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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs
zur wirksamen Einsparung von Energie für eine elektronische Vorrichtung, die synchron
mit einem Taktimpuls von einer Oszillatorschaltung gesteuer wird und digital Daten
verarbeitet.
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Elektronische Vorrichtungen dieser Art werden im Kleinformat hergestellt
und verwenden meistens eine Batterie als Energiequelle. Bei derartigen Vorrichtungen
besteht daher das wichtige Problem, in welcher Weise der Energieverbrauch der elektronischen
Vorrichtung herabgesetzt werden kann. Es ist bereits vorgeschlagen worden, den nutzlosen
Energieverbrauch der Batterie zu verhindern, wenn die Bedienungsperson vergißt,
den Schalter zum Einschalten der elektronischen Vorrichtung abzuschalten. Weiterhin
ist ein sogenanntes automatisches Abschaltsystem bekannt, bei dem nach dem Ablauf
einer gegebenen Zeitspanne seit der letzten Tastenbetätigung die Energiequelle automatisch
abgeschaltet wird, die die jeweiligen Schaltungen betreibt. Dieses Verfahren ist
wirkungsvoll, um einen verschwenderischen Verbrauch von Energie zu verhindern. Wenn
jedoch die Tastenbetätigung während des Betriebes aus irgendeinem Grunde unterbrochen
gehalten wird, wird die Energiequelle nach dem Ablauf einer gegebenen Zeitspanne
nachdem irgendeine Taste herabgedrückt worden ist, unmittelbar abgeschaltet, bevor
sie in den unterbrochenen Zustand gebracht wird. Das hat zur Folge, daß die Ergebnisse
aller Operationen gelöscht werden. In diesem Fall muß die Operation erneut erfolgen.
Das ist für die Bedienungsperson sehr aufwendig.
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Der Energieverbrauch von hochintegrierten CMOS, d.h. komplementären
MOS-Schaltungsplättchen, die in der elektronischen Schaltung eines elektronischen
Rechners in jüngster Zeit verwandt werden, wird allgemein durch fCV2 ausgedrückt,
wobei
f die Frequenz der Treiberschaltung, C die Streukapazität und V die Betriebsspannung
sind. Aus dem obigen Ausdruck ist ersichtlich, daß eine Abnahme der effektiven Frequenz
f den Energieverbrauch des Rechners herabsetzt.
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Bei dem herkömmlichen elektronischen Rechner mit einer automatischen
Abschaltung der Energieversorgung tritt ein weiteres technisches Problem hinsichtlich
der Freigabe des automatischen Abschaltzustandes der Energiequelle auf. Um den automatischen
Abschaltzustand der Energiequelle freizugeben, verwendet der herkömmliche Rechner
eine spezielle Taste, die für diesen Zweck vorgesehen ist. Eine andere herkömmliche
Vorrichtung verwendet eine Anschalttaste und eine Ausschalttaste, wobei die Anschalttaste
zum Freigeben der automatischen Abschaltung der Energiequelle verwandt wird. Ein
weiterer herkömmlicher Rechner verwendet eine der verschiedenen Tasten, beispielsweise
die Löschtaste C am Tasteneingabeteil, um die automatische Abschaltung der Energiequelle
freizugeben. Im ersten Fall sind zusätzliche Tasten für diesen Zweck notwendig.
Das führt zu einer Zunahme der Anzahl der Tasten und behindert die Ausbildung der
Vorrichtung im Kleinformat. Im zuletzt genannten Fall ist zwar keine zusätzliche
Taste vorgesehen, die Bedienungsperson muß jedoch die für das Freigeben spezifizierte
Taste aus einer Anzahl von Tasten suchen. Bevor weiterhin Daten eingegeben werden
oder die Eingangsdaten verarbeitet werden, muß die Bedienungsperson eine Taste drücken,
die in überhaupt keiner Beziehung zu diesen Arbeitsvorgängen steht. Die Bedienbarkeit
des Rechners ist daher beträchtlich beeinträchtigt.
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Ziel der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs
zur Einsparung von Energie für eine elektronische Vorrichtung, die synchron mit
einem Taktimpuls von einer Oszillatorschaltung gesteuert wird und digital Daten
verarbeitet.
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Durch die Erfindung soll weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern des
Energieverbrauchs zum Einsparen von Energie für eine elektronische digitale Datenverarbeitungsvorrichtung
geliefert werden, die den Energieverbrauch beträchtlich herabsetzen kann, ohne die
Energiequelle abzuschalten. Um das zu erreichen, wird nach Ablauf einer gegebenen
Zeitspanne nach der letzten Tastenbetätigung bei angeschalteter Energiequelle die
Arbeit einer Oszillatorschaltung, die einen Taktimpuls erzeugt, um die verschiedenen
Zeitsteuersignale zu bilden, die für den Schaltungsbetrieb notwendig sind, automatisch
unterbrochen, wodurch die effektive Frequenz f herabgesetzt wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern des
Energieverbrauchs zum Einsparen von Energie für eine elektronische Vorrichtung,
die wirksam die automatische Abschaltung der Energiequelle dadurch freigibt, daß
eine Taste nach der automatischen Abschaltung der Energiequelle betätigt wird.
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Durch die Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern des
Energieverbrauchs geliefert, die die automatische Abschaltung der Energiequelle
dadurch freigeben kann, daß eine geeignete Taste betätigt wird, und die gleichzeitig
beurteilen kann, ob die Datenverarbeitung für die betätigte Taste erfolgt oder nicht.
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Unter dem Begriff der automatischen Abschaltung der Energiequelle
wird im vorliegenden verstanden, daß ein Energieversorgungssystem der elektronischen
Vorrichtung automatisch unterbrochen wird und daß die elektronische Vorrichtung
in einen Zustand niedrigen Energieverbrauchs gebracht wird, der im wesentlichen
einem Zustand äquivalent ist, in dem die Energiequelle abgeschaltet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs
wird der Betrieb eines Impulsgenerators, der
relativ viel Energie
in der elektronischen Vorrichtung verbraucht unterbrochen, so daß der Betrieb der
elektronischen Vorrichtung unterbrochen ist, als wäre die Energiequelle abgeschaltet.
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Der Begriff der automatischen Abschaltung der Energiequelle wird daher
im vorliegenden Fall in einer Bedeutung verwandt, die sich etwas von der üblichen
Bedeutung unterscheidet. Da der Begriff jedoch dieselbe Bedeutung wie eine übliche
automatische Abschaltung der Energiequelle hat, wird derselbe Begriff verwandt.
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Durch die Erfindung wird dazu eine Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs
für eine elektronische digitale Datenverarbeitungsvorrichtung geliefert, die eine
Oszillatorschaltung zum Erzeugen eines Grundtaktsignals zum Betreiben der jeweiligen
Teile der elektronischen Vorrichtung, einen Tasteneingabeteil mit einer Vielzahl
von Tastenschaltern, eine Zähleinrichtung zum Fortschreiben und zum Auslösen des
Zählvorganges immer dann, wenn einer der Tastenschalter betätigt wird, und eine
Steuereinrichtung aufweist, die die Schwingung der Oszillatorschaltung unterbricht,
wenn keiner der Tastenschalter betätigt wird, bis die Zähleinrichtung eine gegebene
Zeitspanne vollendet hat.
