Сенсорный переключатель

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 1 сн 5 Н 3 К 17,ИЯ РЕ е ЕЛЬ мпульснои вано в уст ации. Цельности до ьного кон нсатора 24 и интегри ежду выхо ной устССУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРйг 1431062, кл, Н 03 К 17/945, 1987(54) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТ (57) Изобретение относится к и технике и может быть использо ройствах ввода и вывода информ изобретения - повышение надеж стигается введением максимал денсатора 23, эталонно 1 о конде дешифратора 15, В 5-триггера 16 рующей цепи 17, включенной м Изобретение относится к импульс технике и может быть использовано в ройствах ввода и вывода информации,Цель изобретения - повышение надежности. Цель достигается введением е устройство эталонного и максимального конденсаторое, дешифратора, В 5-триггера и интегрирующей цепи, осуществляющих периодическую коррекцию порогового уровня порогово-усилительного блока,На чертеже приведена функциональная электрическая схема сенсорного переключателя.Переключатель содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, регистр 3 памяти, первый КМОП и второй регистры 4 и 5 сдвига соответственно, сенсорные площадки 6, ВС- цепь 7, состоящую иэ параллельно соединенных первого резистора 8 и первого конденсатора 9 и порогово-усилительного блока 10, первый вход которого соединен с 5 О 1684 а 16 и вторым входом пороного блока 10, Прямой выход одключен к С-входу счетчика рого соединены с соответстами регистра 3 памяти и девыход переноса счетчика 2 входом второго регистра 5 дом первого КМОП регистра ды которого соединены с сои сенсорными площаднами ово-усилительного блок 10 последовательно соединено компаратора 25. усилителя еателя уровней 27, соединен дами первого и второго эле- Е 20 и 21 соответственно. 1 дом ВЯ-триггер гово-усилитель генератора 1 п 2, выходы кото еующими вход шифратора 15, соединен с С- сдвига и 0-вхо 4 сдвига, еыхо ответстзующим 6, а выход порог состоящего иэ ных аналогоеог 26 и преобразо с вторыми вхо ментов ИЛИ-Н з,п,ф-лы, 1 ил,выводом плюсовои шины питания первого КМОП регистра 4 сдвига и через ВС-цепь 7 - с шиной 11 плюсового электропитания устройства и с информационным входом второго регистра 5 сдвига, вход сброса которого подключен к С-входу регистра 3 па - мяти, выходы являются группой информационных выходов 12 устройства, а группа информационных входов подключена соответственно к группе информационных выходов счетчика 2. С-вход которого подключен к прямому выходу генератора 1, инверсный выход которого соединен с С-входом первого КМОП регистра 4 сдвига, вход сброса которого подключен к шине 13 начальной установки устройства, а информационный вход соединен с С-входом второго регистра 5 сдвига, выход которого подключен к дополнительному выходу 14 устройства, дешифратор 15, В 5-триггер 16, интегрирующую ВС цепь 17, состоящую из второгорезистора 18 и второго конденсатора 19, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ 20 и 21 соответственно, группа информационных входов с первого по п дешифратора 15 соединена с группой информационных выходов с первого по и-й счетчика 2, первый и второй выходы соединены соответственно с 5- и К-входами БЯ-триггера 16, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21, а дополнительный информационный вход дешифратора 15 подключен к выходу второго элемента 21 ИЛИ-НЕ, к минусовой шине 22 питания первыми выводами подключены максимальный конденсатор 23 максимальной емкости Смакс, и эталонный конденсатор 24 эталонной емкости С а,вторые выводы которых подключены соответственно к (гп)-у и гп-у выходам первого КМОП регистра 4 сдвига, а порогово-усилительный блок 10 содержит последовательно соединенные аналоговый компаратор 25, усилитель 26, преобразователь 27 уровней и третий резистор 28,Сенсорный переключатель работает следующим образом.