DE2337084A1 - Tasteneingabeschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tasteneingabeschaltung für elektronische Einrichtungen und Geräte, insbesondere für einen elektronischen Tischrechner.

Tasteneingabeeinrichtungen v/erden bei elektronischen Tischrechnern, bei elektrischen Schreibmaschinen und ähnlichen elektrischen Einrichten ng en verwendet, und sie veiaen im allgemeinen eine Vielzahl von Drucktasten- oder DruckknopfschaI-tern auf. Man kann in die elektrische Einrichtung die gewünschte Information, eingeben, indem man nacheinander die Drucktastenschalter betätigt.

Bei einigen elektronischen Reimern besteht die Gefahr, daß bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Tasten ein Tastensignal eingegeben wird, v/elehes einer Taste entspricht, die

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gar nicht hinabgedrückt v/urde. Bei einigen Geräten wird bei gleichzeitigem Druck auf die Zifferntasten für die "1" und für die "2" die Zahl "3" eingegeben.

Um solch eine Fen !eingabe zu unterdrücken, sind ir.echanische Einrichtungen vorgeschlagen worder;, welche einen gleichzeitigen Druck auf mehrere Tasten verhindern. Solche mechanischen Einrichtungen v/eisen aber den Nachteil .auf, daß sie einen komplizierten Aufbau der Tasten erfordern und andere Fehlerquellen schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ta st eneinga be schaltung zu schaffen, welche bei gleichzeitigem Druck auf mehrere Tasten eine Pehleingabe verhindert und lediglich ein Eingabezeichen entsprechend einer vorbestimmten Rangordnung erzeugt, welche einfach herzustellen ist und zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch eine Lesest euer schaltung, welche das Einlesen der Tastensignale α tot.-ort, durch einen Speicher, v/elcher die von der Lesesteuerschaltung geles'enen Tastensi^iiale speichert, und durch einen Tastensignaldetektor, der feststellt, ob im Speicher irgendein Tastensignal eingespeichert iot und der, falls dies der Pail ist, verhindert, daß v/eitere Tastensignale von der Lesesteuerschaltung zu den; Speicher gelangen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, daß der Aufbau eines elektrischen Gerätes, z.B. eines Tischrechners, dessen Hauptteil aus einer integrierten Halbleiterschaltung besteht, stark vereinfacht ist, wenn die Einrichtung zur Verhinderung der Fehleingabe ebenfalls elektrisch aufgebaut und in dem Hauptteil des Geräts integriert ist. Dabei

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wird minlich der Vorteil ausgenutzt, daß eine kleine Erhöhung der Anzahl der logischen Schaltungen die Anzahl der ' Verfahrensschritte zur Herstellung dieser integrierten Schaltun;-; praktisch nicht erhöht. Durch die Erfindung werden deshalb die Herstellungskosten gesenkt.

Ein v/eiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Anzahl der Tasten erhöht v/erden kann, ohne die Lesesteuerschaltung, welche eine große Anzahl von Torschaltungen urtfaßt, zu. vergrößern. Außerdem können gemäß der Erfindung mit einer kleinen Anzahl von Zeitircpulsen und ohne zusätzliche Zeit impulse viele Tastenoignale erzeugt und verarbeitet werden. Durch die Erfindung wird die Anzahl der notv/endigen Verbindungsanschlüsse vom Tastenfeld zu der integrierten Schaltung dadurch verringert, daß die Tasteninforr. ation durch eine 3'ehr- ;::ihl von zeitlich jo*-.ι·.;ffel tor. Impulsen, versetzt wird.

Die Erfindung ist ίκ; folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. In einzelnen zeigen:

Pig.l eine erfindungsgemäße Tasteneingabeschaltung,

Pig.2 ein Verbinäungsdiagramn von Tastenschaltern, welche mit der Eingangsseite der in Fig. 1 gezeigten Schaltung verbunden werden müssen,

Pig. 3 ein '."ellenfouzendiagraism der Impuls signale, welche bei der Tasteneingabeschaltung in Pig.l verwendet werden, und

Pig.4 eine Tabelle, welche die Beziehungen zwischen den Tasteninforrnationen und den Ausgangszeichen zeigt.

