DE2409255C3

DE2409255C3 - Keyboard circuitry for generating code signals

Info

Publication number: DE2409255C3
Application number: DE19742409255
Authority: DE
Inventors: Shuji Furukawa Miyagi Niki (Japan)
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1974-02-27
Publication date: 1978-02-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung von Codesignalen, bestehend aus einer Drahtmatrix mit mehreren Zeilen- und Spaltendrähten, und Tastenschaltern an jedem Verbindungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähten in der Drahtmatrix zur elektrischen Verbindung von jeweils zwei sich schneidenden Zeilen- und Spaltendrähten.The invention relates to a keyboard circuit arrangement for generating code signals, consisting of a wire matrix with a plurality of row and column wires, and key switches at each connection point of the row and column wires in the wire matrix for the electrical connection of two intersecting row and column wires.

Bei einem bekannten Beispiel einer Tastaturschaltungsanordnung, die in F i g. 1 der Zeichnungen gezeigt ist, sind an jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahtmatrix Tastenschalter vorgesehen, von denen jeder aus zwei miteinander verbundenen Schaltern besteht; sie sind zwischen zwei sich kreuzenden Drähten in Reihe geschaltet, und ihr Verbindungspunkt ist geerdet, und mit jedem Zeilen- und Spaltendraht sind Schaltkreise verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedruckt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte geerdet, um die Schaltkreise, die mit den beiden zugehörigen Drähten verbunden sind, zu steuern und dann einem Codierkreis Codesignale zuzuführen. Es tritt jedoch der Nachteil auf, ilal.t ein Tastenschalter, der in einer solchen Tastaturschaltungsanordnung verwendet wird, zwei Strompfade benötigt, d. k, er muß ein Doppelstrompfadschalter sein, und es ist daher notwendig, beide Schalter auf den beiden Strompfaden gleichzeitig zu betätigen.
Bei einem weiteren Beispiel einer bekannten Tastaturschaltungsanordnung, das in Fig.2 gezeigt ist, sind die Kombination von zwei Dioden und einem Schalter au jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahtmatrix und Pufferkreise bzw.In one known example of keyboard circuitry shown in FIG. 1 of the drawings, key switches each consisting of two interconnected switches are provided at each crossing point of row and column wires in a wire matrix; they are connected in series between two crossing wires, and their connection point is grounded, and circuits are connected to each row and column wire. When a key switch is pressed, the associated row and column wires are grounded to control the circuitry associated with the two associated wires and then to apply code signals to an encoder circuit. However, there is the disadvantage that a key switch used in such a keyboard circuit arrangement requires two current paths, i.e. k, it must be a double-rung switch, and it is therefore necessary to operate both switches on the two rungs at the same time.
In a further example of known keyboard circuitry, shown in Fig. 2, the combination of two diodes and a switch are provided at each crossing point of row and column wires in a wire matrix and buffer circuits, respectively.

■ο Inverterkreise, die mit jedem Zeilen- und Spaltendraht verbunden sind, vorgesehen. In jeder Kombination ist der eine Anschluß des Schalters geerdet, und der andere Anschluß ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Kathoden der beiden Dioden verbunden, deren Anoden mit den zugehörigen sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähten verbunden sind. Wenn ein Tastenschalter gedruckt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte über die zugehörigen Dioden geerdet, so daß die Puffer- bzw. Inverterkreise gesteuert werden, die mit den beiden Drähten verbunden sind, und dann einem Codierkreis Codesignale zuführen. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, daß doppelt soviele Dioden wie Tasten benötigt werden und daß, wenn die Schaltungsanordnung durch Verwendung von TTL-Kreisen aufgebaut wird, die sich auf den niedrigen logischen Pegel beziehende Spannung um die Durchlaßspannung einer Diode erhöht wird.■ ο Inverter circuits connected to each row and column wire are connected, provided. In any combination, one terminal of the switch is grounded and the other Terminal is connected to the junction between the cathodes of the two diodes, their anodes are connected to the associated crossing row and column wires. If a key switch is printed, the associated row and column wires are grounded via the associated diodes, so that the buffer or inverter circuits connected to the two wires are controlled, and then feed code signals to a coding circuit. However, this has the disadvantage that twice as many diodes as Keys are needed and that when the circuit arrangement is built using TTL circles becomes, the voltage related to the low logic level around the forward voltage of a Diode is increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Tastaturschaltungsanordnungen zu beseitigen und eine Tastaturschaltungsanordnung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat und bei der ohne Verwendung von Dioden einer Taste nur ein Schalter zugeordnet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Gruppe erster Schaltkreise, die mit jedem Zeilendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ein Stromfluß zu seinem Eingangsanschluß entsprechend einem logischen Eingangssignal hohen Pegels ermöglicht wird, und eine Gruppe zweiter Schaltkreise, die mit jedem Spaltendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ihm nur über einen der Tastenschalter Eingangsstrom zugeführt wird, wobei bei einem geschlossenen Tastenschalter von dem Eingangsanschluß des ersten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört zu dem Eingangsanschluß des zweiten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört, Strom fließt, so daß der erste und zweite Schaltkreis ein logisches Eingangssignal niedrigen Pegels erhalten und Codeausgangssignale erzeugen.The invention is based on the object of eliminating the above-described disadvantages of the known keyboard circuit arrangements and of creating a keyboard circuit arrangement which has a simple structure and in which only one switch is assigned to a key without the use of diodes.
This object is achieved by a set of first circuits connected to each row wire, each of which is adapted to operate in accordance with a low level logic input signal while allowing current to flow to its input terminal in accordance with a high level logic input signal, and a group of second circuits connected to each column wire, each of which is adapted to operate in accordance with a low level logic input signal while being supplied with input power through only one of the key switches, with the key switch closed from the input terminal of the first circuit belonging to the closed key switch to the input terminal of the second circuit belonging to the closed key switch, current flows so that the first and second circuits receive a logic input signal of low level and code output generate signals.

