Устройство для ввода информации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕСЕЛЬСУВУ Союз СоаетскикСоциалистическихРеспублик рц 920689) М К 3 с присоединением заявки Мо С 06 Г 3/02 Государственный омнтет СССР до делам изобретений и открытий(088.8) С)публиковано 15.0482, Бюллетень Мо 14 Дата опубликования описания 15.04.82(7) Заявите рМациоьн 0инско Главный научно-исследователь вычислительный центр Го ий и лана(54 УСТРОИСТВ ВВОДА ИНФОРМАЦИ позы Изобретение относится к. вычислительной технике и предназначено дляввода данных в ЭВМ,Известна электронная клавиатура,в которой имеется сенсорное поле,использующее емкостную связь междупальцем пользователя и клавишей, являющейся сенсорным датчиком, содержащее генератор колебаний, связанныйс антенной, охватывающей каждую изклавиш. Генератор вырабатывает сигнал переменной частоты, определяемойвеличиной емкостной связи междупальцем пользователя и одной из клавиш, которую он нажимает. Сигнал затем преобразуется и в кодированномвиде поступает на выход (11. Недостатками устройства являются отсутствие контроля (т.е. отображения) введенной информации, сложность обучения пользователя в связи с большим количеством клавишей.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для ввода алфавитно-цифровых символов в ЭВМ, содержащее знаковое поле в форме табло с расположенными на нем сенсорными выключателями, дополниункциональными кнопками,блок и блок памяти Г 23.указанное устройство имеет5 хнологию лабора данныхость выходного кода,Целью изобретения являетсяэшение надежности устройства,Цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, выходы которойсоединены со входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока элементов ИЛИ, выход которого сое 15 динен с первым входом первого регистра, выход которого соединен совходом клавиатуры, второй вход блока Формирователей импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ,третий вход блока Формирователей импульсов соединен со вторым входомэлемента ИЛИ и первым входом второго регистра, второй вход которогосоединен с первым выходом блока па 25 мяти, а первый выход - с выходомустройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика адреса, первый выход которого соединен со входом блока памяти, выЗ 0 ход элемента ИЛИ соединен с вторым30 35 40 одом первого регистра, введены первый и второй блоки сравнения, блок элементон И И третий регистр, первый вход которого соединен со нторым входом счетчика адреса, первым входом генератора импульсов и четвертым выходом блока Формирователей импульсов, второй вход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента ИЛИ, вторым выходом счетчика адреса и первым входом блока элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока элементов ИЛИ, а второй вход - с первым выходом второго регистра, второй вы ход блока памяти соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход соединен с первым входом второго бло. ка сравнения, второй вход и первый выход которого соединены с соответствующими выходом и вторым входом третьего регистра, третий вход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения и третьим входом второго регистра.На чертеже изображена структурная схема устройства для ввода информации.Устройство содержит клавиатуру 1, состоящую из сенсорных датчиков 2 и индикаторов 3, блок 4 формирователей импульсов, блок 5 элементов ИЛИ, первый регистр б, элемент ИЛИ 7, блок 8 памяти, первый блок 9 сравнения, второй блок 10 сравнения, второй регистр 11, счетчик 12 адреса, блок 13 элементов И третий регистр 14, генератор 15 импУльсон. Устройство работает следующимобразом,Для того, чтобы закодировать какой-либо символ, пользователь набирает пальцем руки ту или иную траекторию на клавиатуре 1, прикасаясь к информационным датчикам 2. Траектория движения пальца должна соответствовать графическому начертанию желаемого символа, Каждый сенсорный датчик 2 состоит из контактной площадки, выполненной,например, из металлической пластины со встроенным инд икатором 3. В качестве индикатора 3 может использоваться, например, неоновая лампа, светодиод, лампа накаливания и т.