Die Pig. 1 zeigt eine erfindungsgeiräße Tasteneingabeschaltung. In dieser Pigur bezeichnen Pil und Pi2 äußere Eingangsannchlüsse einer integrierten Halbleiterschaltung.. Teile dieser HaIbleitercchalturig bilden einen Startirrcalsgeners/tor SP

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einen Tasteneingabe-Multiplexer KM,

eine negierte ODER-Schaltung OG7, eine Lesekontrollstufe RC, einen Kodierer SG und eine Speicherstufe M. Zwei UKD-Sohaltungen AGl und AG 2 empfangen an ihrem einen Eingang über den Anschluß Pil bzw. Pi2 ein MuItiplex-Tastensignal. Den anderen Anschlüssen der UND-Schaltungen AGl und AG2 werden Zeit- · impulse TL bzw. TH zugeführt, welche in Fig. 3 gezeigt sind. Die Eingänge einer ODER-Schaltung OGl sind mit den Ausgängen der UND-Schaltungen AGl und AG2 verbunden. Diese Torschaltungen bilden den Multiplexer KIi für die Tastensignale. Wie man in Pig. 2 sieht, sind die externen Eingangsanschlüsse Pil bzw. Pi2 mit einem Ausgangsanschluß OTl des Zahlentastenfeldes KBl und mit einem Ausgangsanschluß OT2 des Funktionstastenfeldes KB2 verbunden. Beide Tastenfelder empfangen an ihren Eingängen Digitalimpulse DTl - DTlO (vgl. Pig. 3)> welche von einem nicht gezeigten Zeitimpulsgenerator geliefert v/erden. '.\^riy oben er— v/Mh nt v/urdc, \ierö.en. den Anschluß ο en 22 unxl T4 Zeit- oder Abschnittimpulse TL und TH zugeführt, welche, wie man aus Pig. 3 sieht, auf der Basis des Digitalsignals DTl aufgebaut sind und entgegengesetzte Phasen haben. In Pig. 3 stellt der obere Pegel jedes Signals eine logische "1" dar, und der untere Pegel stellt jeweils eine logische "0" dar. In Pig. 1 ist eine bistabile Kippstufe PPI gezeigt, welche von dem Ausgangs zeichen des Tastensignal-—Multiplexers KI/I eingestellt wird. Die bistabile Kippstufe PPI wird von einem Zeit impuls TH . DTlO . BT4 zurückgestellt, welcher einem Anschluß T5 zugeführt ist und auf der Basis des Abschnittimpulses TH, des Digital impulses DTlO und des Bit-Impulses BT4 aufgebaut ist. Eine ODER-Schaltung 0G8 empfängt an ihren Eingängen die Ausgangszeichen der bistabilen Kippstufe PPI und ein selbstlöschendes Signal, welches über' einen Anschluß T6 zugeführt wird. Bistabile Kippstufen PP2 und FF3 sind in Kaskade dem Ausgang der ODER-Schaltung 0G8 nachgeschaltet. Ein Inverter IH ist mit dem Ausgangsanschluß der bistabilen Kippstufe ΈΈ3 verbunden, und eine UlTD-SchaItung AG5

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empfängt an ihren Eingängen die AusgangsSignaIe der bistabilen Kippstufe PP2, die Ausgangssignale des Inverters Ι1Γ und Signale, welche ihr über die Anschlüsse T7 und T8 zugeführt werden. Diese Komponenten PPI, 0G8, PP2, PP3, IEF und AG5 bilden den Startimpulsgenerator SP. Die Signale, welche über die Eingangsanschlüsse T7 und T8 der UITD-SchaItung AG5 zugeführt werden, bilden Sperrsignole für die Tasteneingabe bei Überlauf bzw. im Betrieb.

Es sind UND-Schaltungen AG6 - AG16 vorgesehen, welche an ihren Eingängen die Aus ~an^;s signale des Tastensignal-Multiple-xers KLI, das Ausgangssignal des Startimpulsgenerators SP, das Ausgangs— signal einer negierten ODER-Schaltung OG7 und einen entsprechenden Digital impuls der Digitalimpulse DTl - DTlO empfangen und welche die Leseschaltung RO der Tastensignale bildet.

