Устройство для ввода информации

ственное объеКозл ьство ССС 02, 1981тво СССР /02, 1985 ОДА ИНФОРМА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4015800/24-24(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вводаинформации с клавиатуры в системеобработки данных, управляемой микропроцессором. Целью изобретения является повышение достоверности вводаинформации. Устройство содержит клавиатуру, блок индикации, регистр,с первого по третий счетчики, с пер-вого по пятый триггеры, блок синхронизации, генератор, с первого по четвертый формирователи импульсов, линиюсвязи, Обмен информацией между клавиатурой и микропроцессором осуществляется при помощи двух счетчиков,один иэ которых производит опросматрицы клавиатуры. Счетчики соединены линией связи и работают синхронно, Информация считывается с выходоввторого счетчика. По линии связипередаются импульсы различной длительности, обеспечивающие переключение счетчиков, их синхронизацию,указание на обнаружение замкнутогокоммутационного элемента в клавиатуре, запись принятого микропроцессором состояния счетчика в регистр,к выходам которого подключены индикаторы. 3 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации в различные системы обработки данных, управляемые микропроцессором,Цель изобретения - повышение достоверности ввода информации.На фиг. 1 представленаструктурная10схема устройства; на фиг,2 - временная диаграмма работы при передачеинформации о состоянии элементовкоммутации; на фиг.3 - временная диаграмма работы при управлении элементами индикации.15Устройство (фиг.1) содержит мультиплексор 1, дешифратор 2, регистр 3,блок 4 индикации, матрицу 5 коммута-,ционных элементов, первый счетчик 6,блок 7 синхронизации, элемент И 8,первый 9 и пятый 10 элементы НЕ, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, элемент ИЛИ 14, первый формирователь 15 импульсов, четвертыйтриггер 16, генератор 17, третийсчетчик 18, второй 19, третий 20 ичетвертый 21 формирователи импульсов,второй 22, третий 23 и четвертый 24элементы НЕ, элемент ИЛИ-НЕ 25,второй счетчик 26, третий триггер 2730Дополнительно на фиг.1 показаныпозициями 28-32 входы и выходы блока синхронизации, позициями 33-37 -входы и выходы устройства.Устройство работает следующим 35образом.В исходном состоянии на первом 33 и на третьем 34 управляющих входах устройства установлены сигналы низ кого уровня, а на втором управляющем входе 35 устройства - сигнал высокого уровня. Счетчик 18 считает импульсы с выхода генератора 17, имеющие период Т, сигнал с выхода тре тьего разряда этого счетчика через элемент НЕ 22 и формирователь 19импульсов поступает на синхровход счетчика 26 и по линии связи - на синхровход счетчика 6. Триггер 27 и триггер 16 сброшены сериями импульсов, поступающими на их входы сброса. Триггер 13 также сброшен серией импульсов, поступающих на его входсброса, Блок 7 после каждого перехода значения сигнала на его первом входе 28 от низкого уровня к высокому вырабатывает через время 2 Т на первом выходе 30 сигнал, стробирующий триггер 11, через время 4 Т - навыходе 34 импульс сброса триггера 11и триггера 12 и через время 3 Т - навходе 32 сигнал, стробирующий триггер 13.Дешифратор 2 обеспечивает сканирование строк матрицы 5 элементовкоммутации 5, а мультиплексор 1опрос ее столбцов, Сигнал высокогоуровня на выходе мультиплексора 1указывает на то, что установившемуся состоянию счетчика 6 соответствует замкнутый элемент коммутации.Счетчики 6 и 26 переключаютсяпо переднему фронту сигнала в линиисвязи,Эти счетчики имеют одинаковуюразрядность и работают синфазно.По линии связи передается информация об обнаружении замкнутого элемента коммутации и информация об об"нулении счетчика 6, использующаясядля синхронизации работы счетчика 26 со счетчиком 6, а также для разделения циклов опроса матрицы элементов коммутации 5 (рассмотрено нике),Состояния счетчика 6 и соответственно счетчика 26 распределеныследующим образом. Состояния, в которых старший разряд счетчиков равен единице, соответствуют элементам коммутации. Состояния, в которых старший разряд этих счетчиков равен нулю, соответствуют всем возможным состояниям индикаторов блока 4,подключенным к выходам счетчика 6Так при использовании 8-разрядныхсчетчиков устройство может иметь 128элементов коммутации и 7 индикаторов, которые могут иметь 128 возможных состояний. Прохождение. сигнала с выхода мультиплексора 1, указывающего на обнаружение замкнутого элемента коммутации, разрешается через элемент И 8 при единичном значении старшего разряда счетчика 6, т.е. когда этот счетчик находится в состояниях, соответствующих элементам коммутации.