Сенсорный переключатель

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в пультах управления различныхустройств, в частности в коммутаторах и устройствах ввода информациив ЭВМ.Известен сенсорный коммутатор,содержащий мультиплексор, соединенный с сенсорными площадками, счетчик, регистр, тригГер и логическиеэлементы 1 1,Недостаток указанного устройства - невозможность обеспечения независимой фиксации касания площадок.Наиболее близким к предлагаемомуявляется сенсорное переключающееустройство, содержащее мультиплексор, входы которого соединены с соответствующими сенсорными площадками,основной и дополнительный счетчики,регистр и элементы И-НЕ Г 2 3.ф Недостаток известного устройства - невозможность обеспечения независимой фиксации касания сенсорныхплощадок, так как регистр, выполняющий функцию памяти, хранит информацию о номере только одной сенсорнойплощадки, прикосновение к которойбыло последним, что сужает функциональные возможностиустройства,30 15 20 45 Цель изобретения - расширение 30 его функциональных воэможностей.Поставленная цель достигается тем, что в сенсорный переключатель, содержащий мультиплексор, информационные входы которого соединены с П -сенсорными площадками, управляющие входы подключены к выходам основного счетчика, а выход и стробирующий вход соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, а также дополнительный счетчик, в не го введены демультиплексор, блок предварительной установки, П блоков памяти, элемент задержки, элементы И сброса и установки и элементы И-НЕ опроса, записи и установки, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом демультиплексора, другие входы которого подключены к выходам основного счетчика, а выходы - к первым входам соответствующих блоков памяти, вторые входы которых соединены с выходом элемента И установки, третьи входы - с выходом элемента И-НЕ записи, а четвертые входы подключены к выходу блока предварительной установки и пер-55 вому входу элемента И установки,второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ установки, первый вход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ записи и первым выходом основного счетчика, второй вход подключен к второму входу элемента И-НЕ записи, первому входу элемента И-НЕ опроса, выходу дополнительного счетчика и первому входу б 5Ф элемента и сброса, а тр тий вход соединен с третьим входом элемента И-НЕ записи, вторым входом И-НЕ опроса и через элемент задержки - с вторым входом элемента И сброса, тактовой шиной и первым входом основного счетчика, второй вы-., ход которого подключен к третьему вхо " ду элемента И сброса, а последний выход - к первому входу дополнительного счетчика, вторые входы основного и дополнительного счетчиков соединены с выходом элемента И сброса, а выход элемента И-НЕ опроса подключен к атробируюшему входу мультиплексора.Причем каждый из блоков памяти состоит из Р 5, Э и ЭК -триггеров, причем первый и второй входы блока памяти соединены соответственно с 5 и Р -входами Р 5 -триггера, неинвертирующий выход которого подключен к С-входу, 7 К-триггера и П -входу-триггера, С и Р -входы которого соответственно подключены к третьему и четвертому входам блока памяти, а инвертирующий вход Э -триггера соединен с 3 - и К в входа ЗК в триггера, Я -вход которого подключен к четвертому вхбду блока памяти, а выход ЭК -триггера соединен с соответствующей выходной шиной.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Сенсорный переключатель содержит мультиплексор 1, П -сенсорных площадок 2, основной счетчик 3, элемент ИЛИ-НЕ 4, демультиплексор 5, Г 1 -блоков б памяти, каждый иэ которых включает в себя й 5 -триггер 7,. 3 -триггер 8 и ЗК -триггер 9, тактовую шину 10, элемент И 11 1 броса, элемент 12 задержки, дополнительный счетчик 13, элемент И-НЕ 14 установки, элемент И-НЕ 15 записи, элемент И-НЕ 1 б опроса, элемент И 17 установки, блок 18 предварительной установки, информационные выходные шины 19.Сенсорный переключатель работает следующим образом.При подаче питания на переключатель блок 18 предварительной установки вырабатывает одиночный импульс отрицательной полярности, устанавливающий по Я -входам Р 5 , Э и ЭК -триггеры 7 - 9 всеХ блоков б памяти в состояние "0". Это же состояние устанавливается на информационных шинах 19.