DE2255372C3 - Tastatur mit einer Abfrageanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit einer Abfrageanordnung zum Erzeugen von Abfragesignalen zum Abfragen des Tastenzustandes und zum Erzeugen eines Tastensignals an einem einer gedrückten Taste zugeordneten Ausgang und mit einer bistabile Elemente enthaltenden Sperranordnung, die das Tastensignal 4S einer gedrückten Taste mit dem ersten Abfragesignal nach der Tastenbetätigung freigibt und danach durch Umschalten des bistabilen Elementes sperrt, wobei das bislabile Element durch Loslassen der Taste wieder in den freigegebenen Zustand zurückgeschaltet wird.

Eine derartige Anordnung für eine einzelne Taste ist aus der US-PS 35 08 079 bekannt. Die Taste muß dabei einen Unischaltkontakt besitzen. Die Sperranordnung, die die einmalige Abtastung der Tastenstellung sichern soll, besitzt zwei bistabile Elemente sowie zwei Rückkopplungswege. Ferner ist außer der Abfrageleitung noch eine zusätzliche raktleitung notwendig. Diese Anordnung ist also aufwendig aufgebaut und umständlich zu betreiben.

Eine Tastatur mit einer Abfrageanordnung für ein ^¹ Tastenfeld mit in Reihen und Spalten angeordneten Tasten ist aus der US-PS M 8.3 55 3 bekannt. Dabei ist jeder laste eine bislabile Kippstufe zugeordnet, die /um prellfreien Abiasten der f\i iciistellung dient. Eine Sperr.iuordnung prüft, ub mehr als eine laste ^ gleich/eilig gedrückt ist, und wenn dies der Fall ist, werden alle den listen zugeordneten bistabilen Kippstufe!! geloscht. Hei dieser Anordnung ist es also nicht möglich, während der normalen Eingabe eine Taste bereits zu drücken, bevor die vorhergehend gedruckte Taste losgelassen wurde. Dies erschwert jedoch die Bedienung erheblich.

Eine Tastatur zur Abfrage einer Mehrzahl von Tasten, bei denen eine Taste gedrückt werden kann, bevor die vorhergehend gedruckte Taste losgelassen wurde, ist aus »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 13, Nr. 1, Juni 1970, Seite 72 bis 73, bekannt. Die Tasten werden durch ein gemeinsames Taktsignal abgefragt, und jede Taste ist mit einer monostabilen Kippstufe verbunden, die bei gedrückt gehaltener Taste nicht zurückkippt Hinter diese monostabile Kippstufe ist eine weitere monostabile Kippstufe geschaltet, die ein Signal abgibt, wenn die zugehörige erste monostabile Kippstufe in die aktive Stellung geschaltet wird. Dadurch gibt eine gedrückte Taste nur einmal, und zwar zu Beginn der Betätigung, ein Signal ab, so daß auch mehrere, nacheinander gedrückte Tasten entsprechend nacheinander ein Signal abgeben, auch wenn die bereits gedrückten Tasten noch nicht losgelassen worden sind.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Taktimpulse regelmäßig ankommen müssen, wobei die daran angeschlossene Anordnung zur Verarbeitung der Tastensignale, beispielsweise ein Rechner, jederzeit bereit sein muß, die Signale gedruckter Tasten zu empfangen. Es ist jedoch möglich, daß zumindest einige Tastensignale einen längeren Vorgang in der angeschlossenen Bearbeitungseinrichtung auslösen, so daß vorübergehend keine neuen Tastensignale empfangen werden, wenn diese nicht aufwendig zwischengespeichert werden sollen. Der Abfragetakt kann in solch einem Falle nicht verzögert werden, da dann die Zeitkonstanten der monostabilen Kippstufen ebenfalls entsprechend geändert werden müßten. F.in zu langsamer Abfragetakt verhindert außerdem, insbesondere bei einer matrixförmigen Anordnung der Tasten, daß die Taste kurz nacheinander betätigt werden kann. Weiterhin erfordern monostabile Kippschaltungen Kondensatoren als zeitbestimmende Glieder, die sich nicht odei nur sehr schwierig als integrierte Halbleiterschaltungen realisieren lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tastatur mit Abfrageanordnung anzugeben, die einfach aufgebaut ist, sich leicht als integrierte Halbleiterschaltung realisieren läßt und eine Abfrage mit nur einer Abfrageleitung mit verschiedener Frequenz ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperranordnung nur ein einziges bistabiles Element und ein mit dessen Ausgang verbundenes Ausgangsverknüpfungsglied enthält, dessen weiterer Eingang das Signal der zugehörigen Taste empfängt, und daß die Taste und eine Abiragesignale führende Abfrageleitung über ein Eingangsverknüpfungsglied das bistabile Element in den freigebenden Zustand und das Ausgangssignal des Ausgangsverknüpfungsgliedes das bistabile Element in den sperrenden Zustand schaltet. Diese Anordnung benötigt nur wenige Verknüpfungsglieder und nur ein einziges bis:tabilcs Element, die leicht mit einer Vielzahl gleicher Anordnungen auf einer Halbleiterscheibe zusammen integriert werden können. Durch das Fehlen jeglicher zeitabhängiger (iliecler ist eine Abfrage mit einer nahe.'u beliebigen (ieschwindigke I möglich.