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Wenn bei einer Vorrichtung mit einem derartigen Aufbau keine Tastenbetätigung
für eine gegebene Zeitspanne erfolgt, während die Energiequelle angeschaltet ist,
wird die Schwingung der Oszillatorschaltung unterbrochen, um alle Arbeitsvorgänge
der Schaltung anzuhalten. Die Operationsergebnisse im Speicher werden jedoch gehalten.
Daher kann ein verschwenderischer Energieverbrauch verhindert werden, wenn die Bedienungsperson
vergißt, den Versorgungsschalter abzuschalten.
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Darüberhinaus werden die vor der Unterbrechung der Schwingung erhaltenen
Daten gehalten, so daß die Daten selbst im Verlauf der Betriebsunterbrechung gehalten
werden.
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Es besteht daher keine Notwendigkeit, identische Daten beim Wiedereinschalten
des Betriebes nochmals einzugeben, so daß der Rechner unverzüglich in die Ausführung
der Operation eintreten kann. In dieser Hinsicht ist die Tasteneingabe merklich
verbessert.
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Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einer Vorrichtung
zum Steuern des Energieverbrauchs für eine elektronische digitale Datenverarbeitungsvorrichtung
mit einer Zählerschaltung zum Fortschreiben eines Zeitzählvorganges und zum Zählen
einer gegebenen Zeitspanne immer dann, wenn eine der Tasten am Tasteneingabeteil
gedrückt wird. Wenn keine der Tasten am Tasteneingabeteil gedrückt wird, bis die
Zählerschaltung den Zählerstand einer gegebenen Zeitspanne erreicht hat, wird die
Schwingung der Oszillatorschaltung, die den Taktimpuls der Datenverarbeitungsvorrichtung
liefert, unterbrochen.
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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert: Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Gesamtaufbau
eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs
für einen elektronischen Rechner.
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Figur 2a bis 2d zeigen den Anzeigezustand und den Speicherzustand
bei verschiedenen Arbeitsweisen des in Figur 1 dargestellten Rechners.
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Figur 3a bis 3d zeigen die Signalpegel an den verschiedenen Teilen
der Oszillatorschaltung bei verschiedenen Arbeitsweisen des Rechners.
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Figur 4 zeigt in einem Blockschaltbild den Gesamtaufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Figur 5a bis 5g zeigen eine Gruppe von Zeitdiagrammen zur Erläuterung
der Arbeitsweise des Rechners, wenn eine Taste betätigt wird, nachdem der Rechner
in den Zustand der automatischen Abschaltung der Energieversorgung gebracht ist.
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Figur 6 zeigt in einem Blockschaltbild den Gesamtaufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung für einen elektronischen Rechner.
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Figur 7 zeigt in einem Blockschaltbild den Hauptteil der in Figur
6 dargestellten Schaltung.
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Figur 8a bis 8j zeigen eine Gruppe von Zeitdiagrammen zur Erläuterung
der Arbeitsweise der in Figur 7 dargestellten Schaltung.
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Figur 9a bis 9j zeigen eine Gruppe von Zeitdiagrammen zur Er-Erläuterung
einer anderen Arbeitsweise der in Figur 7 dargestellten Schaltung.
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In Figur 1 ist ein Blockschaltbild des Gesamtaufbaus eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der elektronische
Rechner aus einer Oszillatorschaltung 1, einer zentralen Datenverarbeitungseinheit
2, einem Tasteneingabeteil 3 und einem Anzeigeteil 4. Die Oszillatorschaltung 1
umfaßt weiterhin einen Schwingkreis 5, einen Frequenzteiler 6 und eine Eingangsverknüpfungsschaltung
7. An einer ersten Klemme eines NAND-Gliedes 9 in der Eingangsverknüpfungsschaltung
7 liegt über einen Inverter 8 ein Steuersignal C, das von einem Festspeicheradressenteil
16 in der zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 ausgegeben wird. Ein Ausgangsssignal
von einem NAND-Glied 10 liegt an einer zweiten Klemme des NAND-Gliedes 9. Ein Ausgangssignal
vom NAND-Glied 9 liegt an einer ersten Eingangsklemme des NAND-Gliedes 10. Die zweite
Eingangsklemme
des NAND-Gliedes 10 liegt direkt an der Ausgangsklemme
des Tasteneingabeteils 3, so daß dann, wenn eine Taste des Tasteneingabeteils 3
betätigt wird, das Tastenbetätigungssignal am Verknüpfungsglied 10 und gleichfalls
über einen Widerstand r an einer Eingangsklemme einer nicht dargestellten Energiequelle
mit einer Spannung von +VDD liegt. Wenn somit eine Taste des Tasteneingabeteils
3 betätigt wird, liegt ein Signal mit dem binären logischen Pegel "0" am NAND-Glied
10. Wenn keine Taste betätigt ist, liegt ein Signal mit dem logischen Pegel n 1|2
am Verknüpfungsglied 10. Das Steuersignal C wird als ein Signal mit einem logischen
Pegel n 1 n ausgegeben, wenn keine der Tasten während einer gegebenen Zeitspanne
von beispielsweise 10 Minuten oder mehr betätigt wird. Zu diesem Zeitpunkt unterbricht
die Eingangsverknüpfungsschaltung 7 die Schwingung des Schwingkreises 5. Der Schwingkreis
5 weist ein NAND-Glied 11,einen Widerstand R mit dem Widerstandswert R und einen
Kondensator C, die zwischen die erste Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme des
NAND-Gliedes 11 geschaltet sind, sowie Inverter 12 und 13 auf, die eine Wellenverzerrung
eines hindurchgehenden Signals unterdrücken und in Reihe über den Kondensator C
geschaltet sind. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 10 liegt an einer zweiten Eingangsklemme
des NAND-Gliedes 11, dessen Ausgangssignal > am Frequenzteiler 6 liegt. Der Schwingkreis
5 mit diesem Aufbau arbeitet, wenn ein Signal mit einem logischen Pegel "1" an der
zweiten Eingangsklemme des NAND-Gliedes 11 liegt. Das heißt, daß dann, wenn das
Steuersignal C den logischen Wert "0" hat, der Schwingkreis 5 schwingt, so daß ein
Taktimpuls / mit einer Frequenz, die durch die Zeitkonstante C~R bestimmt ist, vom
NAND-Glied 11 ausgegeben wird. Wenn andererseits ein Signal mit dem logischen Pegel
"0" an der zweiten Klemme des NAND-Gliedes 11 liegt, d.h., wenn das Steuersignal
C den logischen Wert ~1" hat, unterbricht der Schwingkreis 5 seine Arbeit, so daß
kein Taktimpuls Q erzeugt wird.