При включении устройства единичным уровнем сигнала начальной установки по шине 13 начальной установки все разряды первого КМОП регистра 4 сдвига устанавливаются в состояние "0". Импульсы с прямого выхода генератора 1 поступают на С-вход счетчика 2, который переключается по каждому положительному фронту в новое состояние, и многократно заполняют его, Информация с выходов счетчика 2 поступа. ет на информационные входы регистра 3 памяти, но не записывается в него, так как на его С-вход не поступает импульс записи. Кроме этого, эта информация поступает на информационные входы дешифратора 15 и дешифруется им. Таблица программирования дешифратора 15, выполненного на ППЗУ, составляется так, что при опросе сенсорных площадок б на третьем и четвертом выходах дешифратора оказываются соответственно уровни "0" и "1", а при опросе Смакс. 23 и Сат. 24 их состояния меняются на противоположные, На первый и второй выходы дешифратора 15 единичные импульсы проходят, когда код на его информационных входах соответствует моменту опроса Смакс, 23 или Сат. 24 и присутствуют импульсы на дополнительном входе дешифратора 15, Импульс переполнения счетчика 2 поступает с его выхода переноса и удерживается в течение одного периода сигнала генератора 1 на информационном входе первого КМОП регистра 4 сдвига и положительным фронтом записывает "1" в млад 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ший разряд второго регистра б сдю: а, сдвигая информацию в нем, Вгорой регистр сдвига до момента первого прикосновения к сенсорным площадкам б, как правило ус. певает полностью заполниться логическими единицами. Далее через полпериода положительным фронтом импульса поступающего с инверсного выхода генератора 1 на С-вход первого КМОП регистра 4 сдвига, положительный уровень сигнала на информационном входе первого КМОП регистра 4 сдвига фиксируется в нем (записывается "1" в его младшем разряде), т,е, фиксируется наличие импульса переполнения счетчика 2. Следующие положительные фронты импульсов, поступающие на С-вход первого КМОП регистра 4 сдвига, последовательно сдвигают эту "1" по разрядом, переводя их поочередно в состояние "1". При этом производится опрос сенсорных площадок б, а также максимального конденсатора Смакс.23, емкость которого выбирается достаточной для обязательного срабатывания порогово-усилительного блока 10 при поступлении на его первый вход сигнала опроса, и эталонного конденсатора Сэт. 24, емкость которого, выбранная за эталон, выбирается исходя иэ требований регулировки порога срабатывания порогово-усилительного блока 10, При этом во время, опроса Смакс.23 на выводе плюсового питания первого КМОП регистр 4 сдвига появляется короткий отрицательный импульс с максимальной глубиной провала, длительность которого меньше длительности половины периода частоты генератора 1, и всегда срабатывает ся порогово-усилительный блок 10 при поступлении на его первый вход сигнала опроса с вывода плюсового питания первого КМОП регистра 4 сдвига. Далее импульс с выхода порогово-усилительного блока 10 поступает через второй элемент ИЛИ-НЕ 21, так как на его первом входе в соответствии с входным кодом информационных входов дешифратора 15 установлен уровень "0", а на первом входе первого элемента 20 ИЛИ-НЕ присутствует уровень "1", поступает единичным уровнем на дополнительный информационный вход дешифратора 15, При поступлении этого импульса на первом выходе дешифратора 15 формируется такой же короткий положительный импульс, который поступает на 5-вход 85-триггера 16. ЯЯ-триггер 16 устанавливается в единичное состояние, так как наего В-входе в этот момент уровень "0", и начинается заряд второго конденсатора 19 КС-цепи 17, т.е, уровень порога на втором входе порогово-усилительного блока 10 начинает расти.Во время опроса слсдуюпего выходапервого КМОП регистра 4 сдвига т хг денсатора С,т 24, срабатываие по)гсвоусилительного блока 10 происходит взависимости от уровня регулируемого порога на втором входе порогово-усилительногоблока 10, Импульс на выводе плюсового питания первого КМОП регистра 4 сдвига приопросе Сэ 24 меньце по амплитуде и дли- ТЕЛЬНОСТИ ЧЕМ ИМПУЛЬС П 1 И ОПРОСЕ Смвкс.23 и импульсы ст опроса сенссрных площадок 6, но больвнеэнл и)ельньх проваловуровня напряжения в моменты переключения гервого КМОП рг.ис,".