Возможность взведения триггера 13, управляющего регистром 3, в который записывается код, соответствующий требуемому состоянию индикаторов, обеспечивается только при нулевом значении старшего разряда 6, так как только в этом случае на входе данных этого триггера имеется сиг 131901525 35 нала низкого уровня.Таким образом, длительность высокого уровня импульса на линии связи,обусловившего обнуление счетчика 6после переполнения определяетсявременем распространения сигналов вэлементах схемы и составляет время 55менее Т. Через время, равное или несколькобольшее 4 Т после переднего фронта нал высокого уровня с выхода элемента НЕ 9,Передача информации о состоянииэлементов коммутации происходит следующим образом. 5Если установившему значению разрядов счетчика 6 соответствует разомкнутый элемент коммутации, тона входе данных триггера 11 присутствует сигнал низкого уровня и при 10его стробировании через время 2 Тпосле переднего фронта сигнала налинии связи, обусловившего переключение счетчика в это состояние,производимое блоком 7, этот триггер не взводится. При этом длительность высокого уровня импульса налйнии связи, обусловившего переключение счетчиков 6 и 26 в указанное состояние, .остается равной 4 Т. 20Если установившемуся состояниюсчетчика 6 соответствует замкнутыйэлемент коммутации, то импульсом свыхода 30 блока 7, вырабатывающимся через время 2 Т после переходасигнала на линии связи от низкогоуровня к высокому, взводится триггер 11, после чего сигнал с егопрямого выхода через элемент ИЛИ 14и первый формирователь 15 обусловит 30появление на линии связи сигналанизкого уровня, так как формирователи 15, 19,20,21 представляют. собойэлементы с открытым коллектором иреализуют функцию проводного ИЛИ понулям. Таким образом, длительностьвысокого уровня импульса на линиисвязи, обусловившего переход счетчика 6 в состояние, соответствующеезамкнутому элементу коммутации, равна 2 Т.После переполнения счетчика 6 навыходе его старшего разряда появляется сигнал низкого уровня, которыйвзводит триггер 12, сигнал с прямого 45выхода которого через элемент ИЛИ 14и формирователь 15 импульсов обуславливает появление на линии связи сигсигнала по линии связи, блок 7 вырабатывает на своем выходе 3 1 импульс сброса триггеров 11 и 12.Прием информации о состоянии элементов коммутации и об обнулении счетчика 6 происходит следующим образом.Для определения ситуаций, когда происходит обнаружение замкнутого элемента коммутации или обнуление счетчика 6 предназначен элемент ИЛИ-НЕ 25, на один вход которого поступает сигнал с выхода элемента НЕ 22, а на второй вход этот же сигнал, но проинвертированный формирователем 9 импульсов. Таким образом, на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 25 присутствует сигнал высокого уровня а на выходе - сигнал низкого уровня. Однако в момент когда после перехода сигнала на выходе третьего разряда счетчика 18, а вместе с ним и сигнала на линии связи, в состояние высокого уровня на выходе формирователя 15 импульсов появляется сигнал низкого уровня, свидетельствующий об обнаружении замкнутого элемента коммутации или об обнулении счетчика 6, на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 25 появляются сигналы низкого уровня, а на его выходе - сигнал высокого ,уровня.Сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 25 поступает на входы данных триггеров 27 и 28. Триггер 27 стробируется через время Т после перехода третьего разряда счетчика 18 в состояние высокого уровня, а триггер 16 - через время ЗТ. Таким образом, в результате стробирования триггер 16 взводится при обнаружении замкнутого элемента коммутации, триггер 27 при обнулении счетчика 6. При взведении триггера 16 на стробирующем выходе 36 устройства возникает сигнал запроса прерывания микропроцессора. Одновременно на выходе. элемента НЕ 24 появляется сигнал низкого уровня, переводящий счетчик 18 в режим параллельной записи, обеспечивающий сохранение установившегося состояния устройства на время, необходимое микропроцессору для обработки прерывания. На линии связи на это время сохраняется сигнал низкого уровня с выхода формирователя 21 импульсов. После считывания информации с выходов счетчика 26, являющихсяинформационными выходами 37 устройства, микропроцесс ор устанавливаети снимает напервом управляющем входе 33 устройства сигнал высокого уровня, при этом сбрасывается счетчик 18 5и триггер 16 и разрешается дальнейшая работа устройства.При взведении триггера 27,обусловленном обнулением счетчика 6,сигналом с инверсного выхода этоготриггера взводится триггер 16 и пов торяется описанная ситуация, а самтриггер 27 сбрасывается сигналомнизкого уровня с выхода элементаНЕ 23, на входе которого появляетсясигнал высокого уровня при переходе счетчика 18 в режим параллельнойзаписи.При этом микропроцессор считывает с информационных выходов 37 устройства нулевой код, разделяющийциклы опроса матрицы 5 элементов, коммутации.