п. Для кодирования алфавитно-цифровых символов достаточно разместить на клавиатуре 1, например, 35 информационных сенсорных датчиков 2 в виде наборного. поля размерностью 5 к 7 элементов. Кроме того, для управления устройством используются 3 Функциональных сенсорных датчика сигна- лОВ ИспОлнить р ВЫВОД и НР 45 50 55 60 65 верно, расположенных, например, у нижней границы клавиатуры 1,Прикоснснение к любому сенсорному датчику 2 вызывает изменение уровня аналогового сигнала, поступающего на соответствующий вход блока 4 формирователей импульсов,состоящего, например, из усилителей,детекторов и триггеров Шмитта. Приэтом на соответстнующем выходеблока 4 формирователей появитсяперепад напряжения, которое возвращается к исходному уровню, если палецпользователя не прикасается кдатчику 2. Перед началом работы первый триггерный регистр б прикосновением к сенсорному датчику Неверноклавиатуры 1 устананливается в нулевое состояние, При этом сигнал Неверно со второго управляющего выхода блока 4 Формирователей через эле мент ИЛИ 7 поступает на второй управляющий гход первого триггерногорегистра б. Все индикаторы 3 клавиатуры 1 гаснут. Тактирующий генератор 15 находится в состоянии покоя,т,е. на его выходе отсутствуют тактирующие импульсы. Для кодированияочередного символа пользователь набирает соответствующую траекторию,прикасаясь в любой последовательности к информационным сенсорнымдатчикам 2 клавиатуры 1, При этомна некоторых выходах первой выходной информационной шины блока. Формирователей 4 будут появляться перепады напряжения, которыепередаются через блок 5 элементовИЛИ на первые информационные входы первого триггернсго регистра б, количество триггеров в котором равноколичеству информационных сенсорных датчиков клавиатуры 1. Соответствующие триггеры регистра б установятся в единичное состояние, и на выходной шине триггерного регистра появится многоразрядный двоичный код. Состояние триггеров регистра б по выходной шине передается клавиатуре 1 и отображается световыми индикаторами 3, совмещенными с сенсорными датчиками 2. На клавиатуре 1 псявляется светящееся точечное изображение траектории набранного символа.Гсли траектория, набранная на клавиатуре 1, не удовлетворит пользователя (например, из-за механичес ки допущенной ошибки), то он можетсбросить набранный код, прикоснувшись к сенсорному датчику Неверно клавиатуры 1 и повторно осуществить набор, Затем набраннаятраектория подвергается анализу,длячего пользователю необходимо прикоснуться к сенсорному датчикуИсполнитьф. При этом на четнер 020689тогл управляющем ныходе блока 4 формирователей появится перепад напряжения, под действием ко.орого произойдет запуск тактирующего ге" нератора 15. Пад действием того же перепада напряжения одновременно установится в нулевое состояние счетчик 12 ацреса, а в третий триггерный регистр 14 запишутся единицы во всех разрядах.Генератор 15 начнет выдавать периодическую последовательность тактирующих импульсов, поступающих на первый счетный вход счетчика адреса 12. На первой выходной шине счетчика адреса 12 будут последовательно появляться двоичные коды адресов информации, хранящейся в пассивном блоке 8 памяти. Коды адресов с выходной шины счетчика адреса 12 воздействуют на адресные входы блока 8 памяти, вызывая поочередное появление на его второй выходной шине заранее записанных многоразрядных двоичных кодов.Каждый записанный двоичный код состоит из двух частей. Первая часть (например, старшие разряды) соответствует допустимому варианту траектории, которая может быть получена путем набора определенного символа на клавиатуре 1. При этом допускается, что каждый из набираемых символон может изображаться несколькими вариантами траекторий. Вторая часть каждого двоичного кода, хранящегося н пассивном блоке 8 памяти, соответствует выходному коду меньшей разрядности, причем каждому символу независимо от варианта его изображения) соответствует только один вариант выходного кода. Обе части каждого двоичного кода соответствуют одной строке таблицы перекодирования допустимых траекторий символов. Таблица перекодирования должна быть предварительно записана в пассивный блок 8 памяти. Одновременно на первой выходной шине блока 8 памяти появляется первая часть двоичного кода, соответствующая допустимому варианту траектории, без сопровождающего выходного кода меньшей разрядности. Если в качестве примера выбрать для кодирования алфавитно-цифровых символов стандартной семиразрядныи код обмена информацией