Ein Kodierer EC empfängt die Ausgangssignale der UND-Schaltungen AG6 - AG16 der Leseschaltung der Tastensignale und wandelt sie in parallele, binär-kodierte Signale mit 5 Bit. Der Kodierer besteht aus fünf ODER-Schaltungen 0G2 - 0G6. Der UHD-Schaltung AG16 wird zusätzlich der Zeit impuls TH als Steuerimpuls zugeführt. Eine UND-Schaltung AG17 c-mpfängt an ihren Eingängen die Ausgangsimpulse der ODER-Schaltung 0G6 und den Zeit- oder Abschnittimpuls TH. Bistabile Kippstufen PP4 - PP8 werden von den Ausgangssignalen der ODER-Schaltungen 0G2 - 0G5 bzw. von dem Ausgangssignal der UND-Schaltung AG17 eingestellt. Diese bistabilen Kippstufen PP4 bis PP8 bilden den Speicher M. Die. Ausgänge 0T3 - 0T7 der entsprechenden bistabilen Kippstufen PP4-PP8 sind mit einer arithmetischen. Schaltung (nicht dargestellt) verbunden. Als Rückstellsignale R der bistabilen Kippstuf en. PP4 PP8 wird das Ausgangssignal des Startimpulsgenerators SP und ein Löschsignal verwendet. Sämtliche bistabilen Kippstufen PPI -

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sind als zweiphasige Taktsteuerkippstufen. aufgebaut. Die bistabilen Kippstufen werden beschrieben, wenn ein Takt impuls 01, ein Digital impuls Dp und ein V/ortimpuls Wp zu "O" werden, wie es in Pig. 3 gezeigt ist. Die Ablesung erfolgt, wenn der Taktimpuls 02 zu "0" wird..

Die negierte ODER-Schaltung OG 7 empfängt auf ihren Eingängen die Ausgangszeichen der bistabilen Kippstuferi IT4 - I¹I¹S und sie steuert durch ihr Ausgangszeichen das Öffnen und das Schlioo sen der UlID-S chal tu ng en AG6 - AG-16. Die negierte ODER-Schaltung 0G7 bildet eine Tastensignaldetektorstufe.

Es wird jetzt der Betrieb der so aufgebauten Tasteneingabeschaltung beschrieben:

1. Tastenfelder KBl und KB2

Die Zeit impulse DTl - DTlO v/erden den linken Anschlüssen der entsprechenden Tasten des Tastenfeldes KBl zugeführt. V/enn eine Taste gedrückt und damit eine Verbindung hergestellt wird, erscheinen die entsprechenden Zeitimpulse am Ausgangsanschluß OTl des Tastenfeldes KBl. V/enn z.B. die Taste K5 gedruckt v/ird, erscheinen am Ausgangsanschluß OTl die Zeitimpulse DT5.

In ähnlicher Weise erscheinen dann, wenn eine Taste des Tasten-' •feldes KB2 gedrückt v/ird, die dieser Taste zugeführten Zeitimpulse am Ausgangsanschluß 0T2.

Auf diese Weise wird durch die Zeitimpulse DTl - DTlO die Information vermittelt, welche Taste gedrückt worden ist. Diese Information ist in jeden: Tastenfeld vereinigt (im Vielfach). Das so vervielfachte Tastenzeichen wird als Eingangszeichen dem Tastensignal-Multiplexer KfJ zugeführt, wie es unten beschrieben v/ird.

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2. Tastensignal-I'ultiplexer KIvI

Don UITI)-Scha 1 tunken AGl und AG2 werden als Steuersignale die Zeitimpulse TL bzw. TH zugeführt. Wenn die Zeitimpulse TL und TH den Wert "1" annehmen, werden die entsprechenden UITD-Schaltungen geöffnet. Die ODER-Schaltung OGl macht die Signale, welche auf diese V/eise von den Zeit impulsen TL und TH gesteuert werden, zu eins.

Dementsprechend kann da3 Tastensignal, welches in dem Tastenfeld KBl erzeugt wird, nur dann durch den Tastensigna !-Multiplexer hindurch la u fen, wenn der Zeit impuls TL den Wert "1" hat. Ein in den. Tastenfeld KB2 erzeugtes Tastensignal kann nur dann durch den Multiplexer KM laufen, wenn der Zeitimpuls TH den Wert "1" hat.

Somit bewirkt der Tastensignal-I.iultiplexer KM, daß die im Multiplex oder Vielfach angeordneten Tastensignale von den Tastenfeldern IQBl und KB2 zeitlich voneinander unterschieden und v/ei-

ter verschachtelt werden können. Bis zu diesem Zeitpunkt wird die Information der entsprechenden Tasten durch Zeit impulse von logischen Ausdrücken ersetzt, wie sie in Pig. 4 angegeben sind.

3. Startirpulsgenerator SP

Auf eine ausführliche. Erklärung des Betriebs v/ird verzichtet, und es werden lediglich die wichtigen Punkte beschrieben.

Der Startimpulsgenerator SP erzeugt einen Impuls, v/elcher eine Periode bestimmt, in welcher das Tastensignal ausgelesen wird.