а 4 сдвига. Если при этом порогово-усилительный блок 10 не срабатывает, то нл сго вьходе импульс невырабатывается и доголнительный информационный вход дешифратооэ 15 остается в нулевом состоянии несмотря на то, что на 10 20 25 30 35 40 4 с 50 55 первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ 21 подаразревающийулевой уровень. Соответственно, на лс-вход тЯ-триггера 16 не поступает положительный импульс с второго выхода дешифратора 1":, хотя код в группе его входов соответствует установке в единичное состояние его гторого выхода и первый выход,т 1 ешифратора ,5 уже переведен в нулевое состояние, Р"-триггер 16 остается включенным в едини нос гостояние, и продолжается медленн. й заряд конденсатора 19 ВС-цепи 17, постоянная времени которой вьбрана та; и, чтобы за период ОпрОСа .ЕНСОрНЫХ ПЛОщадСК 6, Сл 1 экс 23 И Сэт. 24 отклонение величины порога срабатывания, устанавгиьаелс)сс г:рядом-разрядом второго конденсатора 1 Я ВС-цепи 17 на втором входе торогс, о-усилительного блока 10, От эталонного нзп)чкениР, эа кото рый взят уоовень напрчк".Ия на выводе 1 люсового питания первого КМЦП регистра 4 сдвига в момент опрос;: С.т 24, было незначительным, В пределах указанного регулируемого порога, устанавливаемого при помощи неполного заряда-р)эрда второго онденсатора 19 РС-цепи 17 на втором входе порогово-усил, тел но . то;а 10, срабатывание последнего догжнт, б.,ть с запасом по надежности, г,е при;ооом значении регулируемого порога, лжно происходить обязательное срабатывание горогово-усилительного блока 10 гр) касании сенсорных площадок 6 и пступлг ии сигнала их опроса на вывод люсового питания первого КМСП регистра 4 сдвига.Есл же порогово-уси-итвльный блок 10 при опросе Сэт. 24 с.рвы.; ь)а;т. то импульс с его выхода через тт.;с)ой элемент ИЛИ-НЕ 21 поступа;т :а до,1 и 1 ельньй информзционньй вхс)Д дсс; плтп; а 15, ВО воемч опРоса С-т 24 нэ что;и хоД втооогс) элемента ИЛИ-НЕ 21 подастся раэр ., ) . ий ну етой уровень 1 лх клк т, одгскод д:.шифсатора 15, т,е код р)упп.;дешифратора 15, и уровень снн;л,дополнительном ИНФорл 1 ационсл 1 е соответствуют выдаче единичгго ур-в его второй выход и далееа К-вход Р 5 г.; гера 16, то последний устаавд 1 тлет ся . , левое состояние, при этом начиня тсч медленный разряд второго конде;сатпр. 1. сС-цепи 17,После опроса Сэт. 24 про 1 сходит эл, нение счетчика 2 и он вырабатывает о;ной импульс персполнения, Так 1 м обр. -, )л устанавливаетсч эаимно.однозначно;о Ответствие выходоггкода счетчика 2 и со ответствующего ел 1 у единично-. у)свнч одного иэ разрядов п.роо "АКОП рети тр;4 сдвига. Например. в л 1,1 л 1 ет п пол:- ния счетчика 2 в един нное гп; оч .,; пуд установлен с середины пер; с да: соты младшего разряда счетч лэ 2 лыхо; и )д шего разряда первоо К,1 П),1 р гистра 1 сдвига, т,е. прикосновение к п;.т: )и с ".Орной площадке подкл о е н ой . в , оду младшего разряда первого Кт 1 Г 1 ре,.:) ра 4 сдвига, эафикгируется втгчас.,:гй и ловины гериода часто 1 ы л;д. , т,э.дс счетчика 2 при установк; с.с ", ,дев счетчика 2 в единично. сосгочни:При прикоснове и к кадй-л .: Сенсорной площадке 6 т) моленть; о ,;пг,)по, сенсорной площадки 6 авс, с г, асслого питания первого КМОП регис рв . Сдви; голучается провал ,г)рчл.ч"же уроеня регулируемого порога срабать,.; ус танавливаемого нэ втс рс)гл ьхпдг порогово-усилительного блсха 1 О Пр этом ПорОГОВО-уСИЛИТЕЛЬЬй бЛОК О Сра)стЫает и на его выходе почвлчетсч отрицат,гть ный импульс, поступающий на втор)и хпд первого элемента ИЛИ-НЕ 20 а так как а его первом входе уровень "0, а на. рс)с)м входе второго элемента ИЛИЕ 21 ус)с)с)ень "1", то на выходе первого элемена ИЛИ,: 20 вырабатывается положи 1 е ьь й импульс, который поступает на Р-гход в.ороо Оегистра 5 сдвига и устанавливает в улевое состояние его выходы и дополнительньй выход 14 устройства, Импульс положитель. ным фронтом, поступая на С-вхс д рс: истра 3 памяти, осуществляет запись и е. дэчу кода в группу выходов 12 устройсте 1,:,оответствует той сенсорной площадке, к кот) й прикоснулись), Установленный в нул "ео СОСтОяниЕ дОпОлнитЕльНый выхсд 1 уст ройства сигнализирует о наличии кас :ч оператором сенсорной площадки 6, и в группе выходов 12 устройства прис.тстует ее код, Лог,"0" на допол ительнол; вь,о,"еподдержинне,;я нсе нремя, пока оператор касае сн сон .