Устройство для ввода и вывода информации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 24.03,80 (21) 2898408/18-24с присоединением заявки ЙВ(23) ПриоритетОпубликовано 1504.82, Бюллетень Йо 14Дата опубликования описания 15 . 04 . 82 51 М. Кп.з С 06 Р 3/04 Государственный номитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА И ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ 20 Изобретение относится к автоматике, вычислительной техникЕ и приборостроению и может быть использовано в устройствах с вводом информации от клавиатуры, в частности;для ввода и вывода информации о параметрах выходного сигнала, вырабатываемого синтезатором частоты.Известно устройство для ввода- вывода информации в .автоматизированных системах управления, содержащее клавиатуру, подключенную через шифратор к регистру сдвига, выход которого соединен со входом регистра индикации, блок индикации, через 15 элементы И подключенный к регистру индикации, регистр команд, выход которого через дешифратор команд подключен к блоку управления,и блок синхронизации (11 .Наиболее близким к предлагаемому является устройство ввода-вывода для электронных клавишных вычислительных машин (ЭКВМ), содержащее клавиатуру чисел и операций, соединенную с шиф раторами чисел и операций, регистр индикации-клавиатуры, вход которого подключен к шифратору чисел, а выход - к блоку индикации, регистр суммы, вход которого подключен также 30 к шифратору чисел, а выход являетсявыходом устройства ввода-вывода,блок управления вводом и выводом информации и генератор тактовых импульсов (21,Для всех укаэанных устройств ввода и вывода характерен последовательный ввод числа в регистр индикации, начиная со старшего десятичного разряда числа и кончая его младшим разрядом. При наборе нового числа регистр индикации устанавливаетсяв начальное состояние, а затем в негопоследовательно цифра эа цифрой вводится новое число. В результате,для того чтобы изменить на единицухотя бы одну цифру в каком-либо иэразрядов числа, необходимо установить регистры, устройства в начальноесостояние и заново набрать все число,Задача набора последовательности чисел, отличающихся между собой на единицу в каком-либо из разрядов числа возникает при работе с синтезаторами частоты. Применение известных устройств ввода информации вызывает неоправданно большие затраты времени на ввод информации особенно при числе цифр в значении частоты25 оольшем 5, а потому оказывается малоэффективным.Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для ввода и вывода информации, содержащее клавиатуру, одни выходы которой соединеныс первым шифратором, выходы которого соединены с одними входами регистра индикации и буферного регистра и входом первого элемента ИЛИ, вьход которого подключен к одномувходу блока управления, другие выходы клавиатуры соединены со входамивторого шифратора, выходы которогосоединены со вхоцами второго элемента ИЛИ и дешифратора, выходы которых соединены с соответствующимидругими входами, блока управления,третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов,одни выходы блока управления соединены соответственно с другими входа -Ми буферного регистра и регистра индикации, одни выходы которого соединены с блоком индикации, вход буферного регистра соединен с выходомустройства, введены первый и второйрегистры, преобразователь двоичногокода в десятичный, мультиплексор игруппа мультиплексоров, причем выходы первого шифратора подключены кпервым входам второго регистра и первого регистра, выходы которого соединены со входами преобразователя двоичного кода в десятичный, ныходькоторого подключены к соответствующим третьим входам регистра индика.ции, выход второго регистра соединенс первым входом мультиплексора, выход которого подключен к четвертомувходу регистра индикации, другиевыходы которого через соответствующие мультиглексоры руппы подключены к третьим входам буферного регистра, другие выходы блока управлениясоединены соответственно с вторымивходами первого и второго регистрови вторыми входами всех мультиплексоров,На Фит, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.- вариант построения блока управления; на Фиг, 3 - временные диаграммы сигналов,. вырабатываемых блоком управления.