DE19742845A1 - Verkabelte/drahtlose Tastatur und Steuerverfahren für diese - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Tastatur zur Verwendung bei einem Computer. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine verkabelba­ re/drahtlose Tastatur und ein Steuerungsverfahren für diese, wobei die Tastatur als über Kabel angeschlossene Tastatur betrieben werden kann, wenn eine Com­ puteranschlußbaugruppe der Tastatur mit der Computereinheit verbunden ist, und wobei die Tastatur drahtlos betrieben werden kann, wenn die Computeranschluß­ baugruppe der Tastatur von der Computereinheit getrennt wird.

Im allgemeinen enthält ein Computer eine Zentraleinheit, einen Monitor und ein Dateneingabegerät. Als Dateneingabegerät wird jedes Gerät bezeichnet, durch welches ein Anwender Daten eingeben kann. Dateneingabegeräte werden wie folgt eingeteilt: Tastaturen zur Eingabe von Buchstaben und speziellen Zeichen einerseits und eine Computermaus, eine Steuerkugel, ein berührungssensitives Feld und ein Steuerknüppel zur Eingabe der Positionsinformationen eines Cursors andererseits.

Fig. 1 gibt den Aufbau einer herkömmlichen Kabel-Tastatur wieder. Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine derartige, übliche Kabel-Tastatur: Eine PC-Anschlußbaugruppe 17 zur Verbindung der Tastatur mit einer Computereinheit; eine Tastenabfrage­ baugruppe 15 zum Einlesen der von einem Anwender eingegebenen Daten; eine Steuerbaugruppe 10 zum Übertragen der an der Tastenabfragebaugruppe 15 eingegebenen Informationen über die PC-Anschlußbaugruppe 17 an die Compu­ tereinheit, zum Empfang von Befehlen von der Computereinheit über die PC-An­ schlußbaugruppe 17, um die notwendigen Funktionen gemäß den empfange­ nen Befehlen auszuführen, und zur Leistungsaufnahme aus der Computereinheit; sowie eine Rücksetzbaugruppe 14 zur Initialisierung der Steuerbaugruppe 10.

Fig. 2 illustriert den Aufbau einer herkömmlichen, drahtlosen Tastatur. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, enthält eine derartige, handelsübliche, drahtlose Tastatur fol­ gende Baugruppen: Eine Tastenabfragebaugruppe 25 zum Einlesen der von ei­ nem Anwender eingegebenen Daten; eine Rücksetzbaugruppe 24 zum Initialisie­ ren der Tastatur; eine Batterie 21 für die Versorgung der Tastatur mit einer Be­ triebsspannung; eine Steuerbaugruppe 20 zum Übertragen der von der Tastenab­ fragebaugruppe 25 eingelesenen Daten an eine Funkübertragungsbaugruppe 28; sowie die Funkübertragungsbaugruppe 28, welche die Daten von der Steuerbau­ gruppe 20 auf drahtlosem Weg weiterleitet.

Die oben beschriebene, herkömmliche Kabel-Tastatur muß jedoch über eine Steckverbindung (eine Anschlußschnur oder ein Verbindungskabel) an die Com­ putereinheit angeschlossen werden, welche Verbindung eine begrenzte Länge aufweist. Deshalb kann die Tastatur ausschließlich innerhalb eines streng be­ grenzten Abstands von der Computereinheit verwendet werden, was einen Nachteil darstellt. Daher kann dem Wunsch eines Anwenders, der die Tastatur entfernt von der Computereinheit installieren möchte, nicht entsprochen werden. Dadurch kann der Computer nicht in jeder Betriebsumgebung unter optimalen Bedingungen eingesetzt werden.

Demgegenüber bietet eine drahtlose Tastatur den Vorteil, daß ihr Einsatz nicht durch die Länge eines Verbindungskabels eingeschränkt ist. Andererseits ent­ spricht sie nicht den Wünschen eines Anwenders, der eine Kabel-Tastatur bevor­ zugt. Weiterhin benötigt sie eine eigene Batterie, und diese Batterie muß regel­ mäßig ausgetauscht werden. Falls eine Batterie nicht verfügbar ist, kann die Ta­ statur nicht verwendet werden.

Somit können herkömmliche Tastaturen nicht wahlweise mit und ohne Kabel be­ trieben werden. Daher sind sie nicht in der Lage, den unterschiedlichen Betrei­ berwünschen unter verschiedenen Einsatzumgebungen zu genügen. Hieraus re­ sultieren beträchtliche Unannehmlichkeiten und Einschränkungen.

Die vorliegende Erfindung soll die oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Techniken überwinden.

Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verkabelba­ re/drahtlose Tastatur und ein Steuerungsverfahren für diese zu schaffen, wobei die Tastatur als Kabel-Tastatur verwendet werden kann, wenn eine Computeran­ schlußbaugruppe der Tastatur mit der Computereinheit verbunden ist, und wobei die Tastatur als drahtlose Tastatur betrieben werden kann, wenn die Computeran­ schlußbaugruppe der Tastatur von der Computereinheit getrennt ist.

Ein weiteres Bestreben der vorliegenden Erfindung ist, eine verkabelba­ re/drahtlose Tastatur zu schaffen, die in von der Computereinheit getrenntem Zu­ stand derart drahtlos betrieben wird, daß die Steuerbaugruppe der Tastatur abge­ schaltet wird, solange keine Tasteneingabe erfolgt, und daß die Steuerbaugruppe aktiviert wird, wenn eine Taste betätigt wird, so daß der Energieverbrauch der Batterie minimiert, und die Lebenserwartung der Batterie erhöht wird.

Zur Lösung der obigen Probleme umfaßt eine erfindungsgemäße Tastatur zum wahlweisen Kabelanschluß:

• - Eine Baugruppe zum Abfragen der Tasten zwecks Erkennung von Tasten­ daten wie Ziffern, Buchstaben und Symbolen;
• - eine Baugruppe zum Anschluß an die Zentraleinheit zwecks Leistungsauf­ nahme von der Computereinheit und zum Senden und Empfangen ver­ schiedener Daten und Taktsignale an die und von der Computereinheit über eine Drahtleitung;
• - eine Baugruppe zum Erkennen einer Kabelverbindung, welche den Strom­ versorgungszustand in der Anschlußbaugruppe zur Zentraleinheit abfragt, um einen Verbindungszustand zwischen der Tastatur und der Compu­ tereinheit festzustellen;
• - eine Baugruppe zur Auswahl einer Energiequelle, um die Tastatur mit aus dem Netz gespeisten Strom zu versorgen, wenn eine Stromversorgung von der Computereinheit erkannt wird, und um der Tastatur Batteriestrom zuzu­ führen, wenn keine Stromversorgung von der Computereinheit erkannt wird;
• - eine Baugruppe zum Speichern einer Identifikationsnummer, um der Steu­ ereinheit eine vorgegebene Identifikationsnummer zu liefern;
• - wobei die obige Steuerbaugruppe Leistung von der Energieauswahlbau­ gruppe aufnimmt, sich anhand eines Zustandserkennungssignals der Kabel­ anschlußerkennungsbaugruppe für eine Kabel-Kommunikation oder eine Drahtlos-Kommunikation entscheidet, bei Kabel-Kommunikation einen Ausgang zu der Anschlußbaugruppe zur Computereinheit entsprechend den eingelesenen Tasteninformationen ansteuert, und bei Drahtlos- Kommunikation einen Ausgang zu der Funkübertragungseinheit entspre­ chend abgespeicherten Identifikationsnummern und eingelesenen Tasten­ informationen ansteuert;
• - und wobei die Funkübertragungsbaugruppe die Daten der Steuerbaugrup­ pe über einen Signalumsetzungsschritt in Funksignale umwandelt.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Ver­ fahren zur Steuerung einer Tastatur unter Verwendung einer Funkübertragungs­ baugruppe, einer Tastenabfragebaugruppe, einer internen Batterie, einer Compu­ teranschlußbaugruppe und einer Steuerbaugruppe zur Unterscheidung zwischen einer Kabel-Betriebsart und einer drahtlosen Betriebsart die folgenden Schritte:

• - Durchführung einer grundsätzlichen Funktionsprüfung (ersten Schritt);
• - Unterscheidung einer Kabel-Betriebsart von einer Drahtlos-Betriebsart an­ hand eines Zustandserkennungssignals der Kabelanschlußerkennungs­ baugruppe, wobei ein Flag-Bit bei Erkennung der Kabel-Betriebsart auf "1" gesetzt wird, und wobei ein Flag-Bit bei Erkennung einer Drahtlos- Betriebsart auf "0" gesetzt wird (zweiter Schritt);
• - Empfang von Tasteninformationen über eine Tastenabfragebaugruppe (dritter Schritt);
• - Prüfung, ob Tastenechos unter den eingelesenen Tasteninformationen vorhanden sind, und Ausblenden dieser Tastenechos (vierter Schritt);
• - Entscheidung, ob das Flag-Bit gesetzt oder rückgesetzt ist (fünfter Schritt);
• - Durchführen einer Kabel-Kommunikation, wobei die eingelesenen Tastenin­ formationen drahtgebunden übertragen werden, wenn im fünften Schritt festgestellt wurde, daß das Flag-Bit gesetzt ist (sechster Schritt);
• - Ausführen einer drahtlosen Kommunikation, wobei die eingelesenen Ta­ steninformationen drahtlos übertragen werden, wenn in dem fünften Schritt festgestellt wurde, daß das Flag-Bit nicht gesetzt ist (siebter Schritt);
• - Rücksprung zum zweiten Schritt, nachdem der sechste und siebte Schritt ausgeführt worden ist (achter Schritt).

Zur Erläuterung der obigen Wirkungen und weiterer Vorzüge der gegenwärtigen Erfindung werden im folgenden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrie­ ben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 den Aufbau einer herkömmlichen Kabel-Tastatur;

Fig. 2 den Aufbau einer herkömmlichen, drahtlosen Tastatur;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau der erfindungsgemäßen Tastatur für wahlweisen Kabelanschluß wiedergibt;

Fig. 4a eine erste Ausführungsform der Kabelanschlußerkennungsbaugrup­ pe aus Fig. 3;

Fig. 4b ein Zeitdiagramm, des Ansteuersignalpegels und des Ausgangs­ signalpegels eines Transistors der Kabelanschlußerkennungsbau­ gruppe;

Fig. 5a eine zweite Ausführungsform der Kabelanschlußerkennungsbau­ gruppe nach Fig. 3;

Fig. 5b ein Zeitdiagramm des Eingangssignalpegels und des Ausgangs­ signalpegels eines NAND-Gatters der Kabelanschlußerkennungs­ baugruppe; sowie

Fig. 6 ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Steuerung der erfindungsge­ mäßen Tastatur für wahlweisen Kabelanschluß.

Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen, verkabelba­ ren/drahtlosen Tastatur wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Elemente mit ähnlichem Aufbau und ähnlicher Funktion sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 enthält ein Blockschaltbild des Aufbaus der erfindungsgemäßen Kabel-/Funk- Tastatur. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, ist das Bezugszeichen 30 ei­ ner Steuerbaugruppe zugeordnet. Diese Steuerbaugruppe 30 arbeitet unter Lei­ stungsaufnahme von einer Energieauswahlbaugruppe 39. Die Steuerbaugruppe 30 entscheidet sich anhand eines Zustandserkennungssignals STS einer Kabel­ anschlußerkennungsbaugruppe 38 für eine Kabel-Betriebsart oder für eine Drahtlos-Betriebsart. Falls die Kabel-Betriebsart ausgewählt wird, gibt die Steuer­ baugruppe 30 an die von einer Tastenabfragebaugruppe 35 eingelesenen Infor­ mationen an eine Computeranschlußbaugruppe 37 weiter und steuert die bidirek­ tionale Übertragung verschiedener Daten über die Computeranschlußbaugruppe 37 zu und von der Computereinheit. Falls andererseits die Drahtlos-Betriebsart ausgewählt ist, gibt die Steuerbaugruppe 30 Identifikationsnummern einer Identifi­ kationsnummerspeicherbaugruppe 33 sowie von einer Tastenabfragebaugruppe 35 eingelesene Tasteninformationen an eine Funkübertragungsbaugruppe 40 weiter.

Weiterhin veranlaßt die Steuerbaugruppe 30 die Übertragung von Prüfsignalen einer Batterieprüfbaugruppe 32 an die Computereinheit. Die Steuerbaugruppe 30 enthält einen Ausgangsanschluß OT, welcher permanent ein Signal mit High- Pegel "1" an die Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 ausgibt. Die Steuerbau­ gruppe 30 wird nach Ausführung einer drahtlosen Datenübertragung während der Drahtlos-Betriebsart leistungsmäßig heruntergefahren oder abgeschaltet, und sie wird von dem heruntergefahrenen oder abgeschalteten Zustand nach Empfang eines Rücksetzsignals von einer Rücksetzbaugruppe 34 wieder aktiviert.

Das Bezugszeichen 31 ist einer Batterie zugeordnet. Die Batterie 31 ist innerhalb der Tastatur angeordnet, um während der Drahtlos-Betriebsart, bei der die Com­ puteranschlußgruppe 37 von der Computereinheit getrennt ist, die Tastatur mit Strom zu versorgen.

Das Bezugszeichen 32 ist einer Batterieprüfbaugruppe zugeordnet, welche den Spannungszustand der Batterie 31 ermittelt und die Prüfungsergebnisse an die Steuerbaugruppe 30 liefert.

Das Bezugszeichen 33 ist einer Identifikationsnummerspeicherbaugruppe zuge­ ordnet, welche vorgegebene Identifikationsnummern an die Speicherbaugruppe 30 liefert. Die Baugruppe 33 ordnet jedem Satz von Funksignalen eine einheitliche Identifikationsnummer zu, so daß die Computereinheit die Funksignale wiederer­ kennen kann.

Das Bezugszeichen 34 ist einer Rücksetzbaugruppe zugeordnet, welche die Steuerbaugruppe 30 entsprechend den Rücksetzsignalen einer Abschalt-/Akti­ vierungsbaugruppe 36 in einen Initialzustand versetzt.

Das Bezugszeichen 35 ist einer Tastenabfragebaugruppe zugeordnet, welche über die Tastatur eingegebene Tasteninformationen, wie Ziffern, Buchstaben und Symbole, einliest.

Das Bezugszeichen 36 ist einer Abschalt-/Aktivierungsbaugruppe zugeordnet, welche Rücksetzsignale an die Rücksetzbaugruppe 34 ausgibt, falls während der Abschaltphase der Steuerbaugruppe 30 von der Tastenabfragebaugruppe 35 eine Tasteneingabe registriert worden ist.

Das Bezugszeichen 37 ist einer Computeranschlußbaugruppe zugeordnet. Diese bildet während der Kabel-Betriebsart das Verbindungsteil, empfängt Leistung von der Computereinheit und überträgt die eingelesenen Daten an die Computerein­ heit.

Das Bezugszeichen 38 bezeichnet eine Kabelanschlußerkennungsbaugruppe. Die Baugruppe 38 überprüft das Vorhandensein einer von der Computereinheit durch die Computeranschlußbaugruppe 37 zugeführten Leistung, um festzustel­ len, ob eine Verbindung zwischen der Tastatur und der Computereinheit gegeben ist.

Das Bezugszeichen 39 bezeichnet eine Energieauswahlbaugruppe. Sofern von der Computeranschlußbaugruppe 37 eine Spannung Vcc geliefert wird, so wird die Tastatur mit Spannung aus dieser Energiequelle versorgt. Falls von der Com­ puteranschlußbaugruppe 37 keine Leistung abgegriffen werden kann, wird die Tastatur mit Spannung aus der internen Batterie 31 versorgt.

Im übrigen ist die Speisespannung Vcc, welche von der Computeranschlußbau­ gruppe 37 an die Energieauswahlbaugruppe 39 geliefert wird, höher als die Spannung B⁺ der Batterie 31.

Das Bezugszeichen 40 ist einer Funkübertragungsbaugruppe zugeordnet. Ge­ steuert von der Steuerbaugruppe 30 überträgt die Funkübertragungsbaugruppe 40 die Identifikationsnummern und die eingelesenen Daten an eine Funkemp­ fangsbaugruppe der Computereinheit.

Fig. 4a zeigt eine erste Ausführungsform der Kabelanschlußerkennungsbau­ gruppe 38 aus Fig. 3. Fig. 4b enthält ein Zeitdiagramm, welches den Ansteuer­ signalzustand und den Ausgangssignalzustand eines Transistors der Kabelan­ schlußerkennungsbaugruppe 38 wiedergibt. Fig. 5a enthält eine Darstellung ei­ ner zweiten Ausführungsform der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 aus Fig. 3. In Fig. 5b ist ein Zeitdiagramm wiedergegeben, dem der Verlauf des Eingangssignalpegels und des Ausgangssignalpegels eines NAND-Gatters der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 zu entnehmen ist.

Wie Fig. 4a zeigt, enthält die Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 bei der ersten Ausführungsform: Eine Spule L1 zum Ausfiltern von Wechselstromkompo­ nenten, welche mit der Stromversorgungsleitung Vcc der Computeranschlußbau­ gruppe 37 verbunden ist; einen Spannungsmeßwiderstand R1 zum Erfassen der Spannung, welche die Spule L1 zum Herausfiltern von Wechselspannungskom­ ponenten passiert hat; sowie einen Transistor Q1, dessen Basisanschluß über einen weiteren Widerstand R2 mit dem Spannungsmeßwiderstand R1 verbunden ist, dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand R3 an einem Ausgang der Energieauswahlbaugruppe 39 angeschlossen ist, dessen Emitter an Massepoten­ tial GND gelegt ist, und dessen Kollektor mit einem Eingangsanschluß IT der Steuerbaugruppe 30 verbunden ist.

Wie Fig. 5a zu entnehmen ist, umfaßt die Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 der zweiten Ausführungsform: Eine an die Stromversorgungsleitung Vcc der Computeranschlußbaugruppe 37 angeschlossene Spule L1 zum Herausfiltern von Wechselstromkomponenten; einen Spannungsmeßwiderstand R1 zum Erfassen einer Spannung, welche die Spule L1 zum Herausfiltern von Wechselstromkom­ ponenten passiert hat; sowie ein NAND-Gatter NAND für die invertierte Multiplika­ tion der Spannung an dem Widerstand R1 mit dem High-Signal-Pegel "1" eines Ausgangs OT der Steuerbaugruppe 30, um ein Kabelanschlußerkennungssignal zu generieren, welches an einem Eingangsanschluß IT der Steuerbaugruppe 30 zur Verfügung gestellt wird.

Sowohl bei der Schaltung nach Fig. 4a wie auch bei der Anordnung nach Fig. 5a enthält die Energieauswahlbaugruppe 39: Eine erste Diode D1, deren Anode mit dem Spannungsmeßwiderstand R1 der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 verbunden ist; und eine zweite Diode D2, deren Anode mit dem positiven Spannungsanschluß B⁺ der Batterie 31 verbunden ist, wobei die Kathoden der ersten und der zweiten Diode D1 und D2 unter Bildung eines Schaltungsknotens P2 miteinander verbunden sind, der an dem Stromversorgungsanschluß Vcc der Steuerbaugruppe 30 und den Stromversorgungseingängen weiterer Schaltungs­ blöcke angeschlossen ist.

Fig. 6 enthält ein Flußdiagramm, welches das Verfahren zur Steuerung der er­ findungsgemäßen Tastatur für wahlweisen Kabelanschluß zeigt.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Geräts wird nun im einzelnen unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Bevor die Betriebsart der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der Fig. 3 bis 6 erläutert wird, soll auf die folgenden Zusammenhänge hingewiesen werden.

Die Energieauswahlbaugruppe 39 gemäß den Fig. 4a und 5a versorgt die Tastatur mit aus dem Netz eingespeistem Strom, wenn von der Computeran­ schlußbaugruppe 37 Energie geliefert wird. Wenn von der Computeranschluß­ baugruppe 37 keine Energie erkannt wird, wird die Tastatur mit Spannung aus der internen Batterie versorgt. Dies wird nun im Einzelnen erläutert. Die Stromversor­ gungsspannung, welche durch die Computeranschlußbaugruppe 37 zugeführt wird, ist höher als die Spannung B⁺ der internen Batterie 31. Deshalb wird die er­ ste Diode eingeschaltet und die zweite Diode ausgeschaltet, falls von der Com­ puteranschlußbaugruppe 37 eine Spannung geliefert wird. Dadurch werden die Steuerbaugruppe 30 und weitere Schaltkreisblöcke der Tastatur mit Energie aus der Computereinheit versorgt.

Falls andererseits die Computereinheit nicht mit der Computeranschlußbaugruppe 37 verbunden ist, gibt es keine Energie von dem Computer. Deshalb wird die Di­ ode D1 der Energieauswahlbaugruppe 39 gesperrt, während die zweite Diode D2 in den leitenden Zustand versetzt wird. Dadurch wird in diesem Fall der Steuer­ baugruppe 30 und weiteren Schaltkreisblöcken die Spannung B⁺ der Batterie 31 zugeführt.

Die Computeranschlußbaugruppe 37, welche die Tastatur mit der Computerein­ heit verbindet, umfaßt Datenleitungen KD, MD, Taktleitungen KCLK und MCLK, sowie eine Stromversorgungsleitung Vcc und eine Masseleitung GND.

Demzufolge wird die Tastatur mit Energie aus dem Computer versorgt, wenn sie an diesen über die Energieauswahlbaugruppe 39 angeschlossen ist. Falls ande­ rerseits die Tastatur nicht mit der Computereinheit verbunden ist, wird die interne Batterie als Energiequelle verwendet und versorgt die Tastatur mit Strom. Somit erhält die Tastatur in jedem Fall Energie, unabhängig davon, ob sie mit der Com­ putereinheit verbunden ist oder nicht.

Indessen führt die Steuerbaugruppe 30 der in Fig. 3 wiedergegebenen Tastatur während einem ersten Schritt 61 nach Fig. 6 eine Prüfung hinsichtlich der prin­ zipiellen Funktionstüchtigkeit durch, während eine andere (in der Zeichnung nicht wiedergegebene) Steuerbaugruppe innerhalb der Funkempfangsbaugruppe der Computereinheit ebenfalls eine Prüfung der prinzipiellen Funktionstüchtigkeit durchführt.

Falls während eines zweiten Verfahrensschrittes 62 von der Computereinheit über die Stromversorgungsleitung Vcc der Computeranschlußbaugruppe 37 Strom zu­ geführt wird, so gelangt dieser Strom über die Spule L1 und die Widerstände R1 und R2 an den Basisanschluß B des Transistors Q1 der Kabelanschlußerken­ nungsbaugruppe 38. Wenn während dieses Schrittes die Computeranschlußbau­ gruppe 37 von der Computereinheit getrennt ist und somit keine Leistung zuge­ führt wird, so wird keine Spannung an dem Spannungsmeßwiderstand R1 festge­ stellt. Deshalb wird der Transistor Q1 der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe 38 abgeschaltet, mit dem Ergebnis, daß ein Signal mit High-Pegel von dem Kollektor C des Transistors Q1 an die Steuerbaugruppe 30 geliefert wird. Dieses High- Signal ist in Fig. 4b zu erkennen.

Falls andererseits die Computeranschlußbaugruppe 37 mit der Computereinheit verbunden ist und solchenfalls Strom zugeführt wird, wird dieser von dem Span­ nungsmeßwiderstand R1 erkannt. Deshalb wird der Transistor Q1 der Kabelan­ schlußerkennungsbaugruppe 38 eingeschaltet, mit dem Ergebnis, daß ein Low- Signal über den Kollektor C des Transistors Q1 an den Eingangsanschluß IT der Steuerbaugruppe 30 gemeldet wird. Dieses Low-Signal ist in Fig. 4b zu erken­ nen.

Die obigen Erläuterungen betreffen die erste Ausführungsform der Kabelanschluß­ erkennungsbaugruppe 38. Im folgenden soll die zweite Ausführungsform be­ schrieben werden.

Wenn Leistung von der Computereinheit über die Stromversorgungsleitung Vcc der Computeranschlußbaugruppe 37 zugeführt wird, gelangt diese Spannung durch die Spule L1 und an den Widerstand R1 und von dort an den zweiten Ein­ gangsanschluß des NAND-Gatters NAND der Kabelanschlußerkennungsbau­ gruppe 38. Indessen erhält der erste Eingangsanschluß des NAND-Gatters NAND ein Signal mit einem High-Pegel "1" von dem Ausgangsanschluß OT der Steuer­ baugruppe 30. Wie aus Fig. 5b zu erkennen ist, führt in diesem Fall der Ausgang des NAND-Gatters einen Low-Pegel, der dem Eingangsanschluß IT der Steuer­ baugruppe 30 zugeführt wird. Falls andererseits über die Stromversorgungsleitung Vcc der Computeranschlußbaugruppe 37 keine Leistung zugeführt wird, nimmt der Ausgangsanschluß des NAND-Gatters einen High-Pegel an, welcher an den Eingangsanschluß IT der Steuerbaugruppe 30 gelangt.

Die Steuerbaugruppe 30 entscheidet sich für die Kabel-Betriebsart oder für die drahtlose Betriebsart, je nach dem, ob das Zustandserkennungssignal der Kabel­ anschlußerkennungsbaugruppe 38 einen High-Pegel "1" oder einen Low-Pegel "0" annimmt. Dies bedeutet, falls das Zustandserkennungssignal einen Low-Pegel aufweist, wird der Kabel-Modus eingestellt, und ein Flag-Bit FB wird auf "1" ge­ setzt. Falls andererseits das Zustandserkennungssignal einen High-Pegel führt, wird die drahtlose Betriebsart erkannt, und ein Flag-Bit FB wird auf "0" gesetzt.

Sodann fragt in einem dritten Schritt 63 die Tastenabfragebaugruppe 35 über eine Tastenmatrix die Tasteninformationen ab, und die eingelesenen Daten werden an die Steuerbaugruppe 30 weitergemeldet. In einem vierten Schritt 64 werden Gei­ sterechos der von der Steuerbaugruppe 30 eingelesenen Tasteninformationen ermittelt. Falls eine Tasteninformation als Störreflexion erkannt wird, so wird diese Information ignoriert, so daß exakt die von der tatsächlichen Tasteneingabe her­ rührenden Tasteninformationen erkannt werden.

Während eines fünften Schritts 65 entscheidet die Steuerbaugruppe 30, ob ein Flag-Bit FB gesetzt oder rückgesetzt worden ist. Falls das Flag-Bit gesetzt wurde, fährt das System mit der Kabel-Betriebsart fort, während das System in die draht­ lose Betriebsart verzweigt, falls das Flag-Bit zurückgesetzt worden ist.

Falls das Flag-Bit bei dem fünften Schritt 65 gesetzt war, werden die von der Ta­ stenabfragebaugruppe 35 eingelesenen Tasteninformationen in einem sechsten Schritt 66 nach dem Kabel-Modus verarbeitet, wobei die Übertragung drahtge­ bunden erfolgt. Bei dieser Kabel-Betriebsart werden die von der Tastenabfrage­ baugruppe 35 eingelesenen Tasteninformationen an die Computeranschlußbau­ gruppe 37 ausgegeben, welche an einem Ausgang DIO der Steuerbaugruppe 30 angeschlossen ist, um die Informationen über ein Kabel an die Computereinheit zu senden. Weiterhin werden zwischen der Steuerbaugruppe 30 und der Compu­ tereinheit verschiedene Signale wie bspw. Statussignale, Befehlssignal usf. bidi­ rektional über die Computeranschlußbaugruppe 37 ausgetauscht. Auf diesem Weg werden die Aktionen entsprechend den Befehlssignalen gesteuert.

Falls während des fünften Schritts 65 das Flag-Bit zurückgesetzt war, werden die eingelesenen Tasteninformationen gemäß der Drahtlos-Betriebsart verarbeitet, wobei diese Drahtlos-Betriebsart nach der im folgenden beschriebenen Art ab­ läuft.

Die von der Tastenabfragebaugruppe 35 eingelesenen Tasteninformationen wer­ den an eine Funkübertragungsbaugruppe 40 weitergeleitet. Wenn festgestellt wird, daß über die Tastenabfragebaugruppe 35 keine Tasteninformation eingege­ ben wurde, so wird die Steuerbaugruppe 30 für sich genommen leistungsmäßig heruntergefahren. Die Steuerbaugruppe 30, deren Aktivität abgesenkt wurde, wird in der folgend beschriebenen Art wieder aktiviert. Falls somit keine Tasteneingabe zu verzeichnen ist, befindet sich die Steuerbaugruppe 30 wie oben beschrieben in weitgehend abgeschaltetem Zustand, und demzufolge ist der Energieverbrauch der Batterie auf ein Minimum reduziert.

Wenn solchenfalls die Steuerbaugruppe 30 leistungsmäßig reduziert ist, überprüft die Abschalt-/Aktivierungsbaugruppe 36 ständig, ob von der Tastenabfragebau­ gruppe 35 Tasteninformationen eingelesen worden sind. Falls eine Tasteneingabe erkannt ist, wird ein Rücksetzsignal an die Rücksetzbaugruppe 34 ausgegeben, und diese Rücksetzbaugruppe 34 aktiviert die Steuerbaugruppe 30, welche sich zunächst in dem abgeschaltenen Zustand befand. Solchermaßen wird die Steuer­ baugruppe 30 reaktiviert, um die Programmbearbeitung ab dem dritten Schritt (Einlesen der Tasten) fortzusetzen.

Während der drahtlosen Betriebsart überträgt die Steuerbaugruppe 30 die Tasten­ informationen und die Identifikationsnummer der Identifikationsnummerspeicher­ baugruppe 33 an die Funkübertragungsbaugruppe 40. Sodann setzt die Übertra­ gungsbaugruppe 40 diese Daten auf eine vorgegebene Funkfrequenz um und überträgt diese auf drahtlosem Weg. Indessen veranlaßt die Steuerbaugruppe 30 der Tastatur die Übertragung der Prüfsignale der Batterieprüfbaugruppe 32 an die Computereinheit.

Während eines achten Schritts kehrt das System zu dem zweiten Bearbeitungs­ schritt 62 zurück, nachdem sämtliche Operationen des sechsten bzw. siebten Schritts 66 und 67 ausgeführt worden sind.

In der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Tastatur wird der Verbindungs­ zustand zwischen der Computereinheit und der Computeranschlußbaugruppe 37 der Tastatur automatisch überprüft. Falls festgestellt wird, daß diese miteinander verbunden sind, wird die Stromversorgung der Computereinheit ausgewählt, und die Kabel-Betriebsart wird ausgeführt. Falls andererseits festgestellt wird, daß kei­ ne Verbindung besteht, wird die interne Batterie zur Stromversorgung herangezo­ gen, und die Drahtlos-Betriebsart wird ausgeführt. Demzufolge kann die erfin­ dungsgemäße Tastatur sowohl als Kabel-Tastatur wie auch als drahtlose Tastatur verwendet werden. Insbesondere wird bei der drahtlosen Betriebsart die Steuer­ baugruppe ausschließlich dann aktiviert, wenn tatsächlich eine Taste betätigt wird, und demzufolge wird der Stromverbrauch der Batterie auf ein Minimum herabge­ setzt.

Gemäß der oben beschriebenen, vorliegenden Erfindung kann die Tastatur als Kabel-Tastatur eingesetzt werden, wenn eine Kabelanschlußbaugruppe der Ta­ statur mit der Computereinheit verbunden ist, und die Tastatur kann als drahtlose Tastatur Verwendung finden, wenn die Computeranschlußbaugruppe von der Computereinheit getrennt ist.

Somit kann eine einzige Tastatur sowohl als Kabel-Tastatur wie auch als drahtlo­ se Tastatur betrieben werden, und demzufolge kann ein Computer mit dieser Ta­ statur optimal an die Wünsche eines Anwenders wie auch an verschiedene Be­ triebsumgebungen angepaßt werden. Darüber hinaus wird in der Drahtlos- Betriebsart die Steuerbaugruppe aus einem abgeschalteten Zustand bei Bedarf reaktiviert, so daß die Energie der integrierten Batterie gespart werden kann.