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Der Taktimpuls p liegt am Frequenzteiler 6, um in seiner Frequenz
geteilt zu werden, wodurch Grundtaktimpulse p1 und d2 mit einer gegebenen Frequenz
gebildet werden. Diese Taktimpulse 81 und 62 liegen an einem Zeitsignalgenerator
19 in der zentralen Datenverarbeitungseinheit 2.
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Die zentrale Datenverarbeitungseinheit 2 enthält einen Festwertspeicher
15, der Mikrobefehle speichert, um die verschiedenen Operationen des Rechners auszuführen,
einen Festspeicheradressenteil 16, der der Reihe nach die Adressen der Mikrobefehle
spezifiziert, die im Festwertspeicher 15 gespeichert sind, einen Speicher 17 mit
direktem Zugriff, der die Daten der Operationsergebnisse der eingegebenen Daten
speichert, eine arithmetische und logische Einheit 18 zum Ausführen gegebener Operationen
und einen Zeitsignalgenerator 19, der auf die Taktimpulse 01 und 2 ansprechend verschiedene
Zeitsteuersignale erzeugt. Wenn der Festwertspeicher 15 durch den Festspeicheradressenteil
16 adressiert wird, erzeugt er einen Mikrobefehl von der spezifizierten Adresse.
Dieser Mikrobefehl enthält Adressendaten AD zum Spezifizieren der Reihen- und Spaltenadressen
in einer Gruppe von Registern, die den Speicher 17 mit direktem Zugriff bilden,
sowie verschiedene Steuersignale, um die arithmetische und logische Einheit 18 und
den Zeitsignalgenerator 19 zu steuern. Der Speicher 17 mit direktem Zugriff, der
ein statischer CMOS-Speicher ist, umfaßt eine Vielzahl von Registern, beispielsweise
ein X-Register 171 zum Speichern eines zweiten Operanden, wobei bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel das X-Register auch als Anzeigeregister dient, ein X-Register
zum Speichern eines ersten Operanden, ein A-Register 173, das als Zähler dient,
ein B-Register 174 und ähnliche Bauteile. Das A-Register 173 dient insbesondere
als Zähler zum Zählen der Zeit,nachdem keine der Tasten des Tasteneingabeteils 3
betätigt ist.
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Die Verarbeitung des Zeitzählerstandes erfolgt durch die arithmetische
und logische Einheit 18. Wenn der Inhalt des
Registers 113 10 Minuten
entspricht, liefert der Festspeicheradressenteil 16 das Steuersignal C.
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Das B-Register 174 dient als weiterer Zähler zum Zählen und Speichern
der Spaltenadresse zum Zeitpunkt der Tastenabtastung im Tasteneingabeteil 3 und
der Ziffernanzeige des Anzeigeteils 4. Wie es später beschrieben wird, werden die
Tastenabtastung und die Anzeige gleichzeitig ausgeführt.
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Das Fortschreiben des Inhalts des Zählers erfolgt durch die arithmetische
und logische Einheit 18. Bei dem normalen Betrieb verarbeitet die arithmetische
und logische Einheit 18 die Daten, die der Reihe nach aus dem Speicher 17 mit direktem
Zugriff ausgelesen werden ~und lädt die Einheit 18 das Ergebnis der Operation in
das durch den Speicher 17 spezifizierte Register. Beim Zeitzählvorgang führt die
Operationsschaltung 18 die gegebene Anzahl von Additionen des Inhalts des A-Registers
173 im Speicher 17 mit direktem Zugriff aus, der periodisch ausgelesen wird. Die
Additionsoperationen sind jeweils +1-Operationen. Das Ergebnis der Operation wird
auf das A-Register 173 übertragen und darin gespeichert.
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Die Operationsschaltung 18 führt periodisch die Tastenabtastungen,
wie es oben erwähnt wurde, und das Fortschreiben des Inhalts des B-Registers 174
beim Anzeigebetrieb aus.
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Auch bei dieser Arbeitsweise wird der Inhalt des B-Registers 174 in
die Operationsschaltung 18 ausgelesen, in der eine +1-Operation ausgeführt wird.
Das Ergebnis der Operation wird auf den Tasteneingabeteil 3 und den Anzeigeteil
4 und gleichzeitig auf das B-Register 174 übertragen, um darin gespeichert zu werden.
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Der Tasteneingabeteil 3 weist eine Anzahl von Tasten auf, die matrixförmig
angeordnet sind. Bei der Tastenabtastung, wenn Spaltenadressen der Reihe nach durch
den Inhalt des B-Registers 174 spezifiziert werden, wird der EIN/AUS-Zustand jedes
Tastenschalters jeder Spalte erfaßt. Der EIN/ AUS-Zustand wird einmal in ein gegebenes
Register im Speicher 17 mit direktem Zugriff geladen und anschließend auf
die
Operationsschaltung 18 übertragen, wo er in geeigneter Weise verarbeitet wird. Wenn
es zu diesem Zeitpunkt einen Tastenschalter im eingeschalteten Zustand gibt, liegen
Daten, die den Tastenschalter wiedergeben, am X-Register 171 für die Anzeige im
Speicher 17 mit direktem Zugriff.
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Der Anzeigeteil 4 weist eine Anzahl von Anzeigeelementen auf, die
an den entsprechenden Stellen des Anzeigeteils 4 angeordnet sind. Die Stellen des
Anzeigeteils 4 werden der Reihe nach durch den Inhalt des B-Registers 174 spezifiziert.
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Gleichzeitig liegt der Inhalt des X-Registers 171, der den Stellen
entspricht, über die Operationsschaltung 18 am Anzeigeteil 4, wo der Inhalt der
entsprechenden Stellen angezeigt wird.
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Die zentrale Datenverarbeitungseinheit 2 und der Anzeigeteil 4 werden
von einer Energiequelle mit einer Spannung von +VDD versorgt, wie es in Figur 4
dargestellt ist. Wenn der nicht dargestellte Energieversorgungsschalter angeschaltet
ist, und das Steuersignal C erzeugt wird, dann unterbricht die Oszillatorschaltung
1 ihre Arbeit, so daß kein Taktimpuls # und keine Taktimpulse da und #2 erzeugt
werden. In einer derartigen Situation unterbricht dazu die zentrale Datenverarbeitungseinheit
ihre Arbeit, so daß die zentrale Datenverarbeitungseinheit 2 und der Anzeigeteil
4 wenig Energie verbrauchen. Dieser Zustand ist im wesentlichen einem Zustand äquivalent,
in dem der Energieversorgungsschalter geöffnet ist. Bei dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird weiterhin das Operationsergebnis oder eine ähnliche Information,
die im Speicher 17 mit direktem Speicher gespeichert worden ist, durch die Energiequellenspannung
+VDD sichergestellt, so daß die Daten gehalten werden.