Устройство содержит клавиатуру, состоящую из 2-х частей, одна часть клавиатуры - клавиатура 1 цифр, первый шифратор 2 цифр, регистр 3 индикации, состоящий из регистров 4 б хранения кода цифр отдельных десятичных разрядов числа, блок индикации 7, первый регистр 8 хранения кода номера разряда, преобразователь 9 дв о ичн ого кода в де с ятичный, мул ь типлексор 10, группа мультиплексоров11 - 13, второй регистр 14 хранениякода цифры, буферный регистр 15,состоящий из регистров 16 - 18 хра.нения кода цифр отдельных десятичньтх разрядов числа, первый элементИЛИ 19, вторую часть клавиатурыклавиатуру 20 операций, второй шифратор 21 операций, второй элементИЛИ 22, дешифратор 23 операций,блок управления 24 и генератор 25тактовых импульсов.Клавиатура 1 цифр, представляющая собой набор клавиш с одной паройконтактов на каждую клавишу, соединена с первым шифратором 2 цифр, выходные шины которого подключены кпервым информационным вхоцам регистра 3 индикации, буферного регистра15, первого регистра 8 хранения ко-да циФры второго регистра 14 хранения номера разряда и ко входампервого элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к входу 26 блока управления 2. Клавиатура 2 операций,аналогичная клавиатуре 1 цифр, соеди.нена со вторым шифратором 21 операций, выходные шины которого подключены ко входам второго элемента ИЛИ22 и ко входам дешифратора 23. Выход второго элемента ИЛИ 22 соединен со входом 27 блока управления 24,а выходы дешифратора 23 - со входами 28, 29 и 30. Генератор 25 тактовых импульсов подключен ко вхоцу31 блока управления 4,Выходы блока управления 24 соеди=йены: 32 и 33 - сс вторым и пятымтактовыми входами регистра 3 индиеации соответственно, 34 и 35 - совторым и четвертым тактовыми входами буферного регистра. 15 соответственно, 36 с пятым входом управления сдвигом регистра 15, 37 - совторым тактовым входом второго регистра 14,. 38 - с тактовым входомпервого регистра 8 и 39 - со вто рыми управляющими входами мультиплексоров 10 - 13,Каждый разряд регистров 3 и 15осуществляет хранение двоичногокода цифры соответствующего разрядаи представляет собой универсальный четырехразрядный регистр сдвига,.позволяющий осуществлять последонательный и параллельный ввод и вывод информации, Выходы каждогоразряда ргистра 3 подключены к соответствующим входам блока индикации 7, к информационным входам сле"дующего разряда регистра 3 и к инФормационным входам соответствующего мультиплексора 11 - 13. Выход каждога из мультиплексоров 11 - 13 соединен с третьим входом последовательного ввода информации соответствующего разряда регистра 15. Выхо 920692ды каждого разряда регистра 15 соединены с информационными входами следующего разряда регистр 15, а вы. ход последнего разряда 40 является выходом устрой"тва. Выходы первого регистра 8 соединены со входами преобразователя 9, выходы которого подключены к соответствующим третьим входам управления сдвигом регистра 3. Выход второго регистра 14 соединен с первым информационным входом мультиплексора 10, выход которого подключен ко входам последовательного ввода информации всех разрядов регистра 3. Блок управления 24 (Фиг.2) содержит Формирователь 41 одиночных .импульсов, триггеры 42 - 44 признака операции, распределитель 45 импульсов, счетные триггеры 46 и 47 для формирования сигналов управления мультиплексорами, а также элементы И 48 - 53, 57 - 61, 63, 65 и ИЛИ 54 - 20 56, 62, 64.Устройство работает следующим образом.В зависимости от характера работы с синтезатором частоты операторнажимает ту или иную клавишу клавиатуры 20 операций. Такими операциямимогу быть - Установка частоты 1,1 Коррекция значения частоты,Установка амплитуды, 1 Ввод установленного значения частоты (илиамплитуды) и т.д. Предположим, что оператор осуществляет установку частоты. При 35 этом шифратор 21 осуществляет преобразование десятичного кода операции в двоичный четырехразрядный код, поступающий на элемент ИЛИ 22 и на дешифратор 23. Сигнал, поступающий 4 О с выхода дешифратора 23 на вход 28 блока управления 24, устанавливает триггер 42 в состояние1.Далее оператор осуществляет набор значения частоты, последовательно нажимая клавиши цифр (первой набирается цифра старшего десятичного разряда), При этом шифратор 2 преобразует десятичный код цифры в двоичный код, поступающий на вход регистров 3 и 15 и на вход элемента ИЛИ 19, Сигнал с выхода элемента ИЛИ 19, поступающий на вход 26 блока унравления 24, запускает формирователь 41 одиночного импульса. Импульс положительной полярности, вырабатываемый формирователем 41, проходит элемент И,48 и элемент И 51: и попадает на пятый, тактовый вход регистра 3 и через элемент ИЛИ 64 на пятый, тактовый вход регистра 15, По фронту бО этого импульса осуществляется запись кода с выхода шифратора 2 в первый разряд обоих регистров. Код с выхода младшего разряда регистра 3 поступает на блок индикации 7 и в этом 65 разряде будет индицироваться введенная .