Die Zeilen- und Spaltendrähte sind demnach mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Schaltkreisen verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, so daß die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte mit dem Tastenschalter elektrisch verbunden werden, wird der Eingangsanschluß des zugehörigen ersten SchaltkreisesThe row and column wires are thus connected to a first and a second group of circuits connected. When a key switch is pressed so that the associated row and column wires connect to the Key switches are electrically connected, becomes the input terminal of the associated first circuit

fto mit dem Eingangsanschluß des zugehörigen zweiten Schaltkreises über den Tastenschalter verbunden und damit werden beide Schaltkreise betätigt, um Codeausgangssignale zu erzeugen.fto with the input terminal of the associated second Circuit connected via the key switch and thus both circuits are operated to generate code output signals to create.

Jeder der ersten Schaltkreise kann als ein ersterEach of the first circuits can act as a first

6_s Pufferkreis mit einem Eingangstransistor, der eine Vorspannung erhäli, damit er normalerweise offen ist, und einem Ausgangstransistor, der normalerweise gesperrt ist, d. h. ein logisches Ausgangssignal hohen6_s buffer circuit with an input transistor, the one Biased so that it is normally open and an output transistor that is normally open is blocked, d. H. a logic output high

Pegels abgibt, aufgebaut sein. Jeder zweite Schaltkreis kann als ein zweiter Pufferkreis, bestehend aus einem Transistor, der keine Eingangsvorspannung erhält und normalerweise gesperrt ist, d. h. ein logisches Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, aufgebaut sein. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, fließt durch den Tastenschalter und zugehörigen, sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähte Strom, so daß die Eingangsvorspannung des zugehörigen ersten Pufferkreises verringert wird und zugleich der zugehörige zweite Pufferkreis eine Eingangsvorspannung erhält, so daß die Ausgangssignale der Pufferkreise in solche mit niedrigem Pegel umgewandelt werden, um logische Ausgangssignale mit niedrigem Pegel zu erzeugen.Emits level, be built up. Every other circuit can be used as a second buffer circuit consisting of a transistor that receives no input bias and is normally blocked, d. H. a logical output signal emits a high level. When a key switch is pressed, flows through the key switch and associated, intersecting row and column wires power so that the input bias of the associated first buffer circuit is reduced and at the same time the associated second buffer circuit is a Receives input bias, so that the output signals of the buffer circuits in those with a low level are converted to produce low level logic output signals.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated below with reference to FIGS. 1 to 4 explained for example. Show it

F i g. 1 und 2 Schaltbilder bekannter Tastaturschaltungsanordnungen, F i g. 1 and 2 circuit diagrams of known keyboard circuit arrangements,

FJg. 3 ein allgemeines Schaltbild einer Ausführungsform der Tastaturschaltungsanordnung gemäß der Erfindung undFJg. 3 is a general circuit diagram of one embodiment of the keyboard circuitry according to FIG Invention and

Fig.4 ein detailliertes Schaltbild der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the circuit shown in FIG embodiment shown.

