Устройство для ввода информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ , содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делитель напряжения, первьш и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно , вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиатуру подключены к информационному входу аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход и информационный выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, отличающееся тем, что,.с целью повьшения надежности устройства путем защиты от ошибок оператора, в него введены первьй и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры , инерционный элемент, один вход первого компаратора соединен с общей шиной, один вход второго компаратора через второй нагрузочньй элемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно , выход первого инвертора соединен с входами инерционного элемента и второго инвертора, выходы которых подключены к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого подсоединен к входу первого инвертора, к синхровходу первого триггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий вход которого подключен к выходу пер (Л вого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входу сброса второго триггера, неинвертирующий выход первого триггера подключен к синхровходу второго триггера, вход данных которого соединен с общей шиной , неинвертирующий вход сброса второго триггера соединен с выходом СП второго компаратора и является упо равляющим выходом устройства,а вы49ь ход - является стробирующим выходом устройства, инвертирующий выход первого триггера соединен с вторым неинвертирующим входом второго элемента И-НЕ,инвертирующий выход ко ,торого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И1

3(5ц С 06 F 3/02

it

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3587288/18-24 (22) 03.05.83 (46) 23.09.84. Бюл. ¹ 35 (72) В.Е. Подтуркин М А.А. Умблия (53) 68 1.327.21 (088.8) (56) 1. Заявка -Японии № 53-23044, кл. 97(7) В 1, опублик. 1979.

2. Патент Великобритании

¹ 1507043, кл. С 4 Н, опублик. 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делитель напряжения, первый и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно, вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиатуру подключены к информационному входу аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход и информационный выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что,,с целью повышения надежности устройства путем защиты от ошибок оператора, в него введены первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент, один вход первого компаратора соединен с общей шиной, один вход второго компаратора через второй нагрузочный элемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно, выход первого инвертора соединен с входами инерционного элемента и второго инвертора, выходы которых подключены к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого подсоединен к входу первого инвертора, к синхровходу первого триггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующнй щ а вход которого подключен к выходу первого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входу С сброса второго триггера, неинвертирующий выход первого триггера подключен Я

Ъ ю к синхровходу второго триггера, вход данных которого соединен с общей шиной,неинвертирующий вход сброса второго триггера соединен с выходом второго компаратора и является управляющим выходОм устройства,а выход — является стробирующим выходом устройства, инвертирующий выход перaoro триггера соединен с вторым неинвертирующим входом второго элемента И-НЕ,инвертирующий выход ко,торого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ. :В

1 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих цифровой ввод аналоговой информации, в частности в устройствах управления и контроля, в измерительных устройствах..

Известно устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, соединенную с входами шифратора и первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых через дешифратор присоединены к выходам шифратора и первым входам элементов И, вторые входы которых объединены и присоединены через элемент ИЛИ к выходам элементов ИСКЛЮ—

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ (1 ), Недостатком устройства является сложность (с ростом числа кнопок в клавиатуре быстро усложняется схема шифратора).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ввода информации,содержащее резисторный делитель на— пряжения, выходы которого присое— динены через кнопки клавиатуры к запоминающему конденсатору и одному из входов аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, который в свою очередь соединен с вычислительным средством, выход которого соединен с входом транзисторного ключа, подключенного параллельно запоминающему конденсатору P2 ).

Недостатком известного устройства является пониженная надежность из-за отсутствия защиты от ошибочных действий оператора.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем защиты от ошибок оператора.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, клавиатуру, делител напряжения, первый и второй нагрузочные элементы, соединенные последовательно, вход первого и выход второго нагрузочных элементов подключены к положительной и нулевой шинам устройства, выходы группы делителя напряжения через клавиатуру подключены к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход и инфор

