DE2636189B2 - Schaltung zur Impulsabfrage der Tasten eines Tastenfeldes - Google Patents

Description

Eine aus der DE-OS 2244943 bekannte Schaltungsanordnung zur Ankopplung einer Tastatur, insbesondsre für elektronische Rechner arbeitet mit Impulsabfrage der Tasten und Auswertung der bei der Abfrage ermittelten Signale. Die Ziffernstellentaktsignale zur Tastenfeldabfrage bestehen aus einer einzigen Signalart, die den jeweiligen Tasten des Tasten-Felds zugeführt wird, und die durch Betätigung einer bestimmten Taste freigegebenen Ziffernstellentaktsignale werden hintereinander abgefragt. Diese so erhaltene Schlüsselinformation wird anschließend in eine Dateneingabeschaltung übertragen. Die Wiederholung der Abfrage erfolgt zu dem Zweck, eventuell Fehler bei der Bestimmung der gedrückten Tasten auf Grund von unvermeidbaren Rauschsignalen weitgehend auszuschließen. Zur Ermittlung oder Auswertung des Nutzsignals wird beim Betätigen einer bestimmten Taste ein Abfragezähler mit dem zur Abtastung erforderlichen Zählwert geladen. Sodann wird festgestellt, ob und welche bestimmte Taste betätigt wurde; falls eine bestimmte Antwort vorliegt, erfolgt die Überprüfung, ob der Inhalt des Abfragezählers auf »0« steht. Ist dies nicht der Fall, so wird der Zählerinhalt um eins erniedrigt und der Vorgang zur Bestimmung, ob eine Taste gedrückt ist, wird wiederholt. Solange der Inhalt des Abfragezählers noch nicht auf »0« steht, erfolgt noch keine Identifizierung der eingetasteten Information. Um die Zeitperiode zur Tastenidentifizierung möglichst klein zu halten, erfolgt das Zählen der Abfragezyklen unter Berücksichtigung von in statistischer Verteilung auftretendem Rauschen. Da die Abfrageoperationen jedoch mehrere Male wiederholt ablaufen, um die Übereinstimmung der eingetasteten Information zu bestätigen und damit Fehler bei der Übermittlung der Tastenfeldeingabe zu vermeiden, wird die für diese Prüfvorgänge erforderliche Zeitperiode unter Umständen beträchtlich langer als die für die arithmetischen Operationen.

Aufgabenstellung

Es soll eine Tastenf'cld-Eingabeschaltung geschaffen werden, bei welcher die Identifikation einer Taste innerhalb eines einzigen Abfragezyklus mit ausreichender Sicherheit möglich ist.

Lösung und Vorteile

Der Patentanspruch 1 definiert die erfindungsgemäße Lösung; vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung zur Tastenidentifizierung weisen die betreffenden Markierungssignale in bekannter Weise sequentiell verschobene Phasenlagen auf, jedoch wird dem gesamten Tastenfeld ein zusätzliches Ziffernstellentaktsignal aufgedrückt, das durch eine für alle Tasten gemeinsame starre Phasenlage gekennzeichnet ist. Solange keine einwandfreie Kombination der Ziffernstellentaktsignale zur Taitenabfrage (im folgenden als »Tastenmarkierungssignale« bezeichnet) und des gemeinsamen Ziffernstellentaktsignals vorliegt, wird die Identifizierung einer bestimmten betätigten Taste nicht freigegeben. Der Vorteil der Schaltung besteht darin, daß sich die zur Tastenidentifizierung erforderliche Zeitperiode wesentlich verkürzt.

Bei einer erprobten Tastenfeldeingabeschaltung erfindungsgemäßer Art werden an jeweils ersten Anschlüssen eines Tastenfelds die Tastenmarkierungssignale einzeln zugeführt, während bestimmte zweite Anschlüsse dieser Tasten miteinander verbunden sind. Innerhalb einer Ein-Wort-Zeitperiode werden außer den Tastenmarkierungssignalen mit zeitlich verschobenen Phasenlagen für die jeweiligen Tasten zur Auswertung der Tastenabfrage auch noch die Ziffernstellentaktsignale mit jeweils gleicher starrer Phasenlage für alle Tasten zugeführt. Liegt Übereinstimmung zwischen den Tastenmarkierungssignalen und den gemeinsamen Ziffernstellentaktsignalen vor, so wird die Anzeige bezüglich einer bestimmten betätigten Taste freigegeben. Die Abfragezeit ist bei gleicher Identifizierungssicherheit wesentlich verkürzt im Vergleich zu der oben beschriebenen Ankopplungsschaltung nach dein Stand der Technik.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Tastenfeld-Eingabeschaltung mit erfindungsgemäßen Merkmalen;

Fig. 2 verdeutlicht zeitkorrelierte Signalverläufe von Ziffernstellentaktsignalen, die in der Schaltung nach Fig. 1 auftreten;

Fig. 3 gibt den zeitlichen Verlauf von Ziffernstellentaktsignalen im Betrieb der Schaltung nach Fig. 1 wieder;

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 gibt die zeitkorrelierte Darstellung von Ziffernstellentaktsignalen wieder, die bei der Schaltung nach Fig. 4 auftreten.