Fig.3 zeigt eine Tastaturschaltungsanordnung in einer Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Schaltern an jedem Kreuzungspunkt von Zeilendrähten 4 bis 7 und Spaltendrähten 8 bis 11 in einer Matrix 1, um die Verbindung zwischen zwei Zeilen- und Spalterdrähten, die zu irgendeinem der Kreuzungspunkte gehören zu ermöglichen. Eine erste Pufferkreisgruppe 2 als Gruppe erster Schaltkreise ist mit den Zeilendrähten 4 bis 7 und eine zweite Pufferkreisgruppe als Gruppe zweiter Schaltkreise ist mit den Drähten 8 bis 11 verbunden. Die Ausgänge der ersten und zweiten Pufferkreisgruppen 2 und 3 geben ein gewünschtes Codesignal ab.3 shows keyboard circuitry in FIG an embodiment of the invention with multiple switches at each crossing point of row wires 4 to 7 and column wires 8 to 11 in a matrix 1 µm the connection between two row and split wires belonging to any of the crossing points to enable. A first buffer circuit group 2 as a group of first circuits is connected to the row wires 4 through 7 and a second buffer circuit group as a group of second circuits is connected to wires 8 through 11 connected. The outputs of the first and second buffer circuit groups 2 and 3 give a desired one Code signal.

Fig.4 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Ausführungsform der Fig.3. Mit einem Tastenschalter 12, einem Zeilendraht 13, einem Spaltendraht 14 und Beispielen erster und zweiter Pufferkreise I und II, die mit dem Zeilendraht 13 und dem Spaltendraht 14 verbunden sind. Es wird zunächst der Fall beschrieben, wenn die Taste 12 offen ist, d. h. der Zeilendraht 13 den niedrigen logischen Pegel darstellt. Hierbei fließt von der Quelle V_n. zu der Basis eines Transistors Q2 über einen Widerstand R\ die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors Qi und eine Diode D\ in dem Pufferkreis I Strom und zugleich fließt von der Quelle Kv zu der Basis des Transistors Qi über einen Widerstand Ri und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Qi Strom. Der Transistor Qi ist daher offen, so daß die Basisspannung des Transistors Qi derart verringert wird, daß er gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang 15 des Pufferkreises I auf dem hohen logischen Pegel ist.FIG. 4 shows a detailed circuit diagram of the embodiment of FIG. With a key switch 12, a row wire 13, a column wire 14 and examples of first and second buffer circuits I and II connected to the row wire 13 and the column wire 14. The case will first be described when the key 12 is open, ie the row wire 13 represents the low logic level. Here flows from the source V _n . to the base of a transistor Q2 via a resistor R \ the base-emitter path of a transistor Qi and a diode D \ in the buffer circuit I current and at the same time flows from the source Kv to the base of the transistor Qi via a resistor Ri and the collector -Eitter path of the transistor Qi current. The transistor Qi is therefore open, so that the base voltage of the transistor Qi is reduced so that it is blocked. This results in the output 15 of the buffer circuit I being at the high logic level.

Dagegen erhält im zweiten Pufferkreis Il die Basis eines Transistors Qt keinen Strom, daß Spaltendraht 14 offen ist, so daß der Transistor Q₄ gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang 16 des Pufferkreises il auf dem hohen logischen Pegel ist. Somit sind beide Ausgänge 15 und 16 der Pufferkreise I und II auf dem hohen logischen Pegel, wenn die Taste 12 offen istIn contrast, the base of a transistor Qt receives no current in the second buffer circuit II, so that the column wire 14 is open, so that the transistor Q _{4 is} blocked. This has the result that the output 16 of the buffer circuit il is at the high logic level. Thus, both outputs 15 and 16 of buffer circuits I and II are at the high logic level when key 12 is open

Wenn die Taste 12 geschlossen wird, werden der Zeilendraht 13 und der Spaltendraht 14 direkt verbunden, so daß von dem Eingang des Pufferkreises I zu dem Eingang des Pufferkreises II über den Zeilendraht 13, die Taste 12 und den Spaltendraht 14 Strom fließtWhen the button 12 is closed, the row wire 13 and the column wire 14 become direct connected so that from the input of the buffer circuit I to the input of the buffer circuit II via the Row wire 13, button 12 and column wire 14 current flows

Damit von dem ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II Strom fließen kann, ist es notwendig, die folgende Bedingung zu erfüllen:So that current can flow from the first buffer circuit I to the second buffer circuit II, it is necessary that the to meet the following condition:

+ V₁ + V ₁

FlFl

Hierbei ist Vbe\ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Qi, VJn die Durchlaßspannung der Diode Di, Vbei die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q₂, Vfl£₄ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q₄.Here Vbe \ is the base-emitter voltage of the transistor Qi, VJn is the forward voltage of the diode Di, Vbei is the base-emitter voltage of the transistor Q ₂ , Vfl £ _{4 is} the base-emitter voltage of the transistor Q ₄ .