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Im folgenden wird anhand der Figuren 2 und 3 die Arbeitsweise des
oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung
näher erläutert.
Die Figuren 2a bis 2d zeigen den Anzeigegehalt des Anzeigeteils 4 und den Inhalt
des X-Registers 171 bei vier verschiedenen Arbeitsweisen. Die Figuren 3a bis 3d
zeigen die logischen Pegel der Signale an den jeweiligen Teilen der Oszillatorschaltung
1 bei den verschiedenen Arbeitsweisen, die dem Inhalt der Figuren 2a bis 2d entsprechen.
Zuerst wird der Fall beschrieben, daß die Zahlentasten 1 , 2 und 3 des Tasteneingabeteils
3 betätigt werden, um die numerischen Daten ~123" einzugeben.
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Zu dem Zeitpunkt, an dem die Zahlentaste 1 betätigt wird, wird noch
kein Steuersignal ausgegeben, so daß das Ausgangssignal des Inverters 8 den logischen
Pegel n 1 Bw hat. Weiterhin hat das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 10 den logischen
Pegel ~1", so daß das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 11 einen Taktimpuls B liefert,
der abwechselnd seinen Pegel "1" und "0" in Perioden ändert, von denen jede durch
die Zeitkonstante C~R bestimmt ist, und diesen Taktimpuls ß an den Frequenzteiler
6 legt. Der Frequenzteiler 6 bildet die Grundtaktimpulse 1 und 82 auf der Grundlage
des Taktimpulses 8, die ihrerseits an der Zeitsignalgeneratorschaltung 19 in der
zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 liegen, um ein gegebenes Zeitsteuersignal
dadurch zu erzeugen. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit 2 führt die Tastenabtastung
in gewissen Perioden durch, wie es oben beschrieben wurde, um den EiN/AUS-Zustand
des Tastenschalters im Tasteneingabeteil 3 zu erfassen. Wenn die Zahlentasten 1
t 2 und 3 der Reihe nach gedrückt werden, werden folglich numerische Daten "1",
2 und ~3" in das X-Register 171 im Speicher 17 mit direktem.Zugriff eingegeben.
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Der Inhalt des X-Registers 171 wird auf den Anzeigeteil 4 übertragen,
wo er angezeigt wird. Figur 2a zeigt die Anzeige des Inhalts des X-Registers 171,
wenn die Betätigung der Zahlentaste 3 beendet ist. Die letzte gültige Stelle P des
X-Registers 171 gibt die Stelle des Dezimalpunktes wieder. Figur 3a zeigt den Signalpegel
an den jeweiligen Teilen der Oszillatorschaltung 1 zu diesem Zeitpunkt. Nachdem
die Zahlentaste 3 betätigt ist und die Tastenbetätigung
während
des Betriebes für 10 Minuten oder mehr, beisplelsweise unterbrochen wird, erfolgt
die Tastenabtastung während dieser Zeit, um zu beurteilen, daß die Taste nicht betätigt
ist. Während dieser Zeit wird auch die Operation der Addition +1 des Inhalts des
A-Registers 173 wiederholt, der als Zähler für den Zeitzählerstand im Speicher 17
mit direktem Zugriff dient. Wenn entschieden wird, de der Inhalt des A-Registers
173 gleich einem Inhalt ist, der 10 Minuten entspricht, erzeugt der Festspeicheradressenteil
16 das Steuersignal C als Signal mit logischem Pegel "1'. Dazu kommt das Ausgangssignal
des Inverters 8 auf einen logischen Pegel O, wie es in Figur 3b dargestellt ist,
so daß die Ausgangssignal der NAND-Glieder 9 und 10 aut die logischen Pegel "1"
und "0" umgekehrt werden und dieser umgekehrte Zustand beibehalten wird. Dementsprechend
bleibt das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 11 auf dem logischen Pegel 1 und unterbricht
der Frequenzteiler 6 die Erzeugung von Taktimpulsen 81 und #2. Das hat zur Folge,
daß alle Operationen der zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 unterbrochen werden.
Wie es in Figur 2b dargestellt ist, wird zu diesem Zeitpunkt der Inhalt des X-Registers
171 gehalten, ohne gelöscht zu werden und ist weiterhin der Anzeigeteil 4 leergetastet,
da er nicht mit einem Treiber impulssignal versorgt wird. Wenn die Tastenbetätigung
10 Minuten lang oder länger nicht erfolgt, wird in dieser Weise die Arbeit der Oszillatorschaltung
1 unterbrochen, nachdem das Steuersignal C ausgegeben ist, um die Erzeugung der
Taktimpulse /1 und 82 zu unterbrechen. Dieser Zustand der Schaltung ist einem Zustand,
in dem die Energieversorgung unterbrochen ist, äquivalent. Der Energieverbrauch
während dieser Zeit ist daher nahezu gleich Null, das Ergebnis der Operation wird
jedoch gehalten, so daß es für den Wiederbeginn des Betriebes bereitsteht.
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Um den Betrieb wieder zu beginnen, wird anschließend ein Tastenschalter
des Tasteneingabeteils 3 betätigt. Auf die Betätigung des Tastenschalters hin wird
das Ausgangssignal
des Tastenschalters, d.h. ein Signal mit logischem
Pegel "O" an das NAND-Glied 10 gelegt, um das Ausgangssignal für das NAND-Glied
11 auf den logischen Pegel "1" umzukehren. Dementsprechend beginnt das NAND-Glied
11 damit, den Taktimpuls ~ zu erzeugen, so daß die Taktimpulse 01 und 82 erzeugt
werden und die Tastenabtastung der zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 erneut
beginnt. In diesem Fall wird das Steuersignal C nicht erzeugt, so daß es den logischen
Pegel ~0" hat. Wie es in Figur 2c dargestellt ist, beginnt die Anzeige des Anzeigeteils
4 gleichfalls, so daß die numerischen Daten "123." angezeigt werden, die vorher
eingegeben wurden. Figur 3b zeigt einen Zustand der Oszillatorschaltung 1, wenn
die Betätigung des Tastenschalters beendet ist, und zeigt weiterhin, daß der Zustand
auf den in Figur 3a dargestellten Zustand zurückgeführt ist.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht die Oszillatorschaltung
aus einem RC-Schwingkreis, dem Frequenzteiler und der Eingangsverknüpfungsschaltung.
Die Schaltung kann in verschiedener Weise abgewandelt werden, wenn die Schaltung
jedoch abgewandelt wird, so erfolgt das in der Weise, daß dann, wenn die Taste für
eine gegebene Zeitdauer nicht betätigt wird, während die Energiequelle angeschaltet
ist, die Schwingung unterbrochen wird, jedoch wieder in Gang gesetzt wird, wenn
die Taste bei der Betriebswiederaufnahme betätigt wird. Im folgenden wird anhand
von Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei dem
irgendeine Taste, die zuerst gedrückt wird, nachdem die Schaltung in den Zustand
der automatischen Abschaltung der Energieversorgung gebracht ist, diesen Zustand
freigibt, und bei dem die Taste, die als nächstes gedrückt wird, die Dateneingabe
möglich macht. In Figur 4 sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche Elemente wie in
Figur 1 bezeichnet, wobei einige Schaltungsblöcke Kombinationen von einigen in Figur
1 dargestellten Schaltungsblöcken sind, was die Erläuterung vereinfacht.