Таким образом, приемнику постоянно передается информация о состоянии элементов коммутации и код, разделяющий циклы опроса матрицы. Микропроцессор производит обработку информации, поступающей от устройства вво да. Коды, соответствующие алфавитноцифровым клавишам, воспринимаются один раз, если эти коды отсутствовали в предыдущем цикле опроса и в дальнейшем игнорируются, коды от управляющих клавиш учитываются постоянно.Управление индикаторами производится следующим образом, Микропроцессор хранит информацию о состоя- щ нии индикаторов в виде кода, каждый разряд которого соответствует определенному индикатору, а значение разряда - состоянию индикатора. Например, светящемуся индикатору соответствует нуль, а погашенному - единица, При необходимости установить требуемое состояние индикаторов микропроцессор дожидается очередного получения кода, разделяющего циклы опроса матрицы 5 элементов коммутации, при этом счетчик обнулен, Затем на втором управляющем входе 35 устройства микропроцессор изменяет значение сигнала от высокого уровня к низкому и наоборот количество раз, на единицу меньше двоичного числа, которое представляет собой код состояния индикаторов. При этом на линии связи формируются импульсыс выходов формирователей 19 и 21импульсов, которыми счетчик 6 и счетчик 26 устанавливаются в состояние,соответствующее двоичному числу,на единицу меньшему числа, котороепредставляет собой код требуемогосостояния индикаторов,Изменение значения сигнала навтором управляющем входе 36 устройства производится таким образом,чтобы длительность высокого уровнясигнала на линии связи при этом превышала ЗТ, а период импульсов превышал 4 Т. Затем на первом 33 и третьем 35 управляющих входах устройства устанавливаются сигналы высокого уровня, при этом счетчик 18сбрасывается, а также разрешаетсяпрохождение сигнала с второго выхода счетчика 18 через формирователь 20импульсов в линию связи. Затемна первом управляющем входе 33 устройства устанавливается сигнал низкого уровня, разрешающий счет счет- .чика 18, который начинает считатьимпульсы с выхода генератора 17.После установки на выходе третьего разряда счетчика 18 сигналавысокого уровня этот сигнал, проходя через элемент НЕ 22 и формирователь 19 импульсов, обусловливаетпоявление на линии связи сигналавысокого уровня, при этом на выходевторого разряда счетчика 18 имеетсясигнал низкого уровня. Затем через .время 2 Т сигнал на выходе второгоразряда счетчика 18 переходит отнизкого уровня к высокому и, проходя через формирователь 20 импульсов, обусловливает появление на,линии связи сигнала низкого уровня,Таким образом, на линии связи формируется положительный импульс длительностью 2 Т. По переднему фронту этогоимпульса счетчики 6 и 26 устанавлива-,.ются в состояние, соответствующее коду индикации,Через время ЗТ после каждого переднего фронта импульса на линии связи и на первом входе блока 7, последний формирует импульс, стробирующий триггер 13. Если длительность высокого уровня импульса на линии связй 16 превышает ЗТ, то в момент стробирования триггера 13 на входе сброса этого триггера присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента НЕ 10, Еслидлительность высокого уровня импульсана линии связи меньше ЗТ, триггер 13взводится при условии, что на его входе данных имеется сигнал высокогоуровня, что имеет место при нулевом 5значении старшего разряда счетчика 6,т,е. если этот счетчик находится всостояниях, соответствующих кодаминдикации.При взведении триггера 13 стробируется регистр 3, в который записывается установившееся значение разрядов счетчика 6.Так как нулевой код, разделяющийциклы опроса матрицы 5 элементов ком. 15мутации имеют нулевой страший разряди поэтому находится в зоне кодов индикации, выработка блоком 7 импульса, стробирующего триггер 13, запрещается сигналом, поступающим на второй вход блока 7 с инверсного выходатриггера 12, который взводится приобнулении счетчика 6,Через время ЗТ после переходасигнала на выходе третьего разрядасчетчика 18 при записи кода индикации происходит переход в состояние высокого уровня сигнала на выходе первого разряда этого счетчика,при этом сигнал на выходе второгоразряда этого счетчика имеет значение высокого уровня, т.е. стробируется триггер 16. В этот момент на входе данных этого триггера присутствует сигнал высокого уровня с выхода элемента ИЛИ-НЕ 25, так как наодном входе этого элемента присутствует сигнал низкого уровня с выхода элемента НЕ 22, а на втором входе - сигнал низкого уровня с выхода 40формирователя 20 импульсов. В результате триггер 16 взводится, блокируяработу схемы и выставляя запрос напрерЫвание как описано выше. Получив в данной ситуации запрос на прерывание, микропроцессор устанавливает на третьем управляющем входе 34устройства сигнал низкого уровня,возвращая устройство из режима записи кода индикации в режим приема 50кодов замкнутых элементов коммутации.