оператором цифра.При вводе последующих цифр частоты код соответствующей клавиши с выхода шифратора 2 поступает на входырегистров 3 и 15 и по Фронту импульса, вырабатываемого Формирователем41, происходит перезапись ранее введенного ксца из младших разрядов вболее старшие и запись нового кодав младший разряд. После ввода последней цифры оператор нажимает клавишу операции Ввод установленногозначения частоты" . При этом двоичный код операции с шифратора 21 поступает на элемент ИЛИ 22 и.на дешифратор 23. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 22, поступающий на вход 27блока Управления 24, запускает Формирователь 41. Импульс, вырабатываемый формирователем 41, проходит эле менты И 49 и 50, так как с выходадешифратора 23 поступает разрешающийпотенциал на вход 30 блока управления 24, и через элемент ИЛИ 54 запускает распределитель 45 импульсоводнотактного действия. Далее с помощью элементов ИЛИ 55, 56 и,б 2 иэлементов И 57, 58 и 63 формируется .последовательность из восьми импульсов поступающая через элементИЛИ 64 йа пятый тактовый вход регистра 15. Таким образом осуществляется вывод информации, хранящейся в буферном регистре 15. Одновременно импульсом, существующим на выходе 66 распределителя 45, выполняется установка триггера 42 в исходное состояние.Время, необходимое для ввода-вывода информации при пяти цифрах в значении устанавлив,.емой частоты, будет равно 7 г. н, где 1 я. - время нажатия одной клавиши.Если необходимо изменить ранее введенное значение частоты в ка;:омлибо десятичном разряде, то оператор нажимает клавишу операции Коррекция значения частотыфф При этом двоичный код операции с шифратора 21 поступает на дешифратор 23. Сигнал, поступающий с выхода дешифратора 23 на вход 29 блока управления 24 устанавливает триггер 44 в состояние 1. Далее оператор, нажимая клавишу одной из цифр, задает номер разряда, в котором необходимо изменить значение частоты. При этом двоичный ;од номера Разряда поступает на вход регистра 8 и записывается в этот регистр по фронту 68 сигнала 67 (фиг. 3),поступающего на тактовый вход регистра 8 через элемент И 53 блока управления 24, Этот же сигнал 67, пройдя элемент ИЛИ 54 запускает распределитель 45; Импульс с выхода бб распределителя 45 устанавливает триггер 44 в исходное состояние, а триггер 43 - в состоя"ние 1, В результате набор следующих цифр не изменяет содержимого регистра 8, так как тактовыеимпульсы ча его входе отсутствуют.Код номера разряда на выходе регистра 8 расшифровывается преобразователем 9 так, что сигнал 0 по 1 С5является на третьем входе управлениясдвигом только того разряда регистра 3, в котором необходимо изменитьЗаписанную ранее цифру. Поэтому принаборе новой цифры по фронту 71 сигНала 70 (фиг, 3), поступающего наВторой тактовый вход регистра 14 че.рез элемент И 52 блока управления24, производится запись двоичногокода этой цифры. Этот же сигнал 70, 5Пройдя элемент ИЛИ 54 запускаетраспределитель 45, вырабатывающийпоследовательность импульсов сдвинутых друг относительно друга на периодтактовых импульсов, С помощью элемен- Яотов И 58 и 61 формируется импульснаяпоследовательность 72, состоящая изчетырех. импульсов и поступающая навторой тактовый вход регистра 3. Од.Новременно, с помощью триггеров 46 з 5и 47 Формируются сигналы 75 и 76,необходимые для работы мультиплекф соров. При поступлении этих сигналовна вторые управляющие входы мультиплексора 10 на его выходе образуетсясигнал последовательного кода цифры,записанной н регистре 14. Этот сигнал поступает на четвертый вход последовательного ввода информации всех,разрядов регистра 3. Однако, сменакода цифры осуществляется только втом разряде, на входе управлениясдвигом которого присутствует сигнал 0, Смена кода цифры заканчивается с окончанием сигнала 72 навтором тактовом входе регистра 3.