115041

45 ь

1

40 мационный выход которого являются управляющим входом и информационным выходом устройства соответственно, введены первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, инерционный элемент, один вход первого компаратора соеди- нен с общей шиной, один вход второго компаратора через второй нагрузочный элемент подключен к общей шине, другие входы первого и второго компараторов соединены с информационным входом аналого †цифрово преобразователя и с выходом делителя напряжения соответственно, выход первого инвертора соединен с входами инерцион. ного элемента и второго инвертора, выходы которых подключены к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого подсоединен к входу перво—

ro инвертора, к синхровходу первого триггера и к первому неинвертирующему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого компаратора, к входу данных первого триггера и к инвертирующему входу сброса второго триг— гера, неинвертирующий выход первого триггера подключен к синхровходу второго триггера, вход данных которого соединен с общей шиной, .неинвертируемый вход сброса второго триггера соединен с выходом второго компаратора и является управляющим выходом устройства, а выход — строби— рующим выходом устройства, инверти— рующий выход первого триггера соеди— нен с вторым неинвертирующим входом второго элемента И-НЕ, инвертирующий выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит аналого-цифро- вой преобразователь 1, аналоговый мультиплексор 2, одноканальный аналого-цифровой преобразователь 3, первый компаратор 4, клавиатуру 5, делитель 6 напряжения, нагрузочные элементы 7 группы, второй компаратор 8, первый и второй нагруэочные элементы 9 и 10, формирователь 11 запроса, первый и второй .элементы И-НЕ

14 и 15, первый и второй триггеры 16 и 17, стробирующий выход устройства, инерционный элемент 19, управляющий выход 20 устройства.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на одну из кнопок клавиатуры 5 на первый вход компаратора 4 и на вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает уровень напряжения с соответствующего выхода делителя 6. При появлении укаэанного сигнала переключается компаратор 4. Сигнал с его выхода поступает на первый вход формирователя 11 запроса. Формирователь запроса выдает по выходу 18 стробирующий сигнал запроса на вычислительное средство и поддерживает этот сигнал на время нажатия кнопки. По сигналу на выходе 18 вычислительное средство выдает на входы управления аналогового мультиплексора 2 и одноканального аналого-цифрового преобразователя 3 сигналы управления, по которым осуществляется подключение к каналу, к которому подключена клавиатура, и преобразование уровня напряжения, поступающего с клавиатуры 5 в код.

Код выдается на вычислительное средство. Поскольку каждой кнопке клавиатуры 5 соответствует свой уровень напряжения (в зависимости от точки подключения к делителю 6), то каждой кнопке соответствует и свой код. Подавление помех от механического дребезга контактов осуществляется формирователем 11 запроса. Помехи от механического дребезга контактов возникают при нажатии и отпускании кнопки клавиатуры

5 и представляют собой последовательность импульсов. Продолжительность дребезга до установления уровня зависит от механических свойств контактов и составляет величину порядка 10 мс.

В исходном состоянии до нажатия кнопки на первом входе формирователя 11 присутствует логический нуль, Триггеры 16 и 17 находятся в нулевом состоянии. На выходе элемента И-НЕ 15 поддерживается нуль, на выходе элемента И-НЕ 14 — логическая единица, на выходах первого 12 и второго t3 инвертора — соответственно логический нуль и логическая единица. При нажатии на кнопку клавиатуры 5 первый же единичный всплеск переключает R S-триггер, образованный первым 14 и вто15041

5

t0

4 рым 15 элементами И-НЕ,-и запускает кольцевой генератор, образованный элементами 12-14. На выходе первого элемента И-НЕ 14 формируется первый отрицательный импульс, длительность которого определяется емкостью инерционного элемента 19 и выбирается большей времени дребезга. По положительному фронту укаэанного импульса, поступающего на синхровход первого триггера 16 в него записывается логическая единица по входу данных, на который в данный момент поступает установившийся уровень с выхода компаратора 4.

После переключения первого триггера 16 с его прямого выхода посту. пает сигнал на синхровход второго триггера 17 и переключает его, при этом на выходе 18 формируется строб-сигнал запроса. Одновременно с инверсного выхода первого триггера 16 на третий вход второго элемента И-HE 15 поступает нулевой уровень и поддерживает единичный уровень на выходе элемента И-НЕ 15.