Hei einer Tastatur nut einer großen Anzahl von Fasten ist eine matrixformige ληο,-diuing der Tasten zweckmäßig. Hierfür ist eine Ausbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend einer Matrix in Keinen und Spalten ,!!!geordneten und durch

Reihen- und Spaltenleiter verbundenen Tasten durch aufeinanderfolgende Erregung der Spaltenleiter durch die gemeinsam mit den in Reihen mit den Reihenleitern verbundenen Sperranordnungen als integrierte Schaltung aufgebaute Abfrageanordnung spaltenweise abfragbar sind. Dadurch brauchen nur wenige dieser Verbindungen zwischen der Tastatur und der integrierten Schaltung vorhanden zu sein Falls mehrere Tastaturen zur Anlage gehören, können die Abfrageanordnung und die Sperranordnungen aller Tastaturen zusammengefügt werden, wodurch eine weitere Einsparung erzielt Aird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispielses in den F i g. 1 und 2 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Tastatur mit sechs Tasten KW, i$ K 12, K 13, K 2i, K 22, K 23. Sie enthält einen Taktgeber C/und einen Zähler 7^ zwei Spaltenleiter Cl und C 2 und drei Reihenleiter Al, Λ2, R3. Die weiteren Einzelteile sind wie die Tasten numeriert, und zwar für die Taste K 11: drei UND-Glieder A 11, GIl undA/U, ein Inverter /U, eine Diode D11, ein bistabiles Element FFU und eine Ausgangsklemme Bit. Der Taktgeber Cl gibt selbsttätig oder unter Steuerung einer nicht dargestellten äußeren Anordnung Taktimpulse ab. Gemeinsam mit dem Zähler Γ bildet der Taktgeber Cl die Abfrageanordnung. Durch einen Taktimpuls wird der Zähler Tstets in die nächste Stellung gesetzt, wobei dann stets ein posh.., r Impuls an einem der Ausgänge erscheint. Diese können dazu ein differenz; rendes Element enthalten. Angenommen, die Taste KW ist gedrückt, wodurch zwischen den beiden Kontakten jener Taste eine Verbindung gebildet wird. Dies kinn eine galvanische Verbindung, aber auch eine kapazitive Kopplung od. dgl. sein. Dem UND-Glied A 11 werden nun zwei positive Signale zugeführt, und es gibt einen positiven Impuls weiter. Wenn das bistabile Element FFl 1 in der Ruhestellung ist, so ist sein Ausgangssignal hoch und empfängt das UND-Glied /VIl zwei hohe Signale. Dadurch wird der Ausgangsklemme BH ein hohes Signal weitergeleitet. Dieses Signal wirkt wie die bereits genannten Kodedaten, und es kann schließlich in einem (nicht dargestellten) Dekoder dekodiert werden, bevor es weiterverarbeitet wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes NW wird zu einem Eingang des bistabilen Elements FFIl zurückgeführt, wodurch dies in die aktive Stellung versetzt wird. Dadurch wird sein Ausgangssignal niedrig, wodurch das UND-Glied NW gesperrt wird. Bei weiterer Ansteuerung des Spaltenleiters CU erscheint kein Impuls mehr an der Ausgangsklemme B 11.