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Wie es in Figur 4 dargestellt ist, weist ein Steuerteil 20 den Festwertspeicher
15, den Festspeicheradressenteil 16 und die Zeitsignalgeneratorschaltung 19 in Figur
1 auf.
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Der Schaltungsaufbau ist ähnlich dem in Figur 1, so daß er nicht nochmals
erläutert wird. Der Steuerteil 20 steht mit einem Operationsspeicherteil 21 über
eine Sammelschiene B1 in Verbindung, der den Speicher 17 mit direktem Zugriff und
die arithmetische und logische Einheit 18 enthält. Die Tastenabtastdaten vom Operationsspeicherteil
21 liegen über eine Sammelschiene B2 am Dekodierer 22. Der Dekodierer 22 entschlüsselt
die empfangenen Tastenabtastdaten, um der Reihe nach Tastenabtastsignale KS1 bis
KS5 zu erzeugen, die ihrerseits über ODER-Glieder 311 bis 315 an den Eingangsleitungen
L1 bis L5 liegen. Die Tastenschalter, die den Zahlentasten für die Zahlen O bis
9 entsprechen und die Funktionstasten zur Durchführung von Rechenoperationen sind
jeweils an den Kreuzungspunkten der Eingangsleitungen L1 bis L5 des Tasteneingabeteils
3 und der Ausgangsleitungen M1 bis M4 angeordnet. Wenn somit Tastenabtastsignale
KS1 bis KS5 der Reihe nach den Eingangsleitungen L1 bis L5 eingegeben werden, wird
der EIN/AUS-Zustand der vier Tasten auf den entsprechenden Eingangsleitungen parallel
als Tastendaten DO bis D3 aus vier Bits ausgegeben, die ihrerseits auf ein Tastenpufferregister
23 in der zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 übertragen werden. Wenn der Rechner
sich im Zustand der automatischen Abschaltung der Energieversorgung befindet, liegt
ein Rücksetzausgangssignal RL einer RS-Flip-Flop-Schaltung 24, die rückgesetzt wird,
wenn sich der Rechner in diesem Zustand befindet, über die ODER-Glieder 311 bis
315 an den Eingangsleitungen L1 bis L5, damit die automatische Abschaltung der Energieversorgung
durch die Betätigung irgendeiner Taste am Tasteneingabeteil 3 gelöst werden kann.
Die Tastendaten DO bis D3 werden alle den ersten Eingangsklemmen von UND-Gliedern
27 und 28 in der Energiequellensteuerschaltung 26 über ein ODER-Glied 25 eingegeben.
An der zweiten Eingangsklemme des UND-Gliedes 27 liegt ein Setzausgangssignal S2
einer
RS-Flip-Flop-Schaltung 29. Die RS-Flip-Flop-Schaltung 29 kommt in den gesetzten
Zustand, wenn der Rechner sich im Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
befindet. Dazu liegt ein Signal APO für die automatische Abschaltung der Energieversorgung,
das im wesentlichen identisch mit dem Steuersignal C in Figur 1 ist, an der Setzeingangsklemme
S der Flip-Flop-Schaltung 29.
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Das Signal APO wird erzeugt, wenn die Tasten des Tasteneingabeteils
3 für eine gegebene Zeitdauer von beispielsweise 10 Minuten unbetätigt bleiben,
während der Energieversorgungsschalter 30 eingeschaltet bleibt. Dazu ist die arithmetische
und logische Schaltung 18 im Operationsspeicherteil 21 so ausgelegt, daß die Operation
für die Zeitzählung beispielsweise die +1-Operation, bei jeder Tastenbetätigung
unter der Steuerung des Steuerteils 20 erfolgt.
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Zum Zeitpunkt der Operation dient das A-Register 173 (siehe Figur
1) des Speichers mit direktem Zugriff im Operationsspeicherteil 21 zum Speichern
der Zähldaten.
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Das Ausgangssignal vom NAND-Glied 27 liegt an einem Binärzähler 31,
wo es gezählt wird. Das Signal APO wird an die Rücksetzklemme des Binärzählers 31
gelegt. Wenn das Signal APO erzeugt wird, wird der Binärzähler 31 auf Null zurückgesetzt.
Wenn der Inhalt des Binärzählers 31 aufgezählt wird und sein Inhalt sich von 1'auf
"O" ändert, wird ein Ubertragssignal CA, das vom Binärzähler 31 erzeugt wird, an
die Rilcksetzeingangsklemme R der Flip-Flop-Schaltung 29 gelegt.
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Das Rücksetzausgangssignal R2 der Flip-Flop-Schaltung 29, die in den
rückgesetzten Zustand gebracht ist, liegt an der ersten Eingangsklemme eines UND-Gliedes
32. An der zweiten Eingangsklemme des UND-Gliedes 32 liegt ein Taktimpuls CP vom
Steuerteil 20. Wenn sowohl das Signal R2 als auch der Taktimpuls CP am UND-Glied
32 liegen, wird eine Taktimpuls-CP' synchron mit dem Taktimpuls CP als Datenschreibsteuersignal
vom UND-Glied 32 an das Tastenpufferregister 23 gelegt, wodurch Tastendaten DO bis
D3 in das Tastenpufferregister 23 geladen werden.
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Die Energiequellenspannung VDD liegt an der Eingangsklemme des Energieversorgungsschalters
30, dessen Ausgangssignal einer monostabilen Schaltung oder Univibratorschaltung
33, einem UND-Glied 28 und einem Inverter 34 zugeführt wird.
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Das Ausgangssignal von der monostabilen Schaltung .33 liegt über ein
ODER-Glied 35 an der Setzeingangsklemme S einer RS-Flip-Flop-Schaltung 24.
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Am UND-Glied 28 liegt ein Ausgangssignal des O9ER-Gliedes 25, das
dann erzeugt wird, wenn eine Taste betätigt wird.
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Das Ausgangssignal des UND-uliedes 28 liegt gleichfalls an der Setzeingangsklemme
S der Flip-Flop-Schaltung 24,und zwar über ein ODER-Glied 35. Das Ausgangssignal
vom Invester 34 liegt an einer monostabilen Schaltung 36, deren Ausgangssignal an
der Rücksetzeingangsklemme R der Flip-Flop-Schaltung 24,und zwar über ein ODER-Glied
37 liegt. Das Signal APO liegt gleichfalls über das ODER-Glied 37 an der Rücksetzeingangsklemme
R der Flip-Flop-Schaltung 24, um dadurch die Flip-Flop-Schaltung 24 rückzusetzen.