КОИ, то разрядность ячеек пассивного блока 8 памяти должна быть равна 42, причем первые 35 разрядов каждой ячейки выдаются через первую выходную шину, а через вторую выходную шину выдаются все 42 разряда. Однонременно очередная строкатаблицы перекодиронания, поступающая через первую выходную шину блока 8 памяти на вторые информационные входы второго триггерного регистра 11, при разрешающем (единичном) значении напряжения, поступающего на третий управляющии вход,записывается в регистр 11, вытесняяранее хранившиися н нем двоичныйкод. Если второй блок сравнения 10вырабатывает на своем упранляющемвыходе нулевое значение напряжения,перезапись содержимого второго 11и третьего 14 триггерных регистровне происходит. Общее количество допустимых вариантов траекторий, записанных в блоке Ы памяти, можетбыть достаточно большим, что обеспечивает высокую надежность рас- бО познавания набираемых на клавиатуре 1 символов. Например, если входнои алфавит содержит 100 симвопов,и каждому символу соответствуют нсреднем 20 допустимых траекторий, 65 то объем блока 8 памяти составит В течение фазы анализа в каждый момент времени, определяегюй тактирующим генератором 15, на первой группе входов первого блока 9 устанавливается многоразрядный двоичный код очередного варианта допустимой траектории для кодируемыхсимволов, а на второй группе выходов - дноичный код той же разрядности, соответствующий. фактическинабранной на клавиатуре 1 траектории.На выходах первого блока 9 сравнения образуется двоичный код несовпадений, отображающий количествонесовпадающих разрядов в каждой паресравниваемых кодов, поступающихна обе входные шины этого блока,Разрядность кода числа несовпадений15гп определяется соотношением шъ 1 од п,где и - количество информационных,Гдатчиков клавиатуры 1. Например,если п=35, то минимально допустимое значение ггг = б, Такое же количество ггг двоичных разрядов обраба 20 тывается вторым блоком 10 сравнения.и третьим триггерным регистром 14.Второй блок 10 сравнения вырабатывает на своем управляющем выходеединичное значение напряжения, еслидвоичный код числа несовпаденийна первой входной шине оказываетсяменьше кода на второй входной шине.Значение кода числа несовпадений,поступающее через первую входнуюшину второго блока 10 сравнения,передается через его выходную шинуна вторые информационные входы третьего триггерного регистра 14. Приналичии единичного значения напряжения на третьем управляющем входетретьего триггерного регистра 14происходит замещение хранящегося внем кода числа несовпадений новымзначением, поступающим через инфор 40мационные входы, 920689,.000 42-разрядных слов. При этомдостигается приемлемая скорость рас-,познавания, Например, если периодимпульсов тактирующего генератсравыбрать равным 1 мкс, то время анализа (поиска наилучшей из допустимых траекторий) не превысит 0,2 с.В конце фазы анализа,т,е,послезаполнения всех разрядов счетчика адреса 12, во втором триггерномрегистре будет записан двоичныйкод из той строки таблицы перекодирования, и старших разрядов которой наилучшим образом ,в смысле минимума количества несонпадающих разрядов) приближается к коду траектории символа, набранному пользователем на клавиатуре 1, В этот моментсчетчик адреса 12 вырабатывает сигнал окончания счета, поступающий навторой останавливающий вход генератора 15, а также (через третий входэлемента ИЛИ 7) на второй установочный вход первого триггерного регистра 6, сбрасывая его триггеры в нулевое состояние, и на перный разрешающий вхоц блОка элементов И 13.Старшие и разрядов со второй выходной шины второго триггерного регистра 11 через блок элементов И 13передаются на вторую группу входовблока элементов ИЛИ 5, а с выходовпоследних перезаписываются в первыйтриггерный регистр 6, состояние которого отобоажается индикаторами 3клавиатуры 1,Пользователь увидит изображениетого варианта траектории которыйоказался наиболее близким к набранному им на клавиатуре. Если полученный вариант соответствует иэображению того символа, который пользователь хотел закодировать, то прикасанием к сенсорному датчику Вывод он инициирует перепад напряжения на третьем управляющем выходеблока формирователей 4. Этот перепад напряжений служит разрешающимсигналом по первому управляющемувходу второго триггерного регистра11 для вывода младших разрядов егосодержим;го через первую выходнуюшину. Код на первой выходной шинетриггерного регистра 11 является результирующим кодом символа, набранного пользователем. Разрядность этого кода (в случае КОИ- семь разрядов) н несколько раз (в рассмотренном примере - в пять раз) меньше разрядности исходного кода, пос"тупающего в первый триггерный регистр 6, т.