Wenn die Taste K 11 losgelassen und der Spaltenleiter Cl wieder durch ein hohes Signal angesteuert wird, so empfängt das UND-Glied A W lediglich ein hohes Signal und gibt mithin kein hohes Signal am Ausgang ab. Wohl aber empfängt das UND-Glied GW ein hohes Signal vom Spaltenleiter Cl. Der Ausgang des Inverters / f 1 gibt gleichfalls ein hohes Signal ab, so daß das UND-Glied G W ein hohes Signal abgibt. Dadurch wird das bistabile Element FFIl in die Ruhestellung zurückgesetzt. Dadurch wird sein Ausgangssignal hoch und der gesperrte Zustand des UND-Gliedes NW aufgehoben. Wenn das UND-Glied Λ 11 jedoch ein hohes Signal abgibt, wird dies im Inverter /1 ί inverliert, so daß dessen Ausgangssignal niedrig wird. Dies verhindert das Kückstellen des bistabilen Elements <<$ FFIl.

Die Schaltung enthält ferner die Reihenleiter R I ... J. An sich sind diese nii'ht immer notwendig. Sind jedoch die Sperranordnungen und die Abfrageanordnung von den Tasten entfernt angeordnet (etwa in einer integrierten Schaltung), brauchen nur wenige Verbindungen zu den Tasten geführt zu werden, nämlich für jede Reihe nur ein Reihenleiter und für jede Spalte nur ein Spahenleiter. Dies wird anhand F i g. 2 beschrieben. Angenommen, die Taste K 21 wird nach der Taste K 11 gedrückt, während letztere gedrückt bleibt. Wenn der Spaltenleiter Cl angesteuert wird, so gibt das UND-Glied /VIl durch die sperrende Wirkung des bistabilen Elements FFIl kein hohes Signal ab. Über den Reihenleiter R1 wird der Ansteuerungsimpuls (Abfrageimpuls) am Spahenleiter Cl zu einem Eingang des UND-Gliedes A 21 weitergeleitet Durch die Diode D 21 wird dieser Impuls jedoch weiter gesperrt, so daß kein weiterer Effekt entsteht. In bestimmten Fällen kann man manchmal die Dioden weglassen, wenn beispielsweise das Abfragesignal durch eine gedruckte Taste abgeschwächt wird. Angenommen, der Abfrageimpuls hat eine Amplitude von 1 V und die Abschwächung beträgt 50%. Dann empfängt von dem Abfrageimpuls an Cl das UND-Glied A 11 einen Impuls von 1 V und einen von '/2 V und das UND-Glied A 21 einen Impuls von '/2 V (unmittelbar über Ri) und einen von '/4 V (noch einmal abgeschwächt durch die gedrückte Taste K 21). Bei einer bestimmten Bemessung wird das UND-Glied A 21 kein hohes Ausgangssignal geben.