орной площадки 6, так как импульсы с выхода порогово-усилительного блока 10 через первый элемент ИЛИ-НЕ 20 производят опрос второго регистра 5 сдвига в нулевое сосгояние с периодом г, равным времени цикла счета счетчика 2,Если во время с ягия касания возникает дребезг. т,е, прерывание касания на некоторое время Тля, то в последовательности импульсон на выходе порогово-усилительноо блока 10 возникают пробелы, но они не приводят к пропаданию "0" на выходе последнего разряда второго регистра 5 сдвига, так как "1" на этом выходе может появиться только через время т ЬТт ( Й - 1 ), где и - число разрядов второго регистра 5 сдвига. Если ТТпр, то пробелы в последовательности импульсов с выхода пороговоусилительного блока 10 будут подавлены, т,е, погашен дребезг, Аналогичные процессы происходят и в начальный момент касания сенсорной площадки 6,.После поступления последнего импульса на В-вход второго регистра 5 сдвига через время Т устройство возвращается в исходное состояние и готово к очередной операции ввода. Импульсы переполнения с выхода переполнения счетчика 2 положительным фронтсм поступают на С-вход второго регистра 5 сдвига и через несколько циклов заполняют его, При начальном включении до заполнения второго регистра 5 сдвига устройство к работе не готово, так как на дополнительном выходе 14 устройства может присутствовать уровень "0", что свидетельствует о том, что код на выходах регистра 3 памяти выставлен для передачи какому-либо устройству,Формула изобретения 1. Сенсорный переключатель, содержащий генератор импульсов, счетчик, регистр памяти, первый КМОП и второй регистры сдвига, сенсорные площадки, порогово-усилительный блок и ВС-цепь, состоящую из параллельно соединенных первого резистора и первого конденсатора, причем первый вход порогово-усилительного блока соединен с выводом положительного питания первого КМОП регистра сдвига и через ВС- цепь с шиной положительного электропитания и информационным входом второго регистра сдвига, вход сброса которого соединен с входом синхронизации регистра памяти, информационные входы регистра памяти соединены с соответствующими вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ходами счетчика, вход которого соединен с неинвертирующим выходом генератора импульсов, инвертирующий выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации первого КМОП регистра сдвига первые (гп) выходы которого соединены с соответствующими сенсорными площадками, вход сброса первого КМОП ранисгра сдвига соединен с шиной начальной установки, выход переноса счетчика соединен с информационным входом первого КМОП регистра сдвига и входом синхронизации второго регистра сдвига, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дешифратор, ВЯ-тригтер, интегрирующая цепь, состоящая из второго резистора и второго конденсатора, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, эталонный и максимальный конденсаторы, причем информационные входы дешифратора подключены к соответствующим выходам счетчика, первый и второй выходы дешифратора подключены соответственно к Я- и В-входам ВЯ-триггера, а третий и четвертый выходы дешифратора подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, дополнительный информационный вход дешифратора подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу порогово-усилительного блока и второму входу первого цемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу синхронизации регистра памяти, выход ВЯ-триггера подключен к входу интегрирующей цепи, выход которой подключен к второму входу порогово-усилительного блока, эталонный конденсатор подключен между пт-м выходом первого КМОП регистра сдвига и общей шиной, а максимальный конденсатор подключен между (а)-м выходом первого КМОП регистра сдвига и общей шиной,2, Переключатель по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что порогово-усилительный блок состоит из последовательно соединенных аналогового компаратора, усилителя и преобразователя уровней, причем инвертирующий вход аналогового компаратора подключен к первому входу порогово-усилительного блока, второй вход которого подключен к неинвертирующему входу аналогового компаратора, а выход преобразователя уровней подключен к выходу порогово-усилите ьного блока и через третий резистор к положительной шине электропитания,1684923Составитель Е,Бреславец Редактор Л,Веселовская Техред М,Моргентал Корректор М,Шароши Заказ 3515 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101