплексора 2 и одноканального аналого-циФрового преобразователя 3 сигналы управления, по которым осуществляется подключение к каналу, к которому подключена клавиатура, и преобразование уровня напряжения, поступающего с клавиатуры 5 в код.Код вьдается на вычислительное средство. Поскольку кажцой кнопке клавиатуры 5 соответствует свой уровень напряжения (в зависимости от точки подключения к делителю 6), то каждой кнопке соответствует и свой код. Подавление помех от механического дребезга контактов осуществляется Формирователем 11 запроса. Помехи от механического дребезга контактов возникают при нажатии и отпускании кнопки клавиатуры 5 и представляют собой последовательность импульсов. Продолжительность дребезга до установления уровня зависит от механических свойствконтактов и составляет величину порядка 10 мс,В исходном состоянии до нажатия кнопки на первом входе формирователя 11 присутствует логический нуль, Триггеры 16 и 17 находятся в нулевом состоянии. На выходе элемента И-НЕ 15 поддерживается нуль, на выходе элемента И-НЕ 14 - логическая единица, на выходах первого 12 и второго 13 инвертора - соответственно логический нульи логическая единица. При нажатии на кнопку клавиатуры 5 первый же единичный всплеск переключает К,Я-триггер, образованный первым 14 и вто 15041 5055 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4рым 15 элементами И-НЕ,-и запускает кольцевой генератор, образованный элементами 12-14. На выходе первого элемента И-НЕ 14 формируется первый отрицательный импульс, длительность которого определяется емкостью инерционного элемента 19 и выбирается большей времени дребезга. По положительному фронту укаэанного импульса, поступающего на синхровход первого триггера 16, в него записывается логическая единица по входу данных, на который в данный момент поступает установившийся уровень с выхода компаратора 4.После переключения первого триггера 16 с его прямого выхода посту. пает сигнал на синхровход второго триггера 17 и переключает его, при этом на выходе 18 формируется строб-сигнал запроса. Одновременно с инверсного выхода первого триггера 16 на третий вход второго элемента И-НЕ 15 поступает нулевой уровень и поддерживает единичный уровень на выходе элемента И-НЕ 15. При отпускании нажатой кнопки клавиатуры 5 на первый вход формирователя 11 с компаратора 4 вновь поступает последовательность импульсов дребезга. При этом первый же нулевой уровень устанавливает второй триггер 17 в нуль, что приводит к снятию сигнала с выхода 18. По переднему фронту очередного импульса с выхода генератора, совпадающему с нулевым уровнем на выходе компаратора 4, первый триггер 16 устанавливается в нуль. Триггер, образованный элементами И-НЕ 14 и 15, устанавливается в режим хранения, выключая генератор импульсов, и формирователь 11 по окончании перезаряда инерционного элемента 19 приходит в исходное состояние. Таким образом, формирователь 1 запроса осуществляет формирование строб-сигнала на выходе 18 только на время установившегося уровня на выходе клавиатуры, исключая промежутки времени, когда происходит дребезг контактов, как при нажатии так и при отпускании кнопки клавиатуры 5.Защита от сбоев при ошибочном одновременном нажатии двух или более кнопок осуществляется следующим образомВ исходном состоянии, т.е. при отсутствии нажатий или нажатии на одну кнопку клавиатуры 5, падение1напряжения от тока, протекающего по делителю 6, на элементе 7 последней 5 ступени имеет заданную величину и приложено к первому входу компаратора 8, на второй вход которого поступает опорное напряжение с делителя, образованного первым 9 и вторым 10 нагрузочными элементами. Номиналы элементов 9 и 10 выбираются таким об. разом, что напряжение на втором входе компаратора 8 несколько больше напряжения на первом входе, связанном с элементом 7 последней ступени делителя 6.3При этом на выходе компаратора 8 формируется логический нуль.При ошибочном одновременном нажатии на две или более кнопок один или несколько элементов 7 делителя 6 закорачиваются, ток через делитель и падение напряжения на элементе 7 последней ступени возрастает. При этом напряжение на первом входе компаратора 8 становится больше напряжения на втором входе,и компаратор 8 Формирует на выходе логическую единицу. Указанная логическая еди- ЗО ница поступает на прямой. вход сброса второго триггера 17 и удерживает его в нулевом состоянии, препятствуя Формированию. запроса. Кроме того, сигнал с выхода компаратора 8 может вьщаватьз 5 ся на вычислительное средство в качестве сигнала ошибки. Выдача сигнала запроса при двойном нажатии блокируется и после освобождения одной из совместно нажатых кнопок, 40 поскольку формирователь 11 приходит в исходное состояние только после отпускания последней из нажатых кнопок клавиатуры 5. При отсутствии нажатия на кнопки клавиатуры 5 аналого-цифровой преобразователь 1 осуществляет под управлением вычислительного средства оцифровку и ввод аналоговой информации с других каналов.Использование изобретения позволяет повысить надежность ввода инФормации за счет защиты от помех, обусловленных механическим дребезгом контактов, и сбоев, возникающих вследствие ошибочного нажатия одновременно на две или более кнопок (двойного нажатия).В предлагаемом устройстве подавление дребезга осуществляется благодаря выдаче информации на вычислительное ередство только нри установившемся уровне сигналов с кнопок, т.е. когда поступающая с них аналоговая информация достоверна. При этом эффективно подавляются помехи как от дребезга по нажатию кнопки так и от дребезга при отпускании кнопки. Подавление дребезга по нажатии кнопки достигается введением управляемого генератора импульсов (на элементах 12-15 и 19) с длительностью отрицательной фазы импульса, превышающей длительность дребезга, в совокупности с первым .триггером, запись в который осуществляется только по положительному фронту импульсов с генератора.1Подавление дребезга при отпускании кнопки достигается совокупностью первого и второго триггеров. Второй триггер. сбрасывается при поступлении первого же импульса дребезга, а первый триггер переключается в нуль только раз за период колебаний генератора и поэтому дважды переключиться за время дребезга не может.111504 1 Составитель Техред И.Теп ексе едактор В. Данко Зимокосо оррект Заказ 6771/35 НИИПИ п 113035, Патент" Ужгород, ул. Проектн иал Тираж 698 ПодписиГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4