Das SetzausJangssignal S1 der Flip-Flop-Schaltung 24 liegt als ein Steuersignal
(siehe Figur 1) an einer Eingangsklemme des NAND-Gliedes 11 im Oszillator 1 anstelle
des Ausgangssignals vom NAND-Glied 10. Wenn das Setzausgangssignal S1 einen logischen
Pegel 1 hat, erzeugt der Oszillator einen Taktimpuls Q mit einer gegebenen Frequenz
zum Betreiben der jeweiligen Schaltungen, der seinerseits am Frequenzteiler 6 liegt,
der die Taktimpulse p1 und 2 erzeugt. Die Taktimpulse dl und #2 liegen an einer
Zeitsignalgeneratorschaltung 19 im Steuerteil 20. Wenn die Flip-Flop-Schaltung 24
dadurch zuruckgesetzt wird, daß der Energieversorgungsschalter 30 geöffnet wird,
oder daß das Signal APO für die automatische Unterbrechung der Energieversorgung
erzeugt wird, unterbricht die Oszillatorschaltung 1 ihren Betrieb, so daß kein Taktimpuls
8 erzeugt wird und sich die Schaltung im Zustand der Betriebsunterbrechung befindet.
Wenn die automatische Unterbrechung der Energieversorgung dadurch gelöst wird, daß
der Energieversorgungsschalter 30 angeschaltet oder irgendeine
Taste
am Tasteneingabeteil 3 betätigt wird, wird die Flip-Flop-Schaltung 24 gesetzt, um
die Oszillatorschaltung 1 anzusteuern, damit diese den Taktimpuls < den jeweiligen
Schaltungen liefert.
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Im folgenden wird anhand der Figuren Sa bis 5g die Arbeitsweise des
oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Um bei angeschaltetem
Energieversorgungsschalter 30 den elektronischen Rechner zu benutzen, erzeugt die
monostabile Schaltung 33 ein Einzelimpulssignal, das seinerseits über das ODER-Glied
35 an der Setzeingangsklemme S der Flip-Flop-Schaltung 24 liegt. Das hat zur Folge,
daß die Flip-Flop-Schaltung 24 gesetzt wird, und ein Setzausgangssignal S1 mit dem
logischen Pegel "1" erzeugt, das seinerseits an der Oszillatorschaltung 1 liegt.
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Auf den Empfang des Signals S1 beginnt die Oszillatorschaltung 1 zu
arbeiten, so daß Taktsignale >1 und 2 erzeugt werden, die bewirken, daß die Zeitsignalgeneratorschaltung
19 im Steuerteil 20 verschiedene Zeitsteuersignale zur Übertragung auf die jeweiligen
Schaltungen erzeugt. Mittels dieser Zeitsteuersignale beginnen die jeweiligen Schaltungen
zu arbeiten. Die Operationsspeicherschaltung 21 überträgt die Tastenabtastdaten
auf den Dekodierer 22 unter der Steuerung des Steuerteils 20, um die Tastenabtastung
zu beginnen. Der Dekodierer 22 erzeugt der Reihe nach Tastenabtastsignale KS1 bis
KS5, die an den Eingangsleitungen L1 bis L5 des Tasteneingabeteils 3 liegen, so
daß der Tasteneingabeteil 3 die Tastendaten D0 bis D3 über die Ausgangsklemmen M1
bis M4 erzeugt. Da die Flip-Flop-Schaltung 29 zu diesem Zeitpunkt rückgesetzt ist,
hat das Rücksetzsignal R2 den logischen Wert n 1 n (Figur 5c) so daß das UND-Glied
32 voll funk- c tionsbereit ist (Figur 5g). Der Steuerteil 20 erzeugt weiterhin
den Tastendatenschreibtaktimpuls CP (Figur 5f), entsprechend der Tastenabtastung,
der am UND-Glied 32 liegt.
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Das UND-Glied 32 erzeugt daher den Taktimpuls CP' (Figur sog), so
daß die Tastendaten D0 bis D3 in das Tastenpufferregister 23 geladen werden. Anschließend
liegen die Tastendaten D0 bis
D3 am Operationsspeicherteil 21,
wo der Inhalt der Tastendaten D0 bis D3 aufgenommen, d.h. überprüft wird, ob eine
Taste betätigt ist oder nicht. Die Tastenabtastung wird wiederholt ausgeführt, bis
irgendeine Taste betätigt wird.
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Wenn irgendeine Taste betätigt wird, wird die Betätigung der Taste
aus dem Inhalt der Tastendaten D0 bis D3 wahrgenommen und werden die Tastendaten
D0 bis D3 durch den Operationsspeicherteil 21 verarbeitet, beispielsweise eingegeben
oder einer Operation unterworfen. Nach dem Ende der Operation beginnt wieder die
Tastenabtastung und wird anschließend ein ähnlicher Arbeitsvorgang wiederholt.
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Wenn eine Tastenbetätigung nach der Eingabe durch eine Tastenbetätigung
oder eines Operationsprozesses nicht erfolgt, während der Energieversorgungsschalter
30 angeschaltet bleibt, führt der Operationsspeicherteil 21 einen Zeitzählvorgang
zusammen mit der Tastenabtastung aus, wie es oben beschrieben wurde, und zwar in
einer Weise, die ähnlich der Arbeitsweise ist, wie sie anhand von Figur 1 beschrieben
wurde, bis eine gegebene Zeitspanne nach der letzten Tastenbetätigung abgelaufen
ist. Beim Ablauf der gegebenen Zeitspanne erzeugt der Steuerteil 20 das Signal APO
zur automatischen Unterbrechung der Energieversorgung, das auf die Setzeingangsklemme
S der Flip-Flop-Schaltung 29 übertragen wird. Die Flip-Flop-Schaltung 29 wird somit
gesetzt, so daß sie ein Setzausgangssignal S2 mit einem logischen Wert n 1 n erzeugt
(Figur 5a),das anschließend am UND-Glied 27 liegt, um dieses zu öffnen. Da die Flip-Flop-Schaltung
29 zu diesem Zeitpunkt gesetzt ist, hat das Rücksetzausgangssignal R2 den logischen
Wert ~0", so daß das UND-Glied 27 freigegeben ist. Das Signal APO zur automatischen
Unterbrechung der Energieversorgung liegt an der RUcksetzklemme des Binärzählers
31, um den Inhalt des Binärzählers 31 zu löschen und auf Null zu bringen. Das Signal
APO zur automatischen Unterbrechung der Energieversorgung liegt gleichfalls an der
Rücksetzeingangsklemme R der Flip-Flop-Schaltung 24, und zwar über das ODER-Glied
37, um dadurch die Flip-Flop-Schaltung 24 rückzusetzen, deren Rücksetzausgangssignal
R1
auf den logischen Wert n 1 I umgekehrt wird und deren Setzausgangssignal S1 auf
den logischen Wert "0" umgekehrt wird. Das Setzausgangssignal S1 liegt an einer
Eingangsklemme des NAND-Gliedes 11 (Figur 2), um die Oszillatorschaltung 1 anzuhalten
und die Erzeugung der Taktimpulse 1 und 82 zu unterbrechen. Das hat zur Folge, daß
der Betrieb der jeweiligen Schaltungen im Rechner unterbrochen wird und der Energieverbrauch
nahezu gleich Null wird, so daß der Zustand der automatischen Unterbrechung der
Energieversorgung hergestellt wird. Das Rücksetzausgangssignal R1 der Flip-Flop-Schaltung
24, das ein Signal mit dem logischen Wert ~1" ist, liegt konstant an den Eingangsleitungen
L1 bis L5 des Tasteneingabeteils 3,und zwar über die ODER-Glieder 311 bis 315, während
der Zeit der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise für den Fall beschrieben, in dem
die automatische Unterbrechung der Energieversorgung des Rechners freigegeben und
mit der Benutzung des Rechners begonnen wird. Zuerst wird eine der Tasten am Tasteneingabeteil
3 beispielsweise die Zahlentaste 1 betätigt (Figur 5a). Zu diesem Zeitpunkt lag
das Rücksetzausgangssignal R1 mit dem logischen Wert 1 an den Eingangsleitungen
L1 bis L5, so daß die Tastendaten D0 bis D3 einschließlich der Daten der Betätigung
der Zahlentaste 1 (nur 1 Bit der Tastendaten DO bis D3,das der Zahlentaste 1 entspricht,
hat den logischen Wert "1") über die Ausgangsleitungen M1 bis M4 erzeugt werden.