С помощью элементов И 57 и 60 Формируется импульсная последовательность73, также состоящая из четырех импульсов и поступающая на второй тактовый вход регистра 15, Однонремен 45но, с помощью триггеров 46 и 47 продолжают Формироваться сигналы 75и 76 управления мультиплексорами.При поступлении этих сигналов навторые управляющие входы мульти Оплексоров 11 - 13 на их выходах образуются сигналы последовательногокода цифр, записанных в соответствующих разрядах регистра 3. Этисигналы поступают на .третьи входыпоследонательного ввода инФормациикаждого из разрядов регистра 15, врезультате чего осуществляется одновременная перезапись числа из регистра 3 в регистр 15. Запись числазаканчивается по фронту 80 сигнала 6074, поступающего на входы управлениясдвигом регистра 15,После корректировки цифры в каком-либо иэ разрядов оператор нажи мает клавишу операции Ввод установленного значения частоты, при этом осуществляется вывод информации, хранящейся в буферном регистре 15, Таким образом, время необходимое для корректировки значения частоты равно 4 1. Если следующее значение частоты должно корректироваться опять в том же разряде, то время ввода информации еще более сокращается. Оно будет равно 21 и так как состоит из набора новой цифры в корректируемом разряде и вынода информации.Таким образом, предлагаемое устройство позноляет значительно сократить времй ввода информации при наборе последовательности частот, значения которых отличаются между собой в одном десятичном разряде. Если необходимо последовательно установить пять значений частоты выходного сигнала синтезатора с количеством цифр в каждом числе равном пяти, то при последовательном вводе с помощью известных устройств для этого потребуется время равноеТВ, = (5 н + 2) 5 = 35 н.С помощью устройства для ввода необходимо время, равноеТ=(51 н +2 н)+ 41-+ 2 и3 = 17 нСледовательно, время ввода информации для данного случая сокращается вдвое. При этом эФФективность предлагаемого устройстна увеличи.- вается с увеличением числа цифр н значении устанавливаемой частоты без увеличения элементов схемы,Так, например, при девяти цифрах н значении частоты Ть = 551, а Ть =211 н.Время ввода информации в предлагаемом устройстве существенно сокращается также при установке значений частоты: 1000 Гц, 50000 Гц,200000 Гц и т.д., т.е. кратных 10 так как при этом достаточно нажать клавишу операции Корректировка значения частоты, нажать клавишу номера наивысшего разряда числа, нажать клавишу соответствующей цифры и нажать клавишу операции Внод установленного значения (Т 6= 41вместо Т 8 = 6 8 и) "Таким образом, расширяются функциональные возможности предлагаемого устройстваФормула изобретенияУстройстно для ввода и вывода информации, содержащее клавиатуру, одни выходы которОй соединены с первым шифратором, выходы которого соединены с однимивходами регистра индикации и буферного регистра и входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к одному входу блока управления, другие выходыклавиатуры соединены со входамь второго шифратора, выходы которого соединены со входами второго элементаИЛИ и дешифратора, выходы которыхсоединены с соответствующими другими входами блока управления, третийвход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, однивыходы блока управления соединенысоответственно с другими входамибуферного регистра и регистра индикации, одни выходы которого соединены с блоком индикации, выход буферного регистра соединен с выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введеныпервЫй и второй регистры, преобразователь двоичного кода в десятичный, мультиплексор и группа мультиплексоров, причем выходы первогошифратора подключены к первым входам второго регистра и первого регистра, выходы которого соединены совходами преобразователя двоичногокода в десятичный, выходы которогоподключены к соответствующим третьимвходам регистра индикации, выходвторого регистра соепинен с первымвходом мультиплексора, выход которого подключен к четвертому входу регистра индикации, другие выходы которого черээ соответствующие мультиплексоры группы подключены к третьимвходам буферного регистра, другиевыходы блока управления соединенысоответственно с вторыми входами первого и второго регистров и вторымивходами всех мультиплексоров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 657431, кл, С 06 Р 3/04, 1978.2. Мараховский В.Б.,Каневский Е.А,Принципы построения электронных клавишных вычислительных машин. Л.,Энергия, 1976 с. 49 - 54 (прототип) .