Palis z.B. die Zifferntaste K3 gedruckt gehalten wird, erscheinen die Zeitimpulse DT3-TL während einer solchen Periode am Ausgang des Tastensignal-I.Iultiplexers KM. Palis ein ent-

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sprechender Impuls unbegrenzt lange z.B. einem Register des Eechners suseführt wird, wird der Inhalt sämtlicher Stellen deß Registers zu "3". Der Startimpuls schreibt die Leseperiode für das Tastensignal vor, um solche Unannehmlichkeiten zu vermeiden, und er wird mit jeden Druck auf eine Taste erzeugt.

Der Startimpuls wird als Steuerzeichen der Lese steuerstufe RC und des Speichers M verwendet.

4. Lesesteuerstufe RC

Jedesmal, wenn ein Startimpuls erzeugt wird, stellen die UlTD-Schaltungen AG-6 - AG15 der Lesesteuerstufe RC fest, welche Tastensignale in dem im Vielfach verschachtelten Tastensignal enthalten sind, welches von dan Tastensignal-Multiplexer KK zugeführt wird. ^T,venn z.B. die UND-Schaltung AG-7 eine "1" abgibt, wird dadurch angezeigt, daß die Zifferntaste K2 oder die Punktionstaste Kx niedergedrückt ist.

Die UND-Schaltung AG-16 ist besonders in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen. Sie stellt fest, ob die-Zeitimpulse DTl-TH in dem im Vielfach verschachtelten Tastensignal enthalten ist,

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nämlich ob die Taste für das Dezimal gedrückt v/orden ist oder nicht. Dies dient dem Zweck, der Einfachheit halber, über die Dezimaltaste K zusammen mit den Zifferntasten Kl - KlO zu verfugen, indem man sie als von den Punktions tasten getrennt betrachtet.

5. Kodierer EC

Der Kodierer EC wandelt die Tastensignale, welche von der Lesesteuerstufe RC durch Zeitimpulse DTl - DTlO ersetzt worden sind, in binäre Zahlen um. So wird z.B. das Tastensignal, welches durch den Zeit impuls DT2 ersetzt v/orden ist, von den ODER-Schaltungen in die Vier-Bit-Zahl "0010" umgewandelt (in der Ausgangsfolge von der ODER-Schaltung 0G5 zur ODER-Schaltung OG-2).

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Die Ausgangsstufe des Kodierers EG beim fünften Bit, nämlich die UHD-Schaltune Α(?17, unterscheidet zwischen den Tastensignalen dos Zifferntastenfeldes KBl und des Funktionstastenfeldes KB2. Die UND-Schaltung AG17 wird nur dann geöffnet, wenn der Zeit impuls TH den Wert "l^u annimmt, und sie wird nicht geöffnet, wenn, der Zeit impuls TL den Viert "1" annimmt. Deshalb wird durch das Ausgangszeichen "1" der UND-Schaltung AG17 angezeigt, daß irgendeine Taste des Zifferntastenfeldes KBl.gedrückt worden ist, während durch das Ausgangszeichen "O" angezeigt wird, daß irgendeine Taste des Punktionstastenfeldes KB2 gedruckt worden ist. Dementsprechend gibt der Kodierer EC, wenn. z.B. die Zifferntaste K2 gedruckt wird, das Ausgangszeichen "00010" ab. Wenn die Punktions taste Kx gedruckt wird, wird das Ausgangszeichen "10010" abgegeben.

Die obigen Beziehungen sind in der Pig. 4 aufgeführt.

6. Speicherstufe M

Die auf diese V.'eise von dem Kodierer EG abgeleiteten Tastensignale/ unterscheiden sich in der Phase in Abhängigkeit von den gedrückten Tasten, so daß die Phasen nicht gleichförmig gemacht v/erden müssen. Zu diesem Zweck ist eine Speicherstufe M vorgesehen, welche die Ausgangszeichen des Kodierers EG speichert.

Wenn der Inhalt des gesamten Rechners gelöscht werden muß, falls eine Taste irrtümlich gedrückt worden ist, und wenn eine Taste erneut gedrückt "./erden muß, nuß die Speicherstufe M sämtliche Taatetiaeichen, die bereits eingespeichert sind, löschen. Zu diesem Zweck werden das Löschsignal und der Startimpuls als Rückstelleingangszeichen der Speicherstufe M verwendet.

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7. Tastensoichendetektor (negiecte ODER-Schaltung OG7) Wenn wenigstens ein Eingangszeicheti der negierten OBIiR-Schaltung 0G7 den Wert "1" hat, d.h., wenn irgendeine Taoteninformation in der Speicherstuxe Ι.Ί eingespeichert ist, führt der Ausgang der negierten ODER-Schaltung 0G7 das Zeichen "0".