Затем установив и сняв сигнал высокого уровня на первом управляющемвходе устройства, микропроцессорразрешает дальнейшую работу устройства.Триггер 13 устанавливается в исходное состояние сигналом низког уровня с выхода элемента НЕ 10 припоявлении на линии 16 связи сигналавысокого уровня,формула изобретенияУстройство для ввода информации, содержащее матрицу коммутационных элементов, мультиплексор, дешифратор, с первого по третий счетчики, с первого по четвертый триггеры, блок синхронизации, блок индикации, с первого по четвертый элементы НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, генератор, первый и второй формирователи импульсов, выходы первой группы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выходы второй группы первого счетчика соединены с адресными входами мультиплексора, выходы дешифратора соединены с горизонтальными шинами матрицы коммутационных элементов, вертикальные шины которых соединены с информационными входами мультиплексора, выход старшего разряда первого счетчика соединен через первый элемент НЕ с синхровходом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а инверсный - с вторым входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации первого триггера, второй - с входами сброса первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, первым входом блока синхронизации и со счетным входом второго счетчика, первым входом элемента ИЛИ-НЕ и выходом второго формирователя импульсов, первый вход которого является вторым управляющим входом устройства, выход генератора импульсов соединен со счетным входом третьего счетчика, первый выход которого соединен с входами синхронизации третьего и четвертого триггеров, второй выход третьего счетчика соединен с входом сброса четвертого триггера и через третий элемент НЕ - с входом сброса третьего триггера, третий выход третьего счетчика соединен через второй элемент НЕ с вторыми входами второго формирователя импульсов и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с информационными вхо 1 Э 9015дами третьеГо и четвертого триггеров, информационные входы младшихразрядов третьего счетчика соединеныс шиной положительного потенциалаустройства, а старшего разряда - с 5шиной нулевого потенциала устройства, вход сброса третьего счетчика является первым управляющим входом устройства, прямой выход третьего триггера соединен с входом сброса второго счетчика, а инверсный - с входомустановки четвертого триггера, выходкоторого соединен через четвертыйэлемент НЕ с входом параллельной записи третьего счетчика, и являетсявыходом запроса прерывания устройства, выходы второго счетчика являются информационными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверности ввода информации, в него введенырегистр, пятый триггер, элемент И,пятый элемент НЕ, третий и четвертый формирователи импульсов, информа 25ционные входы регистра соединены свыходами первой и второй групп первого счетчика, выходы регистра соеди-,нены с входами блока индикации,выход мультиплексора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, третий выход блока синхронизации соединен с входом синхронизации пятого триггера, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход сброса пятого триггера через пятый элемент НЕ соединен с выходом первого формирователя импульсов, выход пятого триггера соединен с входом синхронизации регистра, выход элемента И соединен с информационным входом первого триггера, выходы третьего и четвертого формирователей соединены со счетным входом второго счетчика, первый вход третьего формирователя импульсов является третьим управляющим входом устройства, второй вход второго формирователя импульсов соединен с вторым выходом блока синхронизации, первый вход четвертого формирователя импульсов объединен с первым входом второго формирователя, второй вход четвертого формирователя импульсов соединен с прямым выходом четвертого триггера.1319015 линия сЬЗразр. 2 рир. т аф 6,М дых 31 дых Ю 7 Триггер 11 Триггер 12 а г оставитель А,Трехред М.Ходанич нов ор М.Шароши едактор А. Воров Заказ 2513/4 Тираж 67 арственног бретений ива, Ж,ПодписноеСССРаб.д. 4/5 НИИПИ Госу о делам из 13035, Мос комите ткрыти ушская Триггер 87траар ОВю рния Вход Яб устаиойаиндицирувмого кодаВход Ы залисииндиццруеиого кодаВход ЗЧроаеименияуотройс калиния еВязи 1 ббчвтчики б,2 бВыходнизацтригг ЗЭ длока сигароииер страда реа индикациим Разряд 1Ъ Разряд 2ф Разряд 3Триггер И Производственно-полиграф еское предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная