DE2153108B2 - Anordnung zur Eingabe von Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Eingabe von Daten in eine Datenverarbeitungsanlage unter Verwendung matrixartig ausgelegter Leitungen, in deren Kreuzungspunkten Kontaktstrecken angeordnet sind, wobei mittels zweier Ringzähler periodisch die Kontaktstrecken abgetastet und bei geschlossenen Kontaktstrecken Abtastsignale gewonnen und die in einem Speicher gespeicherten Daten bereitgestellt werden und wobei unter Verwendung eines Übernahmesignals die Eingabe der Daten bewirkt wird.

Als Anlage kann beispielsweise ein Fernschreibsender vorgesehen sein. Die Kontaktstrecken können mit Tasten betätigt werden. Dabei ist jeder Taste je ein Zeichen zugeordnet, und bei Betätigung einer der Tasten werden die dem Zeichen entsprechenden Daten des Speichers an den Fernschreibsender abgegeben.

Zur Erzielung einer sogenannten »Legato«- Schreibweise mit elektronischen Tastaturen genügt es nicht, den statischen Zustand einer betätigten Taste und geschlossenen Kontaktstrecke zur Eingabe eines Datenwortes heranzuziehen. Es ist vielmehr erforderlich, den Übergang von der geöffneten Kontaktstrecke zur geschlossenen Kontaktstrecke auszuwerten. Bei Tasten, die entweder die geöffnete Kontaktstrecke oder die geschlossene Kontaktstrecke signalisieren, ist zur Realisierung einer »Legato«- Schreibweise eine zusätzliche elektronische Schaltung erforderlich.

Bei einer derartigen bekannten Schaltungsanordnung sind die Tasten über .RC-Differenzierglieder mit einer Diodenmatrix verbunden. Bei Betätigung der Tasten werden mittels der Differenzierglieder kurze Impulse abgeleitet, und damit wird die Diodenmatrix angesteuert. Die Ausgangsleitungen der Diodenmatrix sind an Verstärker angeschlossen.

Ein Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß sie nur bei guten Kontakten der Tasten einwandfrei arbeitet. Im allgemeinen treten unmittelbar nach Betätigung einer Taste und dem Schließen einer Kontaktstrecke Kontaktprellungen auf, die die Funktionssicherheit der Tastatur beeinträchtigen. Auf Grund dieser Kontaktprellungen sind Zeichenverfälschungen oder Mehrfachauslösung des gleichen Zeichens möglich.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß sie nur schwierig in MOS-Technik realisiert werden kann, weil die über die Differenzierglieder erzeugten und .-o durch Kontaktprellungen verfälschten Impulse derart kurz sein können, daß die in MOS-Technik erstellte Anordnung nicht einwandfrei funktionieren würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mittels der das Schließen einer Kontaktstrecke und damit der Übergang von der geöffneten Kontaktstrecke zur geschlossenen Kontaktstrecke durch ein Übcrnahmesignal angezeigt wird, wobei dieses Übernahmesignal einerseits durch Kontaktprellungen nicht beeinflußt werden soll, und andererseits soll auch der statische Zustand der Kontaktstrecke (geschlossene Kontaktstrecke bzw. geöffnete Kontaktstrecke) und der Übergang von der geschlossenen Kontaktstrecke zur geöffneten Kon'aktstrecke das Übernahmesignal nicht beeinflussen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindiingsgemilß mittels eines Generators ein impuls artiges Signa] gewonnen wird, dessen lmpulsdaue. gleich der Zyklusdauer ist, die zur einmaligen Ab tastung aller Kontaktstrecken benötigt wird, unc deren Periodendauer ein Vielfaches der Zyklusdauei beträgt, daß ein Schaltwerk vorgesehen ist, das pre Kontaktstrecke zwei Binärspeicher enthält, derer Signale gemeinsam je drei stabile Zustände de; Schaltwerks darstellen, von denen der erste Zustanc die geöffnete Kontaktstrecke, der zweite Zustand die geschlossene Kontaktstrecke repräsentiert, daß dei dritte Zustand vom zweiten Zustand aus erreich! wird, wenn bei fehlendem Abtastsignal das impulsartige Signal vorliegt, daß der erste Zustand vom zweiten Zustand aus nur über den dritten Zustand erreicht wird und daß daü Schaltwerk in Abhängigkeit vom Abtastsignal nach Einnahme des ersten Zustandes und vor Erreichen des zweiten Zustandes das Übernahmesignal abf.'ijt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 9 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile und Signale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Eingabe von Daten,

Fig. 2 und 3 Diagramme, an Hand derer die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 erläutert wird,

Fig. 4, 5 und 7 Zustandsdiagramme von Schaltwerken, die als Teil der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 verwendbar sind,

F i g. 6 ein Diagramm, an Hand dessen die Wirkungsweise des Zustandsdiagramms nach F i g. 5 erläutert wird,

Fig. 8 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des in F i g. 1 schematisch dargestellten Schaltwerkes und

F i g. 9 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des in F i g. 8 dargestellten Schaltwerkes.

Die F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Eingabe von Daten unter Verwendung eines Tastenfeldes 2, eines Multiplexers 3, eines Ringzählers 4, eines Festwertspeichers 5, eines Gatters 6, eines Pufferspeichers 7, eines zweiten Ringzählers 8, eines Generators 9 und eines Schaltwerkes 10.

Das Tastenfeld 2 besteht aus insgesamt 80 Tasten, die schematisch als Kreise in den Kreuzungspunkten der Leitungen xl bis .r8 mit den Leitungen yl bis ylO eingezeichnet sind. Diese Tasten wirken wie Schalter und stellen bei Betätigung eine leitende Verbindung her zwischen den y-Leitungen einerseits und den Ar-Leitungen andererseits. Eine dieser Tasten, die Taste 12 im Kreuzungspunkt der Leitung .vl und der Leitung yl, ist deutlicher dargestellt. In Serie zu dieser Taste 12 ist eine Diode 13 angeordnet. In ähnlicher Weise sind in Serie zu allen weiteren Tasten ebenfalls je eine Diode angeordnet.

Jede de. Tasten des Tastenfeldes 2 ist je einem Zeichen zugeordnet. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung hat die Aufgabe, nach Betätigung einer der Tasten über die Leitungen α Daten abzugeben, die der betätigten Taste entsprechen. Diese Daten haben die Form von Binärsignalen. Die beiden Werte dieser und anderer Binärsignale werden im folgenden als O-Wert und 1-Wert bezeichnet.

Signale, die einen O-Wert bzw. 1-Wert annehmen, werden als O-Signale bzw. 1-Signale bezeichnet. In ähnlicher Weise werden die beiden Zustände, die bistabile Schaltstufen einnehmen können, als 0-Zustand bzw. 1-Zustand bezeichnet.

Der Multiplexer 3 besteht im wesentlichen aus insgesamt zehn UND-Gliedern — von denen nur zwei eingezeichnet sind — und einem ODER-Glied. Die Leitungen yl bis ylO sind mit je einem Eingang der UND-Glieder verbunden. Die Leitungen ftl bis ft IO sind mit je einem zweiten Eingang der UND-Glieder verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder sind an die Eingänge des ODER-Gliedes angeschlossen, dessen Ausgang ist über die Leitung c an das Schaltwerk 10 angeschlossen.

Der Ringzähler 4 gibt über je eine der Leitungen ftl bis ft 10 ein 1-Signal ab und O-Signale über alle übrigen Leitungen. Die zyklische Fortschaltung dieses 1-Signals erfolgt im Takt der über die Leitung d zugeführten Taktimpulse. Wenn über die Leitungen ftl bis ft IO 1-Signale abgegeben werden, dann werden auch über die entsprechenden Leitungen el bis elO 1-Signale und über alle übrigen 0-Signale abgegeben. Wenn über die Leitung ft IO ein 1-Signal abgegeben wird, dann wird dieses 1-Signal dem Ringzähler 8 als Taktsignal zugeführt, der über je eine der Leitungen .vl bis x8 ein 1-Signal und über alle übrigen .r-Leitungen 0-Signale abgibt. Gleichzeitig mit den 1-Signalen auf den ^-Leitungen werden 1-Signale über die entsprechenden Leitungen /il bis /)8 abgegeben. Das über die Leitung λ: 8 abgegebene 1-Signal wird auch über die Leitung / dem Impulsgenerator 9 zugeführt, der rechteckförmige Impulse S erzeugt und über die Leitung s an das Schaltwerk 10 abgibt.

Im Festwertspeicher 5 sind 80 Wörter zu je 7 Bit gespeichert. Die zur Auswahl eines dieser Wörter erforderlichen Schaltungen sind innerhalb des Festwertspeichers 5 zu denken. Mit einem 1-Signal auf einer der Leitungen e und einem zweiten 1-Signal auf einer der Leitungen h wird somit ein ganz bestimmtes Wort ausgewählt und über die Leitungen /1 bis /7 an das Verknüpfungsglied 6 abgegeben. Jedes der im Festwertspeicher 5 gespeicherten 80 Wörter ist genau einer der Tasten des Tastenfeldes 2 zugeordnet.

Das Verknüpfungsglied 6 gibt über die Leitungen ml bis m7 die Signale ab, wenn über die Leitung u ein Überaahmesignal Ό zugeführt wird. Die über die Leitungen m abgegebenen Signale werden im Pufferspeicher 7 gespeichert und über die Leitungen a an einen Fernschreibsender (nicht dargestellt) abgegeben.

Das Schaltwerk 10 hat die Aufgabe, das Übernahmesignal U zu erzeugen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Schaltwerk 10 im wesentlichen aus der Logikschaltung 11 und den beiden Schieberegistern 14 und 16. Auf Details dieses Schaltwerkes 10 wird an anderer Stelle ausführlicher eingegangen.

Die F i g. 2 zeigt einige Signale, die beim Betrieb der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 anfallen. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit i, in Ordinatenrichtung sind die Amplituden der dargestellten Signale aufgetragen. Nun wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 an Hand der in F i g. 2 dargestellten Signale erläutert.

Das Taktsignal D -wird über die Leitung d dem Ringzähler 4 zugeführt. Der Impuls Dl bewirkt den Impuls Bl, der über die Leitung ftl abgegeben wird. Die folgenden Impulse des Signals D bewirken Signale, die über die weiteren Leitungen ft abgegeben werden (nicht dargestellt), bis schließlich der Impuls DlO das Signal BIO bewirkt, das über die Leitungen ft 10 und g an den Ringzähler 8 abgegeben wird und das Signal Xl bewirkt. In ähnlicher Weise werden über alle Leitungen ftl bis ftIO bzw. ίο xl bis χ8 Signale Bl bis BIO bzw. Xl bis XS abgegeben, wodurch zeitlich nacheinander alle Tasten des Tastenfeldes 2 abgetastet werden.

Beispielsweise bewirkt der Impuls DIl das Signal B1, das über die Leitung ft I an einen Eingang des UND-Gliedes 15 gegeben wird. Außerdem liegt an Leitung xl ein 1-Signal des Signals Xl, das bei gedrückter Taste über die Leitung yl an einen zweiten Eingang des UND-Gliedes 15 gegeben wird. Vom Ausgang des UND-Gliedes 15 wird somit über das ODER-Glied und über die Leitung c ein Impuls C an das Schaltwerk 10 abgegeben, der den geschlossenen Kontakt der Taste 12 charakterisiert. Bei geöffnetem Kontakt dieser Taste 12 wird über die Leitung yl ein O-Signal an das UND-Glied 15 »5 abgegeben, so daß vom Ausgang dieses UND-Gliedes 15 kein Impuls abgegeben wird und das Signal C einen O-Wert annimmt. In ähnlicher Weise werden ab dem Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt ti während der Zykluszeit tz alle Tasten des Tastenfeldes 2 abgetastet.

Bei Betätigung der Tasten des Tastenfeldes 2 treten Kontaktprellungen auf, die an Hand der Diagramme der F i g. 3 näher erläutert werden. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit t aufgetragen. Die Kurve K stellt die Betätigung einer Taste in Abhängigkeit von der Zeit dar. Die Ordinate Kl bezieht sich auf eine nichtbetätigte Taste, deren Kontaktstrecke geöffnet ist. Die Ordinate Kl bezieht sich auf eine betätigte Taste, deren Kontaktstrecke geschlossen ist. Wenn im Zeitpunkt f 3 die Taste betätigt wird, dann treten bis zum Zeitpunkt ti Kontaktprellungen auf, die in rascher Folge ein öffnen und Schließen der Kontaktstrecke bewirken. Erst nach dem Zeitpunkt ti bleibt die Kontaktstrecke geschlossen. Die ab dem Zeitpunkt i3 bis zum Zeitpunkt ti auftretende Kontaktprellung mit einer Dauer tp 1 wird als Schließprellung bezeichnet.

Wenn zum Zeitpunkt ilO die bis dahin geschlossene Kontaktstrecke geöffnet wird, dann tritt ebenfalls eine Kontaktprellung auf, die als Öffnungsprellung bezeichnet wird und die bis zum Zeitpunki il2 andauert und eine Dimer tpZ hat. Während dei Dauer dieser Kontaktprdlungen ist der Widerstanc der Kontaktstrecke niclit definiert, weil abwechselnc ein großer bzw. kleiner Übergangswiderstand auftritt.

Das Diagramm in F i g. 3 bezieht sich auf die Ab tastzyklen, deren Zykluszeit tz im Vergleich zu Darstellung nach F i g. 2 in einem verkleinerte: Maßstab wiedergegeben ist Es wird willkürlich an genommen, daß während der Dauer ipl der Schließ prellung und während der Dauer tpl der öffnungs prellung jeweils genau zwei Abtastzyklen tz auf treten.

Einer dieser Abtastzyklen beginnt zum Zeitpunk f3 und dauert bis zum Zeitpunkt 16. Das Signal C das während der Dauer dieses Abtastzyklus gewon nen wird, hängt davon ab, zu welchem Zeitpunkt di

betreffende Taste während der Dauer dieses Abtastzyklus abgetastet wird. Erfolgt die Abtastung zum Zeitpunkt i4, dann wird ein Signal C abgegeben, das die geschlossene Kontaktstrecke kennzeichnet. Erfolgt die Abtastung dagegen etwas später zum Zeitpunkt /5, dann wird in diesem Fall kein Signal C abgegeben, so daß eine geöffnete Kontaktstrecke signalisiert wird, obwohl die Kontaktstrecke ab dem Zeitpunkt /3 bereits geschlossen sein sollte.

Bei der Auswertung der Signale C (die das Ergebnis der Abtastung des Tastenfeldes 2 darstellt) ergibt sich das Problem, trotz der auftretenden Kontaktprellungen ein Abnahmcsignal zu gewinnen, das anzeigt, ob die Kontaktstrecke der betreffenden Taste als geschlossen oder als geöffnet anzusehen ist.

Der Lösung dieses Problems liegt die Konzeption zugrunde, das Schließen einer Kontaktstrecke und damit den Übergang von der geöffneten Kontaktstreckc zur geschlossenen durch ein Übernahmesignal anzuzeigen. Dieses Übernahmesignal soll einerseits durcii Kontaktprellungen nicht beeinfluß* werden, und andererseits sollen auch der statische Zustand der Kontaktstrecke (geschlossene Kontaktstrecke bzw. geöffnete Kontaktstiecke) und der Übergang von der geschlossenen Kontaktstrecke zur geöffneten Kontaktstrecke das Übernahmesignal nicht beeinflussen.

Zw Erzeugung eines derartigen Übernahmesignals U dient das Schaltwerk 10 (F i g. 1). Einem derartigen Schaltwerk können mehrere Systeme zugrunde liegen, die an Hand der Fig. 4, 5 und 7 behandelt werden.

Die F i g. 4 zeigt das Zustandsdiagramm eines ersten Systems, das zwei Zustände Ql, Ql pro Taste einnehmen kann. Übergänge vom Zustand Ql zum Zustand Q 2 und umgekehrt können jeweils nur zu den Abtastzeitpunkten im Abstand der Zykluszeit tz (F i g. 2 und 3) erfolgen. Der Zustand Q1 ist der Grundzustand und bedeutet, daß die Kontaktstrecke geöffnet ist. Der Zustand Q 2 bedeutet, daß die Kontaktstrecke geschlossen ist.

Die Schleifen kennzeichnen die möglichen Übergänge von einem Zustand zum anderen. Vor dem Schrägstrich sind die Werte des dem System zugeführten Eingangssignale C angegeben. Nach dem Schrägstrich sind die Werte des vom System abgegebenen Übernahmesignals U angegeben. Ausgehend vom Zustand Q 1 ergibt sich bei C = O (Kontakt strecke geöffnet) ein Übernahmesignal U = O und der Zustand Ql als nächster Zustand. Bei einem Signal C=I ergibt sich, ausgehend vom Zustand Qi, ein Übernahmesigna] U und der Zustand Ql als nächster Zustand. Bei einem Signal C = I ergibt sich, ausgehend vom Zustand Ql, das Übernahmesignal U = 0, wobei das System im gleichen Zustand Q2 verbleibt. Dagegen kehrt das System bei einem Signal C=O vom Zustand Q2 in den Zustand Ql zurück, wobei ein Übernahmesignal U = 0 abgegeben wird.

Dieses System erfüllt somit eine der gestellten Forderungen, wonach ein Übernahmesignal U — 1 nur dann auftreten soll, wenn ein Übergang von der geöffneten Kontaktsrrecke (Zustand Ql) zur geschlossenen Kontaktstrecke (Zustand Q 2) auftritt.

Um den Einfluß der Kontaktprellungen auszuschließen, müßte allerdings bei Anwendung eines Jerartigen Systems die Zykluszeit tz größer sein als die maximal auftretenden Werte der Prellzeitdauer IpI, tpl. Eine derartige Lösung hätte den Nachteil, daß die Zeicheneintastgeschwindigkeit begrenzt ist, da die Zykluszeit tz gleich dem Zeitabstand ist, in dem zwei Tasten des Tastenfeldes 2 nacheinander gedruckt werden dürfen.

Eine andere Möglichkeit, den Einfluß von Kontaktprellungen auszuschließen, besteht darin, die Ringzähler 4 und 8 unmittelbar nach Erkennen eines

ίο Kontaktüberganges von einer geöffneten Kontaktstreckc zur geschlossenen Kontaktstrecke bzw. von einer geschlossenen Kontaktstrecke zur geöffneten Kontaktstrecke für die Dauer tpl der Schließprellung bzw. für die Dauer tpl der Öffnungsprellung anzuhalten. Nach einer vorgegebenen Zeit, die größer als die maximal auftretenden Prellzeitdauer tp 1, tpl sein müßte, könnten die Ringzähler 4 und 8 die Abtastung des Tastfeldes 2 fortsetzen.

Dieses Verfahren hätte jedoch den Nachteil, daß sich beim Drücken bzw. beim Loslassen mehrerer Tasten die Verzögerungszeiten addieren, in denen die Ringzähler 4 und 8 angehalten werden. Dies würde dazu führen, daß der Zustand der geschlossenen Kontaktstrecke der zuletzt betätigten Taste länger andauern müßte als die Summe der vorhergehenden Verzögerungszeiten, damit das Drücken der Taste überhaubt erkannt werden kann. Auf diese Weise würde indirekt die Zeicheneintastgeschwindigkeit begrenzt werden, besonders, wenn die Prellzeiten groß sind.

Wegen der genannten Nachteile des an Hand der Fig. 4 dargestellten svstems ist die Anwendung dieses Systems unzweckmäßig. Im Gegensatz dazu haben sich die Systeme, deren Zustandsdiagramme die F i g. 5 und 7 darstellen, als vorteilhaft erwiesen, weshalb Ausführungsbeispiele des Schaltwerkes 10 (F i g. 1) nach diesen Systemen arbeiten.

Um die Nachteile des an Hand der F i g. 4 beschriebenen ersten Systems zu vermeiden, ist es zweckmäßig, außer dem Signal C ein weiteres Signal S als Eingangssignal zu verwenden. Dieses Signal S wird unter Verwendung des Impulsgenerators 9 erzeugt, ist in F i g. 2 dargestellt und besteht aus Impulsen, deren Dauer gleich der Zykluszeit iz ist. Die Periodendauer ts des Signals S ist größer als die maximal vorkommende Prelldauer tpl, tpl. Beispielsweise kann die Periodendauer ts des Signals 5 gleich das sechsfache der Zykluszeit tz sein.

_s„ Die F i g. 5 zeigt ein Zustandsdiagramm eines zweiten Systems, das die drei Zustände Ql, Q 2, Q 3 pro Taste einnehmen kann. Der Zustand Qi kennzeichnet eine geöffnete Kontaktstrecke, der Zustand Q 2 eine geschlossene Kontaktstrecke, und der Zu-

j, stand Q 3 kennzeichnet einen Zustand, der von Q 2 aus erreicht werden kann, wenn das Signal C = O und das Signal S = 1 ist Das Bezugszeichen P kennzeichnet die Binärwerte 0 und 1.

Ausgehend vom Zustand Ql ergibt sich bei ge-

öffneter Kontaktstreeke und einem Signal C = 0 bei

beliebigem Signal 5 ein Übernahmesignal U = O.

Unabhängig vom Signal S bleibt somit der Zustand Ql beliebig lange erhalten. Wenn dagegen das Signal C = I wird, dann geht

das System bei beliebigem Signal S, ausgehend vom Zustand Ql, in den Zustand Q 2 über, wobei ein Übernahmesignal U = I abgegeben wird. Der erste Kontaktübergang von der geöffneten Kontaktstrecke

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zur geschlossenen Kontaktstrecke bewirkt somit den Übergang in den Zustand Q 1, wobei der wichtige 1-Wert des Übernahmeimpulses U abgegeben wird. Ein neuer 1-Wert des Übernahmesignals U ist erst wieder möglich, wenn das System vom Zustand Ql über den Zustand Q 3 in den Zustand Ql übergegangen ist und erneut ein 1-Wert des Signals C auftritt.

Ausgehend vom Zustand Ql ist der nächste Zustand immer wieder Ql, solange clic Signale C=I, S = I oder die Signale C — P, S—0 sind, wobei das Übernahmcsignal U = O ist.

Ausgehend vom Zustand Q 3 führen die Signale C = 0, S = 0 zum Zustand Q2> zurück, wobei ebenfalls das Übernahmesignal U = Q ist. Dagegen führt das Signal C = 1 vom Zustand Q 3 zum Zustand Ql (bei beliebigem Signal S), wobei ebenfalls das Übcrnahmesignal U = O ist.

Die F i g. 6 zeigt einige Diagramme, an Hand derer eine der Möglichkeiten im zeitlichen Ablauf der Zustandsübcrgüngc erläutert wird, wobei der Zustand Q 5 in der minimal möglichen Zeit erreicht wird. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit/ aufgetragen. Die Kurve K bezieht sich wieder auf den Zustand der Kontaktstrecken, wobei die Ordinate Kl die gcöfTnete und die Ordinate Kl die geschlossene Kontaktstrecke kennzeichnet. Die Kurve Q kennzeichnet die Speicherzustände, in denen sich das System gemäß F i g. 5 befindet, und darunter sind die Signale C, S und das Übernahmesignal U dargestellt.

Ausgehend vom Zustand Q1 wird zum Zeitpunkt /15 mit Γ = 1 und S = O der Zustand Ql eingenommen, wobei das Übernahmesignal U=I abgegeben wird. Zum Zeitpunkt /16 geht das System mit C = 0 und S -= 1 vom Zustand Q1 in den Zustand Q 3 über, in dem es bis zum Zeitpunkt /17 verbleibt. Ab dem Zeitpunkt /17 bis zum Zeitpunkt /18 verbleibt das System mit C = I und S beliebig im Zustand Ql. Zum Zeitpunkt /18 geht das System mit C = O und S = 1 in den Zustand Q 3 über, in dem es bis zum Zeitpunkt /19 verbleibt. Ab dem Zeitpunkt /19 bis zum Zeitpunkt /20 verbleibt das System mit C = O oder 1 und S = 0 im Zustand Ql. Zum Zeitpunkt /20 geht das System mit C = 0 und S = 1 in den Zustand Q 3 über, in dem es bis zum Zeitpunkt /21 verbleibt. Zum Zeitpunkt /21 geht das System in den Zustand Ql über, da das Signal C = O und das Signal 5=1 ist.

Das an Hand der F i g. 5 und 6 beschriebene System mit drei Zuständen Ql, Ql, Q3 zeichnet sich somit dadurch aus, daß die Zykluszeit tz beliebig klein sein darf, ohne daß ein störender Einfluß von Kontaktprellungen zu befürchten ist. Die Zeicheneintastgeschwindigkeit wird somit nicht durch die Zykluszeit tz begrenzt. Da die Periodendauer ts des Signals S voraussetzungsgemäß größer als die maximale Prelldauer tpl und tpl gewählt ist, sind Kontaktprellungen bei erneutem Auftreten des Signals S (beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 nach der". Zeitpunkt r 17) bereits abgeklungen, und mit dem Signal C = 1 bleibt das System im Zustund Ql, solange die Taste gedrückt ist. Beim Loslassen der Taste nimmt das System die Zustände Ql und β3 ein. Der Übergang in den Zustand Q1 ist jedoch nur möglich, wenn während einer Periodendauer ts des Signals S die Bedingung C = O (Kontaktstrecke geöffnet) erfüllt ist.

Der prinzipielle Unterschied des an Hand der F i g. 5 und 6 beschriebenen Systems im Vergleich zum System gemäß F i g. 4 besteht somit darin, daß die Zykluszeit Iz beliebig klein, die Zeicheneintastgeschwindigkeit beim Drücken verschiedener Tasten jedoch beliebig groß gemacht werden kann. Die Periodendauer ts begrenzt lediglich den zeitlichen Abstand, in der die gleiche Taste nacheinander betätigt werden kann. Dieser Zeitabstancl ist minimal

ίο gleich der Periodendauer ts und maximal gleich der zweifachen Periudendauer ts, da das Signal S in keiner festen Phasenlage zum jeweiligen Abtastzeitpunkt steht. Bei einer maximalen Prellzeit (tpl, tpl) von etwa 2 ms beträgt die doppelte Periodendauer ts maximal 4 ms, eine Zeit, wie sie bei manuellern Eintasten praktisch nie erreicht werden kann.

Die Fig. 7 zeigt das Zustandsdiagramm eines Systems mit vier Zuständen Ql, Ql, Q3, Q4. Im Vergleich zum System nach Fig. 5 kann das System ge-

maß Fig. 7 somit zusätzlich den Zustand Q4 einnehmen. Da ein Binärspeicher nur zwei Zustände einnehmen kann, bei dem System gemäß Fig. 5 jedoch drei Zustände nötig sind, erfordert die technische Realisierung des Systems gemäß F i g. 5 zwei

Binärspeicher. Diese beiden Binärspeicher können vier Zustände einnehmen, von denen jedoch beim System gemäß Fig. 5 nur die drei Zustände Ql, Ql und Q2> eingenommen werden. Beim System gemäß Fig. 7 wird der verbleibende vierte Zustand QA ge-

nutzt, um die Störsicherheit zu vergrößern.

Dieser vierte Zustand Q 4 stellt sich dann ein. wenn mit dem Signal C = 1 eine geschlossene Kontaktstrecke festgestellt wird. Wenn beim nächsten Abtastzeitpunkt wieder das Signal C = 1 ist, dann geht das System vom Zustand Q 4 in den Zustand Ql, wobei das Übernahmesignal U= 1 abgegeben wird. Ist jedoch das Signal C = O (Kontaktstrecke geöffnet), dann geht das System vom Zustand Q 4 in den Zustand Q 1 zurück. Ein Übernahmesignal U = 1

wird also nur dann erzeugt, wenn die Kontaktstrecke mindestens zwei Zykluszeiten tz lang geschlossen ist. Im Gegensatz dazu ist bei dem System gemäß F i g. 5 nur eine Zykluszeit tz erforderlich, um ein Übernahmesignal U = 1 zu erzeugen. Hinsichtlich der Zustände Ql und Q 3 gleicht das System gemäß F i g. 7 dem System gemäß F i g. 5.

Die F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 schematisch dargestellten Schaltwerkes 10. Dieses Schaltwerk kann pro Taste drei Zustände einnehmen und ist somit nach dem System gemäß F i g. 5 aufgebaut. Es besteht aus dem Taktgeber 22, den Frequenzteilern 17 und 18, den Schieberegistern 14 und 16, der Logikschaltung 11 und den bistabilen Stufen 19, 20 und 21.

Über die Leitung c wird das Signal C und über die Leitung s das Signal S zugeführt. Über die Leitung u wird das Signal U abgegeben. Die im Schaltwerk 10 auftretenden Signale sind in F i g. 9 dargestellt.

Der Taktgeber 22 erzeugt die Taktimpulse T und gibt sie an die beiden Frequenzteiler 17 bzw. 18 ab, die die Signale D bzw. E und G erzeugen. Die Schieberegister 14 und 16 enthalten je 80 Speicherzellen, entsprechend den 80 Tasten des Tastenelementes 2 (Fig. I). Diese Schieberegister 14 und 16 werden seriell betrieben, so daß die in die Speicherzellen eingeschriebenen Informationen m?* jedem Signal E ran eine Speicherzelle weitergeschoben werden. Da das Signal D (das den Abtastrhythmus der Tasten be-

stimmt) und das Signal E (das die serielle Verschiebung der Informationen in den Schieberegistern 14 und 16 bewirkt) phasenstarr miteinander verkoppelt sind, wird der Inhalt der Speicherzellen der Schieberegister 14 und 16 synchron mit den einzelnen Impulsen des Signals D und der Abtastung der einzelnen Tasten verschoben.

Die Logikschaltung 11 erhält als Eingangssignale die Signale Rl, Rl, Cl, Si und gibt die Signale Wl, Wl, Ui als Ausgangssignale ab. Die Werte der Ausgangssignale Wl, Wl, Ul, die in Abhängigkeit von den Eingangssignalen Rl, Ul, Ci, 51 abgegeben werden, sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

Die bistabilen Stufen 19, 20, 21 nehmen ihren O-Zustand ein, wenn sie über den Ausgang;· ein 1-Signal und über den Ausgang ρ ein O-Signal abgeben. Sie nehmen ihren 1-Zustand ein, wenn sie über den Ausgang r ein O-Signal und über den Ausgang ρ ein I-Signal abgeben. Der Übergang vom O-Zustand zum !-Zustand erfolgt dann, wenn am Eingang h ein O-Signal anliegt und am Eingang η ein Übergang von einem O-Wert zu einem 1-Wert stattfindet. Der Übergang vom 1-Zustand zum O-Zustand erfolgt dann, \venn am Eingang h ein 1-Signal anliegt und wenn am Eingang η ebenfalls ein Übergang von einem O-Wert auf einen 1-Wert stattfindet. Außerdem werden die Stufen von ihren! 1-Zustand in ihren O-Zustand versetzt, wenn am Eingang q ein O-Signal anliegt.

Die Kombinationen der von den Ausgängen der Schieberegister 14 und 16 abgegebenen Signale R\ und R1 stellen die Zustände des an Hand der F i g. 5 beschriebenen Systems dar. Diese Signale R 1 und R 1 sind die Informationen, die in den letzten Speicherzellen der Schieberegister 14 und 16 gespeichert sind. Dabei wird der Zustand Ql mit R 1 = 0 und R 2 = 0 dargestellt, der ZustandQ1 mit R 1 = 1 und Rl = O, derZustand Q 3 mit R I — 1 und R 2 = 1. Der vierte Zustand Q4 mit Rl = 0 und Rl — I wird bei diesem Ausführungsbeispiel nicht ausgewertet. Die von der Logikschaltung 11 abgegebenen Signale Wl und Wl kennzeichnen den nächsten Zustand, der einer bestimmten Taste zugeordnet ist. Insbesondere ergibt sich der Zustand Ql mit Wl = 0 und Wl = 0, der Zustand Ql mit WX = 1 und Wl = Q und der Zustand Q2> mit W\ = 1 und Wl= 1. Die Signale Ul = 0 und Wl — 1 entsprechen dem vierten ZusiandQ4.

Die Stufen 19, 20 und 21 dienen im wesentlichen zur Einphasung der Signale C, 5 und l/l. Das in F i g. 5 dargestellte System, das pro Taste drei Zustände vorsieht, ist somit für 80 Tasten im wesentlichen unter Verwendung der Schieberegister 14 und 16 und unter Verwendung der Logikschaltung 11 realisiert. Insgesamt nimmt das mit den Schieberegistern 14, 16 und der Logikschaltung 11 realisierte System 320 (80X4) verschiedene Zustände ein, von denen jedoch nur 240 (80X3) verwendet werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Schaltwerkes 10 (F i g. 1) wird das System der F i g. 7 realisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Zustand Q1 den Signalkombinationen R1 = 0. R 2 = 0 und FFl = 0, Wl = 0; der Zustand Q2 den Signalkombinationen Al = I, Rl = \ und Wl = 1, W~2 = \; der Zustand Q 3 den Kombinationen R1 = 0, R 2 = 1 und Wl = 0, Wl = 1 und der Zustand Q4 den Kombinationen Rl= \, Rl = O und Wl = 1, Wl = 0. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der in F i g. 8 dargestellten Anordnung nur durch eine andere Logikschaltung 11. Die Abhängigkeit der Ausgangssignale Wl, Wl und Ul von den Eingangssignalen Rl, Rl, Cl, 51 ist in Tabelle 2 dargestellt. Wenn die Logikschaltung 11 somit derart aufgebaut ist, daß sie die Funktion der Tabelle 2 erfüllt, dann wird pro Taste das System nach Fig. 7 realisiert.

Tabelle 1

Rl	Rl	Cl	51	w\	Wl	t/l
0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	0	0
0	0	1	0	\	0	1
0	0	1	1	1	0	1
0	1	0	0	1	1	C
0	1	0	1	0	0	0
0	1	1	0	1	0	0
0	1	1	1	1	0	0
1	0	0	0	1	0	0
1	0	0	1	1	1	0
1	0	1	0	1	0	0
1	0	1	1	I	0	0
1	1	0	0	1	1	0
1	1	0	1	0	0	0
1	1	1	0	1	0	0
1	1	1	1	1	0	0

Tabelle 2

Rl	Rl	Cl	51	Wl	Wl	t/l
0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	0	0
0	0	1	0	1	0	0
0	0	1	1	1	0	0
0	1	0	0	0	1	0
0	1	0	1	0	0	0
0	1	1	0	1	1	0
0	1	1	1	1	1	0
1	0	0	0	0	0	0
1	0	0	1	0	0	0
1	0	1	0	1	1	1
1	0	1	1	1	1	1
1	1	0	0	1	1	0
1	1	0	1	0	1	0
1	1	1	0	1	1	0
1	1	1	1	1	1	0

Hinsichtlich der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 8 wird auf die Impulsdiagramme nach F i g. 9 verwiesen, die sich auf das System gemäß F i g. 7 beziehen. Die Abszissenrichtung dieser

⁰I

[mpulsdiagramme bezieht sich auf die Zeit 1. Zum Zeitpunkt (31 wird mit der negativen Flanke des TaktsignalsD je ein 1-Signal über die Leitung b\ und .vl (s. Fig, 1) abgegeben und die Taste 12 abgetastet, die sich im Kreuzungspunkt der Leitungen .v 1 und y 1 befindet. Bei geschlossener Kontaktstrecke wird über die Leitung c ein Impuls C abgegeben. Außerdem wird die Stufe 19 über den Eingang q angesteuert und durch das Signal D = 0 in den 0-Zustand versetzt, so daß von dessen Ausgang ρ das Übernahmesignal U = O über die Leitung u abgegeben wird.

Zum Zeitpunkt /32 erscheinen mit der positiven Flanke des Signals E (das die Funktion von Schiebeimpulsen erfüllt) am Ausgang der Schieberegister 14 und 16 die Signale R1 und R 2, die als Lesesignale bezeichnet werden könnten. Mit dem Signal R1 = 1 und Rl = 0 ist die Anordnung zum Zeitpunkt /32 im Zustand OA (Fi g. 7).

Im Zeitpunkt /33 liegt das Signal C = 1 am Eingang h an, und am Eingang η entsteht eine positive Flanke des Signals D, wodurch über den Ausgang r das Signal CI abgegeben wird, das um die Zciispanne /33-/31 gegenüber dem Signale verzögert ist. Ab dem Zeitpunkt /33 ist somit in der Stufe 20 das Signal Cl gespeichert. Die Logikschaltung 11 verknüpft die Signale Rl, R2 und Cl und erzeugt die Signale H'l und W2, die den neuen Zustand Q 2 (bezogen auf eine spezielle Taste) der Anordnung repräsentieren.

Zum Zeitpunkt /34 wird mit der positiven Flanke

des Signals G (bei einem Signal Ul = 1) die Stufe 19 in ihren 1-Zustand versetzt, während dem sie über den Ausgang ρ das Übernahmesignal U = 1 abgibt, mit dem das Verknüpfungsglied 6 (F i g. 1) durchgeschaltet wird, so daß die Daten des Festwert-Speichers 5 über das Verknüpfungsglied 6 in das PufTerregister 7 eingegeben werden.

Zum Zeitpunkt i35 wird die Stufe 19 wieder in den O-Zustand zurückversetzt. Die Ringzähler 4 und 8 (Fig. I) geben nunmehr über die Leitung bl bzw.

.vl je ein 1-Signal ab, wodurch die Kontaktstrecke im Kreuzungspunkt der Leitungen xl und yl abgetastet wird.

Der in Fig. 1 umrandete Teil 25 eignet sich \crzugsweise für eine Integration in MOS-Technik. Eine Ausführung in MOS-Technik wird erleichtert, weil der Teil 25 nur Verknüpfungsglieder und bistabile Kippstufen enthält, aber keine Widerstände und Kondensatoren, die schwer zu integrieren, sind. Bei de-, technischen Realisierung dieses Teiles 25 ist es außerdem vorteilhaft, daß die Ringzähler 4 und 8, dei Festwertspeichers und die Schieberegister 11 und 14 als MOS-Standardzellen erhältlich sind.

Hierzu 3 Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Eingabe von Daten in eine Datenverarbeitungsanlage unter Verwendung matrixartig ausgelegter Leitungen, in deren Kreuzungspunkten Kontaktstrecken angeordnet sind, wobei mittels zweier Ringzähler periodisch die Kontaktstrecken abgetastet und bei geschlossenen Kontaktstrecken Abtastsignale gewonnen und die in einem Speicher gespeicherten Daten bereitgestellt werden und wobei unter Verwendung eines Übernahmesignals die Eingabe der Daten bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Generators (9) ein impulsartiges Signal (S) gewonnen wird, dessen Impulsdauer gleich der Zyklusdauer (tz) ist, die zur einmaligen Abtastung aller Kontaktstrecken benötigt wird und deren Periodendauer (ts) ein Vielfaches der ZykluiJauer (tz) beträgt, daß ein Schaltwerk vorgesehen ist, das pro Kontaktstrecke (12) zwei Binärspeicher enthält, deren Signale gemeinsam je drei stabile Zustände (Ql, Q 2, Q 3) des Schaltwerks (10) darstellen, von denen der erste Zustand (Ql) die geöffnete Kontaktstrecke, der zweite Zustand (Q 2) die geschlossene Kontaktstrecke repräsentiert, daß der dritte Zustand (Q 3) vom zweiten Zustand (Q 2) aus erreicht wird, wenn bei fehlendem Abtastsignal (C=O) das imf>ulsartige Signal (5=1) vorliegt, daß der erste Zustand (Ql) vom zweiten Zustand (Q 2) aus nur über de:i dritten Zustand (Q 3) erreicht wird und daß das Schal'werk (10) in Abhängigkeit vom Abtastsignal (C-I) nach Einnahme des ersten Zustandes (Q Y) und vor Erreichen des zweiten Zustandes (Q 2) das Übernahmesignal (U) abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom zweiten Zustand (Q 2) zum ersten Zustand (Ql) nur dann erfolgt, wenn in zwei hintereinanderfolgendesi Abtastperioden das Abtastsignal (C=O) eine geöffnete Kontaktstrecke signalisiert und die Abtastung während der Dauer des impulsartigen Signals (S= Y) erfolgt (F i g. 5 und 7).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (10) einen viei ten Zustand (Q 4) darstellt, der bei geschlossene Kontaktstrecke und zugeordnetem Abtastsigm (C=I) vom ersten Zustand (Ql) aus erreich wird, ohne daß das Übernahmesignal (U) abge geben wird., und von dem aus in der folgende! Abtastperiode bei geschlossener Kontaktstreck und zugeordnetem Abtastsignal (C=I) unter Ab gäbe des Übernahmesignals (U) der zweite Zu stand (Q2) erreicht wird (Fig. 7).

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zwei Umlaufspeicher (14, 16 vorgesehen sind, die je ebenso viele Speicherzellen haben, wie Kontaktstrecken vorgesehen sind deren Informationen seriell über zwei Eingang« von einer Speicherzelle zur anderen im Takt dei Abtastung der Kontaktstrecken verschoben werden und die über zwei Ausgänge ein erstes bzw, zweites Umlaufspeichersignal (R 1 bzw. RT.) abgeben und daß eine nach Art eines Zuordners arbeitende Logikschaltung (11) vorgesehen ist, die vier Eingänge besitzt, denen das erste Umlaufspeichersignal (R 1), das zweite Umlaufspeichersignal (R 2), das Abtastsignal (C) oder ein davon abhängiges Signal (Cl) und das impulsartige Signal (Sj oder ein davon abhängiges Signal (51) zugeführt werden, und daß die Logikschaltung (11) drei Ausgänge besitzt, über die sie ein erstes Logiksignal (WY), ein zweites Logiksignal (Wl) und das Ubernahmesignal (U) oder ein dieses Übernahmesignal beeinflussendes Signal (Ul) abgibt (Fig. 8).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (11) derart aufgebaut ist, daß sie dem ersten Umlaufspeichersignal "R1", dem zweiten Umlaufspeichersignal "R2", dem vom Abtastfignal abhängigen Signal "Cl" und dem vom impulsartigen Signal abhängigen Signal "51" das erste Logiksignal "Wl", das zweite Logiksignal "Wl" und das das Übernahmesignal beinflussende Signal "Ul" gemäß nachfolgenden Formeln zuordnet, wobei das Zeichen "&" die Konjunktion, das Zeichen "V" die Disjunktion und die Zeichen "TfI" bzw. "TfZ" bzw. "OT bzw. "ST" die negierten Werte "Rl bzw. "RT bzw. "Cl" bzw. "51" bedeuten:

Wl = (R IV R 2 V Cl VSl) & (Rl V Rl VCl VSI) & (i? IV Tf Z V Cl VSI) & (Tf I VTfI VCl VSI). Wl = (Tf I & R 2 & CI & SI) V (T? 1 & Tf Z & CI & 51) V (R 1 & R1 & CI & SI). Ul = (TfI & TfZ & Cl & SI) V (TfI & TfZ & Cl & Sl). (Tabelle 1).

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (11) derart aufgebaut ist, daß sie dem ersten Umlauf-Speichersignal "R1", dem zweiten Umlaufspeichersignal "R2", dem vom Abtastsignal abhängigen Signal "Cl" und dem vom impulsartigen Signal abhängigen Signal "51" gemäß

Wl = (Rl V RlV ClV Sl) & (RlV Rl V Cl V ST) & & (TfIVAZVCIViI)A(TfIVAZVClVSI)

)(IVAZVClVS

Wl = (RlV RlV ClV Sl) & (RlV RlV ClVST) & & (Al VTf Z VCl VS¹I) & (TfI VRl V Cl V51) C/l = (Äl&TfZ&Cl&SIJVil

den unten angegebenen Formeln das erste Logiksignal "Wl", das zweite Logiksignal "Wl" und das das Übernahmesignal beeinflussende Signal "Ul" zuordnet, wobei das Zeichen "&" die Konjunktion, das Zeichen "V" die Disjunktion und der Querstrich über den Signalnamen die Negation bedeutet:

(Rl VTfZ V Cl V51) & (Rl VR~2 VCl V 51)
& (TfI VTfZ VCl V 51).
(R 1 V Rl V CIV Sl) & (R 1V R1V CT V 51) & (TfIVAZVClVSI)

(Tabelle 2).