Bei der ersten Schaltungsausführung nach Fig. 1 werden Tastenmarkierungssignale T₃', T₄',..., die sequentiell verschobene Phasenlagen aufweisen, einzeln jeweils zugeordneten Anschlußklemmen von Tasten Κ,, K₂, ..., Κ« eines Tastenfelds zur Tastenmarkierung zugeführt, während die jeweils anderen Anschlüsse der Tasten miteinander und mit einem Eingang eines Flip-Flops F₁ verbunden sind. Das Flip-Flop F₁ entspricht dem D-Typ, d. h. es arbeitet synchron zu einem Taktsignal T₀Z₄; seine Ausgangssignale gelangen als Eingang auf ein UND-Glied G₁.

Das UND-Glied G₁ bestimmt, ob Übereinstimmung zwischen den Ziffernstellen-Auswahlsignalen DTj als Folge einer Betätigung einer bestimmten Taste K₁-, den Ausgangssignalen Q des D-Füp-Flops F₁ und den Signalen vorliegt, die von den durchverbundenen Klemmen der Tasten abgreifbar sind. Das UND-Glied G₁ setz! ein RS-Flip-Flop F₂ in Abhängigkeit vom Ergebnis der Äquivalenzbestimmung. Obgleich in der Zeichnung nicht veranschaulicht, wird ein Vergleich zwischen den Ausgangssignalen J des Flip-Flops F-, und Signalen durchgeführt, die über einen Vier-Bit-Taktzähler in Übereinstimmung mit einer bestimmten betätigten Taste dekodiert werden. Damit ist die Tastenbestimmung abgeschlossen und diese »Schlüsselinfonnation« wird an eine Informationsauswerte- oder Weiterverarbeitungsschaltung übertragen. Das Flip-Flop F₂ wird durch ein Rücksetzsignal T₀ rückgesetzt. Die Dekodierung einer solchen Schlüsselinformation ist in Einzelheiten in den US-PSen 3834616 und 3892957 beschrieben.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die den jeweiligen Tasten zuzuführenden Ziffernstellentaktsignale T₃', T₄',... T₁₀'Tastenabfrage-Phasenimpulse T₃, T₄,... T₁₁₁ und einen Phasenimpuls T₀ mit gemeinsamer Phasenlage aufweisen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung beruht auf der Ergänzung der Ziffernstellentaktsignale um das Ziffernstellentaktsignal T₁₁ mit gemeinsamer Phasenlage während des Prozesses der Tastenbestimmung.

Nachfolgend werden die Betriebsabläufe unter Bezug auf die Fig. 3 erläutert: Wird beispielsweise der Tastschalter K₃ manuell betätigt (Tastsignale A), so tritt an den miteinander verbundenen Anschlüssen des Tastenfelds, die mit B bezeichnet sind, das Ziffernstellentaktsignal auf, das die Zeitschlitze T₅ und T₀ enthält. Das D-Flip-FIop F₁ wird synchron zu T_nI₄ in den Setzzustand gebracht, und sein Ausgangssignal β (Zeile C) gelangt in das UND-Glied G₁. Ist dieser Zustand erreicht, so ermöglicht das Tasten-Abfragesignal T₅ für die Taste K₃, daß das Ziffernauswahlsignal DT₁ auf den betreffenden Eingang des UND-Glieds G₁ gelangt. Am UND-Glied G₁ erscheint ein Ausgangssignal, wenn Koinzidenz zwischen dem Ziffernstellenauswahlsignal DTj, dem Ausgangssignal Q des D-Flip-Flops F₁ und dem Tastenabfragesignal für die Taste K₃ vorliegt. Ist diese Bestätigung vorhanden, so wird das Flip-Flop F₂ gesetzt, und es erscheint ein Ausgangssignal J, das in Zeile Fder Fig. 3 wiedergegeben ist. £in Ausgangs-

H) signal J zeigt an, daß die Taste K₃ betätigt ist. Als Folge davon gelangen der betätigten Taste K₁ entsprechende kodierte Signale in ein Speicherregister. Da die Koinzidenzprüfung hinsichtlich beider Signale, nämlich hinsichtlich des Tastenmarkierungssignals und des gemeinsamen zusätzlichen Ziffernstellentaktsignals erfolgt, wird ein hoher Grad an Sicherheit und Genauigkeit bei der Weitergabe der Schlüsselinformation erreicht.