Claims (13)

1. Verkabelte/drahtlose Tastatur, umfassend:

• - eine Baugruppe (35) zum Abfragen der Tasten zwecks Erkennung von Ta­ stendaten wie Ziffern, Buchstaben und Symbolen;
• - eine Baugruppe (37) zum Anschluß an die Zentraleinheit zwecks Lei­ stungsaufnahme von der Computereinheit und zum Senden und Empfan­ gen verschiedener Daten und Taktsignale an die und von der Compu­ tereinheit über eine Drahtleitung;
• - eine Baugruppe (38) zum Erkennen einer Kabelverbindung, welche den Stromversorgungszustand in der Anschlußbaugruppe (37) zur Zentralein­ heit abfragt, um einen Verbindungszustand zwischen der Tastatur und der Computereinheit festzustellen;
• - eine Baugruppe (39) zur Auswahl einer Energiequelle, um die Tastatur mit Netzstrom zu versorgen, wenn eine Stromversorgung von der Compu­ tereinheit erkannt wird, und um der Tastatur Batteriestrom zuzuführen, wenn keine Stromversorgung von der Computereinheit erkannt wird;
• - eine Baugruppe (33) zum Speichern einer Identifikationsnummer, um der Steuerbaugruppe (30) eine vorgegebene Identifikationsnummer (ID) zu lie­ fern;
• - wobei die obige Steuerbaugruppe (30) Leistung von der Energieauswahl­ baugruppe (39) aufnimmt, sich anhand eines Zustandserkennungssignals (STS) der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe (38) für eine Kabel- oder eine Drahtlos-Kommunikation entscheidet, bei Kabel-Kommunikation einen Ausgang (DIO) zu der Anschlußbaugruppe (37) zur Computereinheit ent­ sprechend den Tasteninformationen ansteuert, und bei Drahtlos- Kommunikation einen Ausgang (RFT) zu der Funkübertragungseinheit (40) entsprechend Identifikationsnummern und Tasteninformationen ansteuert;
• - und wobei die Funkübertragungsbaugruppe (40) die Daten der Steuerbau­ gruppe (30) über einen Signalumsetzungsschritt in Funksignale umwandelt.

2. Kabel-/Funk-Tastatur nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Batterie­ prüfbaugruppe (32) zum Überprüfen eines Spannungszustands der Batterie (31), um Prüfungsergebnisse an die Steuerbaugruppe (30) zu liefern; wobei die Steuerbaugruppe (30) weiterhin die Funktion übernimmt, die Prüfsigna­ le der Batterieprüfbaugruppe (32) an die Computereinheit weiterzusenden.

3. Kabel-/Funktastatur nach Anspruch 1, wobei die Steuerbaugruppe (30) weiterhin in der Lage ist, nach Durchführung einer drahtlosen Datenüber­ tragung abgeschalten zu werden; und wobei die Tastatur weiterhin umfaßt:
Eine Abschalt-/Aktivierungsbaugruppe (36), welche ein Rücksetzsteuersi­ gnal ausgibt, um die Steuerbaugruppe (30) aus dem abgeschalteten Zu­ stand zurückzusetzen, wenn die Tastenabfragebaugruppe (35) eine Ta­ steneingabe erkannt hat; sowie eine Rücksetzbaugruppe (34) zum Rück­ setzen der Steuerbaugruppe (30).

4. Kabel-/Funk-Tastatur nach Anspruch 1 wobei die Kabelanschlußerken­ nungsbaugruppe (38) umfaßt:

• - eine Spule (L1) zur Unterdrückung von Wechselstromkomponenten, welche an die Stromversorgungsleitung (Vcc) der Computeranschlußbaugruppe (37) angekoppelt ist;
• - einen Widerstand (R1) zur Erzeugung eines Spannungsabfalls, um eine Spannung zu messen, welche die Wechselstromkomponente ausfilternde Spule (L1) passiert hat; und
• - einen Transistor (Q1), dessen Basis (B) über einen anderen Widerstand (R2) an den Spannungsmeßwiderstand (R1) angeschlossen ist, dessen Kollektoranschluß (C) über einen Widerstand (R3) mit einem Ausgangsan­ schluß der Energieauswahlbaugruppe (39) verbunden ist, dessen Emitter an Massepotential (GND) angeschlossen ist, und dessen Kollektoranschluß (C) mit einem Eingangsanschluß (IT) der Steuerbaugruppe (30) verbunden ist.

5. Kabel-/Funk-Tastatur nach Anspruch 1, wobei die Steuerbaugruppe (30) einen Ausgangsanschluß (OT) aufweist, um die Kabelanschlußerken­ nungsbaugruppe (38) permanent mit einer Spannung mit High-Pegel ("1") zu versorgen, und wobei die Kabelanschlußerkennungsbaugruppe (38) weiterhin umfaßt:

• - eine mit der Stromversorgungsleitung (Vcc) der Computeranschlußbau­ gruppe (37) verbundene Spule (L1) zur Unterdrückung von Wechselstrom­ komponenten;
• - einen Widerstand (R1) zur Erzeugung eines Spannungsabfalls, um eine Spannung zu messen, welche die Spule (L1) zur Ausfilterung von Wech­ selstromkomponenten passiert hat; sowie
• - ein NAND-Gatter (NAND) für eine invertierte Multiplikation der Spannung des Meßwiderstands (R1) mit dem High-Ausgangssignal ("1") der Steuer­ baugruppe (30), um ein von der Steuerbaugruppe (30) lesbares Informati­ onssignal über den Kabelverbindungszustand zu erzeugen.