Работа сенсорного переключателя построена по циклическому принципу, цикл состоит из ьК+ 2 тактов. Длительность такта Т-равна периоду следования тактовых импульсов поло-жительной полярности (фиг. 2 а ), поступающих по тактовой шине 10. В каждом такте опрашивается одна сенсорРассмотрим формирование управляющих сигналов. Таковые импульсы (фиг. 2 а ) положительной полярности длительностью ТТ поступают с тактирующей шины 10 на вход элемента 12 задержки. На выходе элемента 12 задержки получается последовательность импульсов (фиг. 2 б ) положительной полярности с периодом Т и длительностью, задержанная относительно последовательности тактовых импульсов на время .фГ( ьТ 1.3 3 Тактовые импульсы поступают также на 40 первый вход основного счетчика 3Последовательное изменение состояний выходов счетчика 3 приводит к поочередному опрашиванию информационных входов мультиплексора 1, соединен ных с соответствующими сенсорными площадками 2. За и тактов опрашиваются все сенсорные площадки 2 переключателя. Затем на тактах (н+1)-2 ь производится повторный опрос сенсорных площадок 2 и т. д. Количество проведенных в течение цикла опросов сенсорных площадок 2 подсчитывается дополнительным счетчиком 13. Таким образом, 1 -сенсорная площадка 2 опрашивается в 1, 21К 1 тактах55 ,цикла, В каждом из рК гервых тактов цикла элементом 16 И-НЕ опроса формируется импульс опроса (фиг. 2 в) отрицательной полярности длительностью ь, поступающий на стробирую щий вход мультиплексора 1. мпульс опроса во времени совпадает с последовательностью .задержанных тактовых импульсов. В п К +1 такте цикла элемент 15 И-ЙЕ записи формирует импульс 65 30 ная площадка 2, а опрос всех площадок 2 происходит в течение пК первых тактов цикла. При этом за вре"мя цикла каждая сенсорная площадка 2.опрашивается К раз с периодом, равным пТ . В последних двух дактах 5цикла опрос сенсорных площадок 2не производится, В пК + 1 тактев 1) -триггерах 8 блоков 6 памятификсируются результаты опроса сенсорных площадок 2, в пК + 2 такте в 10.нулевое состояние устанавливаютсяР 5 -триггеры 7 и основной и дополнительный счетчики 3 и 13. Управляющие сигналы, необходимые для работы сенсорного переключателя по цик лическому принципу, формируются основным и дополнительным счетчиками3 и 13, элементом 12 задержки, элементом И-НЕ 16 опроса, элементомИ-НЕ 15 записи, элементом И-НЕ 14установки и элементом11 сброса,При этом коэффициент пересчета основного счетчика 3 -и, а коэффициент пересчета дополнительного счетчика13-2 К, и они определяют соответственно число опрашиваемых сенсорных пло-, 25щадок 2 и количество К опросов каждой площадки 2 в течение цикла. записи (фиг. 2 г ) отрицательной полярности длительностью Т . Этот импульс поступает на С входы 0 -триггеров 8 всех блоков 6 памяти, устанавливая их в те же состояния, в которых к этому времени находятся ЙБ -триггеры 7 этих же блоков 6. В пК+ 2 такте цикла элемент И-НЕ 14 установки формирует импульс установки (фиг. 2 д ) отрицательной полярности длительностью . Этот импульс, проходя через элемент И 17 установки, поступает на Й входы Й 5 -триггерон 7 всех блоков 6 памяти, уста" навливая их в нулевое состояние. При поступлении ьК+ 2 тактового импульса элемент И 11 сброса формирует положительный импульс сброса (фиг.2 е ), устанавливающий в нулевое состояние основной и дополнительный счетчики 3 и 13. Затем работа сенсорного пе реключателя циклически повторяется.При отсутствии касания сенсорных площадок 2 импульсы опроса (фиг. 2 в) отрицательной полярности, поступая на стробирующий вход мультиплексора 1, инвертируются и проходят на его выход в виде импульсов положительной полярности, совпадающих с выходными по времени, Эти импульсы и импульсы опроса поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 4, на выходе которого при этом постоянно присутствует уровень "0". Этот уровень поступает на вход демультиплексора 5, управляемого выходными сигналами основного счетчика 3 и работающего синхронно с мультиплексором 1. При- этом на 5 -входы Й 5 -триггеров 7 блоков 6 памяти с выходов демультиплексора 5 поступают уровни "1", "Р 5 -триггеры 7 остаются в состоянии "0" в которое они были установлены импульсом установки ,фиг. 2 д )в пК+ 2 такте предыдущего цикла.