е. достигается сокращение избыточности при кодированиисимволов. В момент вывода результирующего кода со второго триггерного регист ра 11 изображение эталонной траектории символа на клавиатуре 1 гаснет,так как перепад напряжения с третьего управляющего выхода блока 4 формирователей проходит через второйвход элемента ИЛИ 7 и воздействует на второй установочный вход первого триггерного регистра 6,. сбрасывая нсе его триггеры н нуленое состояние. Если же найденный нариант допустимой траектории, отображаемый на клавиатур.э 1 н конце фазы анализа не соответствует намерениям пользователя он может отвергнуть его прикасанием к сенсорному датЧику Неверно" и выбрать траекторию желаемо. го символа заново, Допускается также внесени . поправок н отображаемую траекторию прикасанием к требуемым сенсорным датчикам, независимо от того, набрана ли она вручную, или получена автомати ески н конце фазы анализа. После ннесения поправок . траектория снова подвергается ана-, лизу, для чего пользователь прикасается к датчику Исполнить"Для кодирования нескольких одинаковых символов следующих друг за другом, достаточнэ набрать на клавиа туре 1 соответствующую траекторию только один раз. Если результат анализа траектории будет удовлетворительным, полученный код символа выводится требуемое число раэ многократным прикасанием к датчику Вывод.Устройство обладает расширенными функциональными возможностями, так как путем замены блока 8 памяти обес" печиваетсл. оперативная замена входн".-: го алфавита с".мнолов и соответстную щих им выходных кодон. Благодаря пустоте и надежности предлагаемый сенсорный пульт может найти применение в качестье массового устройства двоичного кодирования данных для ввода в ЭВМ. Он может быть использован в регистраторах производства, или как приставка к телефону для обеспечения связи с ЭВМ в информационно-справочных системах широкого применения и н обучающих системах,Формула изобретенияУстройство для ввода информации,содержащее клавиатуру, выходы которой соединены со входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с перным входом первого регистра, выход которого соединен с входом клавиатуры, второй выход блока формирователей импульсов ссецинен с первым входом элемента ИЛИ, третий выход блока формирователей импульсов соединен со вторьм входом элемента ИЛИ и первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с первым выходом блоПодписиомитета СССРоткрытийская наб., д илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектн ка памяти, а первый выход - с выходом устройства, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика, адресов, первый выход которого соединен со входом блока памяти, выход элемента ИЛИсоединен с вторым входом первогорегистра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьиаения надежности устройства, в него введеныпервый и второй блоки сравнения,блок элементов И и третий регистр,первый вход которого соединен свторым входом счетчика адресов, первым входом генератора импульсов ичетвертым выходом блока формирователей импульсов, второй вход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента ИЛИ, вторымвыходом счетчика адресов и первымвходом блока элементов И,выход которого соединен с вторым входом блока Заказ 2342/54 Тираж 732 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рэлементов ИЛИ а второй вход - свторым выходом второго регистра, второй выход блока памяти соединен спервым входом первого блока сравне-.ния, второй вход которого соединенс выходом первого регистра, а выходсоединен с первым входом второгоблока сравнения, второй вход и первый выход которого соединены с соответствующими выходом и вторымвходом третьего регистра, третийвход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения итретьим входом второго регистра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции Р 2220832,кл. С 06 Р 3/02, опублик, 1974. 2, Заявка ФРГ Р 2701115,кл. 6 06 Г 3/02, опублик, 1979 (про 20 тотип) .