6. Kabel-/Funk-Tastatur nach Anspruch 1, wobei eine Versorgungsspannung (Vcc), welche von einer Energiequelle der Computereinheit über eine Com­ puteranschlußbaugruppe (37) zugeführt wird, höher ist als eine Spannung (B⁺) der integrierten Batterie (31).

7. Kabel-/Funk-Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ener­ gieauswahlbaugruppe (39) umfaßt:

• - eine erste Diode (D1), deren Anode mit dem Spannungsmeßwiderstand (R1) der Kabelanschlußerkennungsbaugruppe (38) verbunden ist; sowie
• - eine zweite Diode (D2), deren Anode mit einem positiven Spannungsan­ schluß (B⁺) der Batterie (31) verbunden ist, wobei die Kathoden der ersten und zweiten Diode (D1, D2) in einem Schaltungsknoten (P2) miteinander verbunden sind, der an einem Stromversorgungsanschluß (Vcc) der Steu­ erbaugruppe (30) sowie an Stromversorgungseingänge weiterer Schaltkrei­ se angeschlossen ist.

8. Kabel-/Funk-Tastatur nach Anspruch 7, wobei die Energieauswahlbau­ gruppe (39) weiterhin folgende Elemente umfaßt:

• - einen Kondensator (C1), der zwischen der Kathode der ersten Diode (D1) und dem Massepotential (GND) angeschlossen ist; sowie
• - einen weiteren Kondensator (C2), der zwischen der Kathode der zweiten Diode (D2) und dem Massepotential (GND) angeschlossen ist.

9. Verfahren zur Steuerung einer Tastatur unter Verwendung einer Funküber­ tragungsbaugruppe (40), einer Tastenabfragebaugruppe (35), einer inter­ nen Batterie (31), einer Computeranschlußbaugruppe (37) und einer Steu­ erbaugruppe (30) zur Unterscheidung einer Kabel-Betriebsart und einer Drahtlos-Betriebsart, umfassend die folgenden Schritte:

• - Durchführung einer grundsätzlichen Funktionsprüfung (erster Schritt (61));
• - Unterscheidung einer Kabel-Betriebsart von einer Drahtlos-Betriebsart an­ hand eines Zustandserkennungssignals (STS) der Kabelanschlußerken­ nungsbaugruppe (38), wobei ein Flag-Bit (FB) bei Erkennung der Kabel Betriebsart auf "1" gesetzt wird, und wobei ein Flag-Bit (FB) bei Erkennung einer Drahtlos-Betriebsart auf "0" gesetzt wird (zweiter Schritt (62));
• - Empfang von Tasteninformationen über eine Tastenabfragebaugruppe (35) (dritter Schritt (63));
• - Prüfung, ob Tastenechos unter den eingelesenen Tasteninformationen vorhanden sind, und Ausblenden dieser Tastenechos (vierter Schritt (64));
• - Entscheidung, ob das Flag-Bit (FB) gesetzt oder rückgesetzt ist (fünfter Schritt (65));
• - Durchführen einer Kabel-Kommunikation, wobei die eingelesenen Tastenin­ formationen drahtgebunden übertragen werden, wenn im fünften Schritt (65) festgestellt wurde, daß das Flag-Bit (FB) gesetzt ist (sechster Schritt (66));
• - Ausführen einer drahtlosen Kommunikation, wobei die eingelesenen Ta­ steninformationen drahtlos übertragen werden, wenn in dem fünften Schritt (65) festgestellt wurde, daß das Flag-Bit (FB) nicht gesetzt ist (siebter Schritt (67));
• - Rücksprung zum zweiten Schritt (62), nachdem der sechste und siebte Schritt (66, 67) ausgeführt worden ist (achter Schritt).

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der sechste Schritt (66) der drahtge­ bundenen Kommunikation folgende Unterschritte aufweist:

• - Steuerung einer drahtgebundenen Übertragung der eingelesenen Tastenin­ formationen (66-1); sowie
• - Steuerung der bidirektionalen Übertragung von verschiedenen Signalen einschließlich Status-Signalen und Befehls-Signalen zu und von der Com­ putereinheit (66-2).

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der siebte Schritt (67) der drahtlosen Kommunikation einen Unterschritt aufweist, wobei eine Identifikationsnum­ mer gemeinsam mit den Tasteninformationen während der drahtlosen Da­ tenübertragung gesendet wird (67-1).

12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der siebte Schritt (67) bei der drahtlosen Kommunikation weiterhin die folgenden Unterschritte aufweist:

• - Übertragen eingelesener Tasteninformationen auf drahtlosem Weg (67-1);
• - Feststellung (67-2), ob nach einer drahtlosen Datenübertragung (67-1) eine Abschaltbedingung vorliegt, und Rückkehr zu dem zweiten Schritt (62), falls keine Abschaltbedingung vorliegt, sowie Fortfahren mit dem folgenden Schritt (67-3), wenn eine Abschaltbedingung vorliegt; sowie
• - im Fall eines Abschaltens bei dem vorangehenden Schritt (67-2) ständige Überprüfung, ob an den abgefragten Tasten Informationen eingegeben werden (67-3), bei Vorliegen einer Eingabe Aktivierung der Steuerbaugrup­ pe (30) (67-4) und sodann Fortsetzung mit dem dritten Schritt (63).

13. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend den Schritt einer gesteu­ erten Übertragung von Prüfsignalen der Batterieprüfbaugruppe (32) an die Computereinheit.