Für den Fall, daß Koinzidenz nur beispielsweise hinsichtlich der Tastenmarkierungssignale festgestellt wird, kann möglicherweise ein Fehler bei der Tasteingabe aus dem folgenden Grund vorliegen: ist beispielsweise, wie in Zeile G der Fig. 3 angegeben, die Taste K₃ gedrückt, so erscheint ein vorbestimmtes Tastenmarkierungssignal an den durchverbundenen Anschlüssen des Tastenfelds. Treten jetzt - wie in Zeile H angedeutet - Rauschstörungen auf, so schalten diese das Flip-Flop F₂ zwangsweise in den Setzzustand, so daß dessen Ausgangssignal als Schlüsseiinformation falsch interpretiert wird. Mit der Erfindung sind auf Grund der zusätzlichen gleichphasigen Ziffernstellentaktsignale solche Fehlinterpretationen ausgeschaltet.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die durchverbundenen Anschlüsse der jeweiligen Tasten K₁, K₂ ...K₈ mit D-Flip-Flops O₁, Q₂ und O₃ verbunden sind. Dem UND-Glied G₂ werden das Ziffernstellenauswahlsignal DT₁, die jeweiligen Ausgangssignale der D-Flip-Flops Q₁, Q₂ und Q₃ und die von den durchverbundenen Anschlüssen der Tastschalter abgreifbaren Signale zugeführt, und es erfolgt eine Überprüfung auf Koinzidenz. Liegt eine Koinzidenz vor, so schaltet das R-S-Flip-Flop F₂ in den Setzzustand. Das Flip-Flop Q₂ wird mit der Umkehrung der an den durchverbundenen Klemmen abgreifbaren Signale beaufschlagt. Die Rücksetzung des R-S-FIip-Flops F₂ erfolgt durch das Rücksetzsignal T₀. Die Ziffernstellentaktsignale T₁', T₄', ..., 7'₁₀', die den

so Tastschaltern K₁, K₂,..., K₈ zugeführt werden, weisen die in Fig. 5 veranschaulichten Signalverläufe auf. Es sei betont, daß drei Arten von Taktsignalen den jeweiligen Tastschaltern des Tastenfelds zugeführt werden, nämlich Tastenmarkierungssignale T₃, T₄,... T₁₀ sowie zwei gemeinsame Ziffernstellentaktsignale, nämlich T₁₁ und T₂. Daraus folgt, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Tastenbestimmung oder eine Markierung bzw. Auswertung erst dann erfolgt, wenn die Signale während der Folge der Ziffernstellentaktzeiten T₀, T₁ und T₂ als »1«, »0« bzw. »1« bewertet werden. Dadurch ist weitgehend jede Möglichkeit zur Fehlinterpretation der Schlüssrlinformation ausgeschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   Schaltung zur Impulsabfrage der Tasten eines Tastenfelds·, mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Ziffernstellen-Taktsignalen, die Tastenmarkierungssignale mit sich hinsichtlich der einzelnen Tasten unterscheidenden Phasenlagen umfassen, und mit an den einen Anschlußklemmen der Tasten und mit einer den anderen miteinander verbundenen Anschlußklemmen der Tasten nachgeschalteten Koinzidenzschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung von 2^iffernstelIen-Taktsignalen ausgebildet ist, welche neben den Tastenmarkierungssignalen ü (T_}, T₄,..., T_U)) mindestens ein zusätzliches Signal (T₀; T₁₁, T₁) gleicher Phasenlage für alle Tasten (K₁,..., K₁.) aufweisen, und dab die Koinzidenzschaltung (F₁, G₁; Q₁ bis Q₃, G₂) Koinzidenzen in bezug auf die Tastenmarkierungssignale und die Signale gleicher Phasenlage messend ausgebildet ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzschaltung ein UND-Glied (G₁; G₂) mit mindestens drei Eingängen aufweist, wobei an einem ersten Eingang spezifische Ziffernstellen-Taktsignale auf Grund der Betätigung einer bestimmten Taste (/C₁, ..., K_x), an einem zweiten Eingang die von den durchverbundenen Anschlußklemmen (/C) des Tastenfelds abgreifbaren Signale und an einem dritten Eingang die Umkehrung der von den durchverbundenen Anschlußklemmen abgreifbaren Signale zuführbar sind.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung der von den durchverbundenen Anschlußklemmen abgreifbaren Signale über ein D-Flip-Flop (F₁; Q₁, Q₂, Q₁) erfolgt.
4. 4. Schaltung nach einem der vorstehenden An- _4Q Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den zusätzlichen Ziffernstellen-Taktsignalen zwei oder mehrere starre, für alle betreffenden Tasten gemeinsame Phasenlagen (V₁₁, T₂) zugeordnet sind.

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