F i g. 2 zeigt eine Tastatur mit 16 Tasten K 11... K 44, die der Deutlichkeit halber in der eigentlichen Tastatur KB gesondert dargestellt sind. Die Anordnung enthält ferner eine integrierte Schaltung LSI, die 16 Moduln M W ... 44, jeweils für die entsprechend numerierten Tasten, und die Abfrageanordnung AV enthält. Die Moduln enthalten die Sperranordnungen und sind anhand von Fig. 1 beschrieben. Der Modul Λ/11 enthält etwa das bistabile Element FFIl, die UND-Glieder A 11, G 11 und /VIl und den Inverter /11. leder Taste ist eine Diode zugeordnet, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Zwischen der Tastatur KB und der integrierten Schaltung bestehen 8 Verbindungen, nämlich die Spaltenleiter Cl ...4 und die Reihenleiter Ri ...4. Auch für viele Tasten braucht diese Anzahl nicht groß zu sein, für 64 Tasten etwa nur 16, nämlich 8 Reihenleiter und 8 Spaltenleiter. Die Reihenleiter sind über die jeweiligen Eingänge der UND-Glieder A 11... 44 (in F i g. 1 mithin der untere Eingang) mit den Moduln verbunden, die Spahenleiter sind außer mit einem Kontakt der Tasten der zugehörigen Spalte mit den Moduln über die jeweiligen Eingänge der UND-Glieder A 11... 44 und G 11... 44 verbunden (in Fig. 1 stets die oberen Eingänge). Die Ausgangsklemmen der Moduln Ml 1... 44 können mit Eingängen des Dekoders verbunden sein, der die Kodedaten in einen Kode, etwa einen Parallel- oder Serien-Binärkode umwandelt. Im ersten Fall sind für 16 Tasten vier und für 64 Tasten sechs Leitungen notwendig. Die Anzahl von Leitungen sind klein und lassen sich in einer integrierten Schaltung leicht verwirklichen. Es ist mithin günstig, den Dekoder gemeinsam mit der Abfrageanordnung und den Moduln als integrierte Schaltung auszubilden.

Die Erfindung umfaßt ebenfalls andere Ausführungen der Tastatur, etwa durch Verwendung anderer Arten von Verknüpfungsgliedern in den Sperranordnungen. Ebenso können andere Arten vcn Tasten verwendet wer'len, etwa Tasten mit einem Unterbrechungskontakt. Stets werden jedoch Kodedaten einer gedrückten und gedrückt gehaltenen Taste nur einmal weitergeleitet.

Hier/u 1 Idatt Zeicliiiuiiiieii

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tastatur mit einer Abfrageanordnung zum Erzeugen von Abfragesignalen zum Abfragen des Tastenzustandes und zum Erzeugen eines Tastensignals an einem einer gedrückten Taste zugeordneten Ausgang und mit einer bistabile Elemente enthaltenden Sperranordnung, die das Tastensignal einer gedrückten Taste mit dem ersten Abfragesi- 'o gnal nach der Tastenbetätigung freigibt und danach durch Umschalten des bistabilen Elements sperrt, wobei das bistabile Element durch Loslassen der Taste wieder in den freigegebenen Zustand zurückgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, ¹S daß die Sperranordnung nur ein einziges bistabiles Element (FFiI, FF12...) und ein mit dessen Ausgang verbundenes Ausgangsverknüpfungsglied (N ti, N12...) enthält, dessen weiterer Eingang das Signal der zugehörigen Taste empfängt, und daß die Taste und eine Abfragesignale führende Abfrageleitung über ein Eingangsverknüpfungsglied (GIl, GM..) das bistabile Element in den freigebenden Zustand und das Ausgangssignal des Ausgangsverknüpfungsgliedes das bistabile Element in den sperrenden Zustand schaltet.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend einer Matrix in Reihen und Spalten angeordneten und durch Reihen- und Spaltenleiter verbundenen Tasten durch aufeinanderfolgende Erregung der Spaltenleiter durch die gemeinsam mit den in Reihen mit den Reihcnleitern verbundenen Sperranordnungen als integrierte Schaltung aufgebaute Abfrageanordnung spaltenweise abfragbar sind.