Dazu erzeugt das ODER-Glied 24 ein Signal mit dem logischen Wert 1 für eine gegebene
Zeitdauer, das auf die UND-Glieder 27 und 28 übertragen wird.
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Auf den Empfang des Signals mit dem logischen Wert 1 öffnet das UND-Glied
27 und erzeugt das UND-Glied 27 ein Ausgangssignal synchron mit dem Ausgangssignal
vom ODER-Glied 25, das am Binärzähler 31 liegt. Das hat zur Folge, daß der Inhalt
des Binärzählers 31 auf 1 aufgezählt wird.
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Da der Energieversorgungsschalter 30 angeschaltet bleibt, hat das
Ausgangssignal des Schalters den logischen Wert "1",
so daß das
UND-Glied 28 freigegeben wird. Das Ausgangssignal mit dem logischen Wert "1", das
vom ODER-Glied 25 erzeugt wird, liegt somit über das UND-Glied 28 und das ODER-Glied
35 an der Setzeingangsklemme S der Flip-i?lop-Schaltung 24. Die Flip-Flop-Schaltung
24 wird daher gesetzt, so daß das Setzausgangssignal S1 auf den logischen Wert "1"
und das Rücksetzausgangssignal R1 auf den logischen Wert "0" umgekehrt werden. Dementsprechend
beginnt die Oszillatorschaltung 1 zu arbeiten, so daß sie Taktimpulse B1 und 82
erzeugt und die jeweiligen Schaltungen des Rechners zu arbeiten beginnen. In dieser
Weise wird der Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung gelöst.
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Im folgenden wird der Arbeitsvorgang zum Wiederingangsetzen des Betriebes,
d.h. die Eingabe von Daten in den Rechner beschrieben. Anschließend an die Taste
1 wird die Zahlentaste 2 (Figur 5a), die für die Operation notwendig ist, betätigt.
Das hat zur Folge, daß die Tastendaten D0 bis D3 einschließlich der Betätigungsdaten
der Zahlentaste 2 vom Tasteneingabeteil 3 erzeugt und auf das Tastenpufferregister
23 und das ODER-Glied 25 übertragen werden. Das ODER-Glied 25 erzeugt ein Signal
mit dem logischen Wert "1" für eine gegebene Zeitdauer (Figur Sb), das an den UND-Gliedern
27 und 28 liegt. Zu dieser Zeit ist das UND-Glied 27 noch nicht durchgeschaltet,
so daß das UND-Glied 27 ein Signal mit dem logischen Wert 1 erzeugt,das seinerseits
am Binärzähler 31 liegt. Der Inhalt des Binärzählers 31 nimmt daher um 1 (+1) zu,
so daß er sich von"1"auf 0tändert und der Binärzähler 31 ein Ubertragssignal CA
erzeugt (Figur 5c), das seinerseits an der Rücksetzeingangsklemme R der Flip-Flop-Schaltung
29 liegt. Dementsprechend wird die Flip-Flop-Schaltung 29 gesetzt, so daß das Rücksetzausgangssignal
S2 auf den logischen Wert "0" kommt und das Rücksetzausgangssignal R2 auf den logischen
Wert "1" kommt.
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Das Rücksetzausgangssignal R2 liegt am UND-Glied 32, so daß dieses
freigegeben wird Zu d iesem diesemZeitpunkt legt der
Steuerteil
20 den Taktimpuls CP zum Schreiben der Tastendaten an das UND-Glied 32. Dementsprechend
erzeugt das UND-Glied 32 einen Taktimpuls CP' (Figur 5g) synchron mit dem Taktimpuls
CP, wobei der Taktimpuls CP' am Tastenpufferregister 23 liegt. Auf den Taktimpuls
CP' ansprechend, können die Tastendaten D0 bis D3 in das Tastenpufferregister 23
eingeladen werden. Die eingeladenen Tastendaten werden vom Tastenpufferregister
23 dem Operationsspeicherteil 21 übertragen, in dem eine gegebene Signalverarbeitung
erfolgt.
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In dieser Weise wird der Zustand der automatischen Unterbrechung der
Energieversorgung, in den der Rechner gekommen ist durch die erste Betätigung einer
Taste des Tasteneingabeteils 3 gelöst, so daß der Rechner betriebsbereit wird und
die anschließenden Daten eingegeben oder verarbeitet werden können.
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Wie es oben beschrieben wurde, ist es bei dem Ausführungsbeispiel
mit dem in Figur 4 dargestellten Aufbau möglich, selbst dann, wenn der Rechner in
den Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung gebracht ist,
durch die Betätigung irgendeiner Taste des Eingabeteils 3 diesen Zustand aufzuheben.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Rechnern wird keine Taste ausschließlich zum Aufheben
des Zustands der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung verwandt. Die
Anzahl der Tasten ist daher geringer, so daß der Rechner klein und kostengünstig
ausgebildet werden kann. Zusätzlich zum Aufheben des Zustandes der automatischen
Unterbrechung der Energieversorgung ist die Tastenbetätigung in keiner Weise beschränkt,
wenn die Taste zum Aufheben des Zustandes der Unterbrechung der Energieversorgung
betätigt ist, da die Schaltung so ausgelegt ist, daß die Datenverarbeitung entsprechend
der betätigten Taste noch nicht zum Zeitpunkt der Tastenbetätigung ausgeführt wird.