Wenn alle Transistoren Siliziumtransistoren sind und die Diode eine Siliziumdiode ist, ergibt sich die Spannungsbeziehung durch:If all the transistors are silicon transistors and the diode is a silicon diode, this results Tension relationship through:

I: 1 — 'Fl — I: 1 - 'Fl -

Durch Substitution der Spannungsbeziehung (2) in der Gleichung (1) erhält man:Substituting the stress relation (2) in equation (1) one obtains:

3 V_ni± > B_n 3 V _{ni ±} > B _n

die offensichtlich gültig ist. Dies bedeutet, daß die Basisspannung des Transistors Qi, Vbea wird und der Basisstrom nur fließen kann, wenn die Eingangsspannung größer als 3 Vbea ist. Daher erfolgt der Stromfluß vom Widerstand R\ im ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II über den Zeilendraht 13, die Taste 12 und den Spaltendraht 14, ohne daß irgendein Strom zur Basis des Transistors Qi fließt, so daß die Transistoren Qi und Q2 gesperrt sind und dann Strom von der Quelle V₁,- zu der Basis des Transistors Q3 über den Widerstand Ri fließt und den Transistor Qi öffnet.which is obviously valid. This means that the base voltage of the transistor Qi becomes Vbea and the base current can only flow when the input voltage is greater than 3 Vbea . Therefore, the current flows from the resistor R \ in the first buffer circuit I to the second buffer circuit II via the row wire 13, the key 12 and the column wire 14 without any current flowing to the base of the transistor Qi, so that the transistors Qi and Q2 are blocked and then current from source V ₁ - flows to the base of transistor Q3 via resistor Ri and opens transistor Qi.

Zugleich fließt Strom von der Quelle V_cc zu der Basis des Transistors Q₄ über den Widerstand R\, den Zeilendraht 13 und den Spaltendraht 14, so daß der Transistor Q₄ geöffnet wird. Wenn die Taste 12 geschlossen wird, sind somit die Ausgänge der Pufferkreise I und II auf dem niedrigen Pegel.At the same time, current flows from the source V _cc to the base of the transistor Q ₄ via the resistor R \, the row wire 13 and the column wire 14, so that the transistor Q _{4 is} opened. When the key 12 is closed, the outputs of the buffer circuits I and II are thus at the low level.

Obwohl in der obigen Beschreibung ein Pufferkreis als Beispiel eines Schaltkreises verwendet wurde, ist es auch möglich, einen Inverterkreis zu verwenden, der derart ausgebildet ist, daß das Ausgangssignal eines Pufferkreises in seine entgegengesetzte Phase umgewandelt wird. Es ist auch möglich, einen elektrischen Kontakt für einen Tastenschalterkontakt und eine Drahtmatrix mit eine/ beliebigen Anzahl von Zeilen- und Spaltendrähten zu verwenden. Obwohl die Drähte der Matrix zweckmäßigerweise in Zeilendrähle und Spaltendrähte unterteilt sind, ist auch die umgekehrteAlthough a buffer circuit has been used as an example of a circuit in the above description, it is also possible to use an inverter circuit which is designed such that the output signal of a Buffer circuit is converted into its opposite phase. It is also possible to have an electric Contact for a key switch contact and a wire matrix with any number of lines and column wires to be used. Although the wires of the matrix are expediently in row wires and Column wires are divided is also the reverse

fio Unterteilung möglich.fio subdivision possible.

Hierzu 2 Blatt AFor this purpose 2 sheets A.

Claims

Patent claims:

1. Keyboard circuit arrangement for generating code signals, consisting of a wire matrix with multiple row and column wires, and button switches at each connection point of the Row and column wires in the wire matrix for the electrical connection of two each cutting row and column wires, characterized by a group of the first Circuits associated with each row wire, each of which is adapted to be is operated in accordance with a logic input signal of low level while a power socket to its input terminal in accordance with a high level logic input signal becomes, and a group of second circuits that .with are connected to each column wire, each of which is formed so that it corresponds to a logic input signal of low level is operated while only one of the key switches Input current is supplied, with a closed key switch from the input terminal of the first circuit associated with the closed key switch to the input terminal of the second circuit associated with the closed key switch. Electricity flows, so that the first and second circuits receive a logic input signal of low level and Generate Cod i e output signals.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each first circuit is designed as a buffer circuit (I) with an input transistor ( Q \) which is biased so that it is normally open, and with an output transistor which is normally blocked .

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that every second circuit (II) is formed as a buffer circuit with a transistor (Q ₄ ) which is not biased and is normally blocked.