При отпускании нажатой кнопки клавиатуры 5 на первый вход формирователя 11 с компаратора 4 вновь поступает последовательность импульсов дребезга. При этом первый же нулевой уровень устанавливает второй триггер 17 в нуль, что приводит к снятию сигнала с выхода 18. По переднему фронту очередного импульса с выхода генератора, совпадающему с нулевым уровнем на выходе компаратора 4, первый триггер 16 устанавливается в нуль. Триггер, образованный элементами И-НЕ 14 и

15, устанавливается в режим хранения, выключая генератор импульсов, и формирователь 11 по окончании перезаряда инерционного элемента 19 приходит в исходное состояние.

Таким образом, формирователь 11 запроса осуществляет формирование строб-сигнала на выходе 18 только на время установившегося уровня на выходе клавиатуры, исключая промежутки времени, когда происходит дребезг контактов, как при нажатии так и при отпускании кнопки клавиатуры 5.

Защита от сбоев при ошибочном одновременном нажатии двух или более кнопок осуществляется следующим образом.

111504

В исходном состоянии, т.е. при отсутствии нажатий или нажатии на одну кнопку клавиатуры 5, падение

"1 напряжения от тока, протекающего по делителю 6, на элементе 7 последней 5 ступени имеет заданную величину и приложено к первому входу компаратора 8, на второй вход которого поступает опорное напряжение с делителя, образованного первым 9 и вторым 10 нагрузочными элементами. Номиналы элементов 9 и 10 выбираются таким образом, что напряжение на втором входе компаратора 8 несколько больше напря15 жения на первом входе, связанном с элементом 7 последней ступени делителя 6.

При этом на выходе компаратора 8 формируется логический нуль.

При ошибочном одновременном нажатии на две или более кнопок один или несколько элементов 7 делителя

6 закорачиваются, ток через делитель и падение напряжения на элементе 7 последней ступени возрастает. При этом напряжение на первом входе компаратора 8 становится больше напряжения на втором входе,и компаратор

8 формирует на выходе логическую единицу. Указанная логическая единица поступает на прямой. вход сброса второго триггера 17 и удерживает его в нулевом состоянии, препятствуя формированию. запроса. Кроме того, сигнал с выхода компаратора 8 может вьщаватьз5 ся на вычислительное средство в качестве сигнала ошибки. Выдача сигнала запроса при двойном нажатии блокируется и после освобождения одной из совместно нажатых кнопок, 4о поскольку формирователь 11 приходит в исходное состояние только после отпускания последней из нажатых кнопок клавиатуры 5.

При отсутствии нажатия на кнопки клавиатуры 5 аналого-цифровой преобразователь 1 осуществляет под управлением вычислительного средства оцифровку и ввод аналоговой информации с других каналов.

Использование изобретения позволяет повысить надежность ввода информации за счет защиты от помех, обусловленных механическим дребезгом контактов, и сбоев, возникающих вследствие ошибочного нажатия одновременно на две или более кнопок (двойного нажатия).

В предлагаемом устройстве подавление дребезга осуществляется благодаря выдаче информации на вычислительное ередство только нри установившемся уровне сигналов с кнопок, т.е. когда поступающая с них аналоговая информация достоверна. При этом эффективно подавляются помехи как от дребезга по нажатию кнопки так и от дребезга при отпускании кнопки. Подавление дребезга по нажатии кнопки достигается введением управляемого генератора импульсов (на элементах 12-15 и 19) с длительностью отрицательной фазы импульса, превышающей длительность дребезга, в совокупности с первым .триггером, запись в который осуществляется только по положительному фронту импульсов с генератора.

Подавление дребезга при отпускании кнопки достигается совокупностью первого и второго триггеров. Второй триггер. сбрасывается при поступлении первого же импульса дребезга, а первый триггер переключается в нуль только раз за период колебаний генератора и поэтому дважды переключиться за время дребезга не может.

111504 1

Составитель И Алексеев

Техред М.Тепер Корректор А. Зимокосов

Редактор В. Данко

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6771/35 филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная,4