Auf diese Weise stellt die negierte ODZl¹R-S cha ltung OG7 fest, ob ein oder mehrere TastensignaIe in der Speicherstufe LI eingespeichert sind, Falls ein oder mehrere Signale eingespeichert sind, schließt die negierte ODER-Schaltung die UlID-Schal tu ng en AG6 - AG16 der Lesesteuerschaltung RG und verhindert, daß weitere Tastenzeichen zu dem Kodierer EO gelangen.

Wenn der Startirapuls erzeugt wird, gelangt das Tasten3ignal durch die Lesesteuerschaltung RC zu dein Kodierer EG. Der Startimpuls wird in einem Zeitintervall erzeugt, welches der Periode des Wortimpulses V/p (V/p = TH'DTlO*BiH-^l) nach der Zeit entspricht, zu v/elcher TL-DTl*BTl-$2 zu "1" wird. Entsprechend überträgt die Lesesteuerstufe RC zu dem Kodierer EC die Taotensignale,-des Zifferntastenfeldes KBl, welche mit den Zeitimpulsen TI im Vielfach angeordnet werden, vor den T.jstensignalon des Funktionstnstenfeldes KB2, welche mit der. Zeitiinpuls <Tfi vervielfacht werden. Di? ir YioT-f?, ch angeordneten Tasten signale DTl - DTlO v/erden dem Kodierer EC in der Reihenfolge der Zeit- · impulse DTl - DTlO zugeführt. Folglich wird, falls mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt v/erden, nur ein Tastensignal eingegeben, wobei die Zifferntasten vor den Funktionstasten Vorrang haben. Von verschiedenen Zifferntasten hat diejenige mit dem kleineren Wert Vorrang, und es wird nur ein einziges Zifferntastensignal eingegeben.

In der obigen Beschreibung wurden die Ausgangs zeichen des Kodierers EC in dem Speicher II gespeichert. Die Erfindung ist aber keineswegs auf" dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.

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Selbst wenn der Speicher zwischen der Lesesteuerstufe RC und dem Kodierer EG angeordnet ist, erhält man eine ähnliche Wirkung.

Die Erfindung ist auch keineswegs auf eine Ausführungsform mit einem Zifferntastenfeld und einem Funktionstastenfeld beschränkt.

Wie oben beschrieben wurde, kann die erfindungsgemäße Tasteneingabeschaltung so aufgebaut werden, daß die Tastensignale durch Zeitimpulse (Stellenimpulse) im Vielfach angeordnet werden, während die Ausgangszeichen der Tastenfeldeinheit, welche in Blöcke von Zifferntasten und Funktionstasten u.dgl. unterteilt ist, mit Zeitimpulsen im Vielfach angeordnet werden, deren Periode langer als diejenige der erstgenannten Zeitimpulse ist, und daß diese erste, im Vielfach angeordnete Information einer integrierten Schaltung zugeführt wird. Deshalb ist die Zahl der Eingangsanschlüsse der integrierten Schaltung und die Zahl der Zeitimpulsfolgen extrem niedrig im Verhältnis zur Zahl der Tasten. Die Tasteneingabeschaltung des beschriebenen Ausführungsbeispiels erfordert lediglich einen Lesesteuerabschnitt für die beiden Tastenfelder, so daß der Aufbau extrem einfach gehalten v/erden kann.

Ferner werden bei der erfindungsgemäßen Tasteneingangsschaltung die in dem Speicher M gespeicherten Signale von dem Tastensignaldetektor erkannt, und die Torschaltungen der Lesesteuerstufe werden von einem Ausgangszeichen des Tastenzeichendetektors gesperrt, so daß die danach ankommenden Tastensignale nicht weiterlaufen können. Auf diese Weise wird eine irrtümliche Eingabe eines Tastensignals verhindert.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Tasteneingabeschaltung, gekennzeichnet durch eine Lesesteuerschaltung (RC), welche das Einlesen der Tastensignale (DTl DTlO) steuert, durch einen Speicher (M), welcher die von der Lesesteuerschaltung (RC) gelesenen Tastensignale speichert, und durch einen Tastensignaldetektor (0G7), der feststellt, ob im Speicher (M) irgendein Tastensignal eingespeichert ist und der, falls dies der Pa11 ist, verhindert, daß weitere Tastensignale von der Lesesteuerscbaltung (RC) zu dem Speicher (M) gelangen.

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