В пК+ 1 такте цикла импульс записи (фиг. 2 г ) с элемента И-НЕ 15 записи устанавливает в состояние "Оф Э -триггеры 8 блоков 6 памяти. В пК + 2 такте цикла импульс установки (фиг. 2 д ) с элемента И-НЕ 14, проходя через элемент И 17 установки, поступает на Я -входы Р 5 -триггеров 7 блоков 6 памяти, подтверждая их нулевое состояние. При поступлении пК+ 2 тактового импульса импульс сброса (фиг. 2 е ) с элемента И 11 устанавливает в нулевое с"эстояние основной и дополнительный счетчики 3 и 13, На этом заканчивается цикл работы переключателя;При касаниисенсорной площадки к монтажной емкости этой площадкии емкостиинформационного входа мультйплексора 1 добавляетсяе емкость тела оператора. Суммарная емкост не успевает "зарядиться за вре- мя фС действия импульса опроса и в ,тактах 4, 2 1 К эти импульсына выход мультиплексора 1 не проходят, Это создает условия для прохождения в тактах 1, 21 К 1 импуль сов опроса (фиг. 2 в ) отрицательной полярности через элемент ИЛИ-НЕ 4.В. элементе ИЛИ-НЕ 4 импульсы опроса инвертируются и поступают на Вход демультиплексора 5, а с его 1 -выхода, еще раз проинвертированные, на 5 -вход Р 5 -триггера 7 1 -блока б памяти, Р 5-триггер 7 устанавли вается в единичное состояние. При этом, если в предыдущем цикле касания 1 -ой сенсорной площадки 2 зафиксировано не было и Э -триггер 8 находится в нулевом состоянии, то "1" 15 с его инвертирующего выхода поступает на Э, К -входы ЗК -триггера 9, который перебрасывается в противоположное состояние положительным перепадом с неинвертирующего выхода Я 5 -триггера 7. Если же в предыдущем цикле зафиксировано касание-ой сенсорной площадки 2 касание не прерывалось ) и Р -триггер 8 находится в единичном состоянии, то "0" с его инвертирующего выхода блокирует ЭК в .триггер 9 по -, К -входам. ЭК -триггер 9 остается в исходном состоянии. Таким образом, условием переброса Ж -триггера 9 в противоположное состояние является отсутствие касайия в предыдущем цикле и на-. личие касания в данном. Далее ви К + 1 такте цикла импульс записи с элемента И-НЕ 15 устанавливает в состояние "1" Э - триггер 8.-бло ка б памяти. В пК + 2 такте цикла импульс установки с элемента И-НЕ 14 устанавливает в нулевое состояние Й 5 -триггер 7 1 -блока б памяти, а при поступлении пК + 2 тактового им пульса импульс сброса с элемента 11 И сбрасывает в нулевое состояние основной и дополнительный счетчи - ки 3 и 13.При одновременном касании 1 и ) сенсорных площадок в тактах , ), Ч 2 , К 1, К импульсы опроса не проходят на выход мультиплексора 1 а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 в этйх тактах появляются импульсы положительной полярности, поступающие на вход демультиплексора 5. В 1, 2 1 К 1 тактах импульсы с 1 -выхода демультиплексора 5 устанавливают в единичное состояние Р 5 -триггер 7-блока б памяти, а в 1,2., ,К тактах импульсы с выхода демультиплексора 5 - РВ -триггер 7 1 -блока б памяти, При этом, если в предыдущем цикле касания 1 и 1 сенсорных площадок 2 зафиксировано не было и Э -триггеры 8 1 и 1 блоков б памяти находятся в нулевом состоянии, то ЭК -триггеры 9 этих блоков б памяти перебрасываются -в противоположные состояния, Если же в предыдущем цикле зафиксировано касание 1,или обеих сенсорных площадок 2 и Э -триг геры 81, 1 - или обоих блоков б памяти находятся в единичном состоянии, то ЭК -триггер 9 1, ) или ЭК -триггеры 9 обоих блоков б остаются в исходном состоянии. Далее сенсорный переключатель работает аналогично в пределах вышеуказанного цикла. Таким же образом работает сенсорный переключатель и при касании любого числа,в общем случае и, сенсорных площадок.Таким образом, предлагаемый сенсорный переключатель, являясь переключателем с независимой фиксацией, позволяет компоновать пульты управления самого различного назначения.1010726 Фм ЗахароваКорректс оставитель ехред Л. Пе Ференц едактор валева Зак н е ы Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная 2503/43 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, Тираж 934ственного комибретений и от