Die aufwendige Betätigung einer speziellen Taste zum Aufheben des Zustandes der
automatischen Unterbrechung der Energieversorgung, die bei einem herkömmlichen Rechner
wesentlich
ist, ist daher nicht mehr nötig. Die Wiederherstellung
des betriebsbereiten Zustandes erfolgt daher einfach, so daß die Arbeitsweise ohne
Unterbrechung auf die anschließende Dateneingabe oder Datenverarbeitung über gehen
kann.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Tastenbetätigung
gemäß Figur 4 und 5 unter Verwendung der Zahlentaste 1 beschrieben. Anstelle einer
Zahlentaste kann jedoch auch eine Funktionstaste verwandt werden. Auch wenn die
Funktionstaste betätigt wird, wird die erste BetäLigung niemals eine Rechenoperation
in Gang setzen.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Binärzähler'der
die Anzahl der Betätigungen der Tasten nach Einstellung des Zustandes der automatischen
Unterbrechung der Energieversorgung zählt, separat vom arithmetischen operationsspeicherteil
21 vorgesehen. Das kann in einer Weise erfolgen, die ähnlich wie beim Zählen der
Zeit zum Ilcrstellen des Zustandes der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
im Operationsspeicherteil 21 ist. In diesem Fall ist ein Zählbereich im Speicher
mit direktem Zugriff vorgesehen.
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Im folgenden wird anhand der Figuren 6 bis 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Energieverbrauchs beschrieben,
das in der Lage ist, den Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
zu lösen.
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Für gleiche oder äquivalente Teile in Figur 4 sind in den Figuren
6 und 7 gleiche Bezugszeichen verwandt.
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Das wesentliche Merkmal bei diesem Ausführungsbeispiel besteht darin,
daß der Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung durch irgendeine
Taste am Tasteneingabeteil aufgehoben werden kann, und daß entsprechend der Dauer
der
Betätigung der Taste beurteilt wird, ob eine Taste betätigt wird oder nicht. Wenn
eine Taste länger als etwa 1 Sekunde gedrückt wird, erfolgt die Dateneingabe.
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Figur 6 zeigt in einem Blockschaltbild den Gesamtaufbau eines Rechners
als Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem die Tastenbetätigungsdauer aufnehmenden
Teil 40, der die Dauer der Tastenbetätigung überwacht und automatisch auf der Grundlage
des Ergebnisses dieser Überwachung nach einer automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
die Betriebsbereitschaft des Rechners wiederherstellt.
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Der Monitor oder der Aufnahmeteil 40 ist im einzelnen in Figur 7 dargestellt.
Wenn irgendeine Taste am Tasteneingabeteil 3 gedrückt wird, liegt das Ausgangssignal
vom ODER-Glied 25 (Figur 4)an einem UND-Glied 41 im Teil 40, das dem UND-Glied 27
in Figur 4 entspricht. Das Ausgangssignal vom UND-Glied 41 liegt an einem Binärzähler
42, der dem Binärzähler 31 in Figur 4 entspricht, sowie an einem UND-Glied 43, an
dessen anderer Eingangsklemme ein Taktimpuls für die Zeitzählung liegt. Der Binärzähler
42 zählt das Ausgangssignal vom UND-Glied 41 und ein Einsekundenzähler 44 zählt
die Betätigungsdauer der Taste, die über die UND-Glieder 41 und 43 anliegt. Übertragssignale
vom Binärzähler 42 und vom Einsekundenzähler 44 liegen über ein ODER-Glied 45 an
der Rücksetzklemme R einer RS-Flip-Flop-Schaltung 46, die der Flip-Flop-Schaltung
29 in Figur 4 entspricht. Die Flip-Flop-Schaltung 46 wird rückgesetzt, wenn ein
übertragssignal entweder vom Binärzähler 42 oder vom Einsekundenzähler 44 erzeugt
wird. Das Setzausgangssignal Q der Flip-Flop-Schaltung 23 liegt als Schaltsteuersignal
an einem UND-Glied 47, das dem UND-Glied 32 in Figur 4 entspricht und an dessen
anderer Eingangsklemme das Signal CP vom Steuerteil 20 liegt. Das Ausgangssignal
des UND-Gliedes 47 liegt als Schreibsignal am Tastenpufferregister 23. Wenn der
Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung hergestellt ist, liegt
das vom Steuerteil 20 erzeugt Signal APO an der Rücksetzeingangsklemme R des Binärzählers
42 und
des Einsekundenzählers 44 sowie an der Setzeingangsklemme
S der Flip-Flop-Schaltung 46. Das Setzausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 46
liegt am UND-Glied 41. Ein Steuerteil 50 für den Betriebszustand in Figur 6 hat
genau denselben Aufbau aus monostabilen Schaltungen 33 und 36, einer RS-Flip-Flop-Schaltung
24, ODER-Glieder 35 und 37,dem UND-Glied 28 und dem Inverter 34. Der Teil 50 wird
daher nicht nochmals beschrieben.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise des Rechners mit dem in Figur 6
und 7 dargestellten Aufbau beschrieben.
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Bis zur Herstellung des Zustandes der automatischen Unterbrechung
der Energieversorgung ist die Arbeitsweise des Rechners ähnlich der des in Figur
4 dargestellten Rechners.
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Die folgende Darstellung setzt daher bei der Aufhebung des Zustandes
der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung ein, was anhand der Figuren
8a bis 8j und Figur 9a bis 9j beschrieben wird. Es folgt der Fall, in dem die Betätigungsdauer
einer Taste unter einer Sekunde nach einer automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
liegt.
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Wenn der Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
auftritt, wird die Flip-Flop-Schaltung 24 in Figur 7 rückgesetzt, wie es oben angegeben
wurde,und wird die Arbeit der Oszillatorschaltung 1 unterbrochen, so daß alle Tasten
am Tasteneingabeteil 3 betätigungsbereit sind.
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Da die Flip-Flop-Schaltung 46 gesetzt wurde, ist das UND-Glied 41
durchschaltbereit und ist das UND-Glied 47 sperrbereit.
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Wenn eine Zahlentaste, beispielsweise die Taste 1 (Figur 8a) gedrückt
wird, liegt das Ausgangssignal von der betätigten Taste an dem Steuerteil 50,und
zwar über das ODER-Glied 25.
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Die Flip-Flop-Schaltung 24 wird über das UND-Glied 28 und das ODER-Glied
35 gesetzt, so daß die Oszillatorschaltung 1 arbeitet und wieder Taktimpulse 91
und 02 erzeugt. Das Signal der Tastenbetätigung vom ODER-Glied 25 liegt am UND-Glied
41 der Schaltung 40 zum überwachen der Betätigungsdauer.
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Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Flip-Flop-Schaltung 46 im gesetzten
Zustand, so daß ihr Setzausgangssignal den logischen Wert 1 hat und das UND-Glied
41 das Tastenbetätigungssignal erzeugt, um den Binärzähler 42 um eins weiterzählen
zu lassen und gleichzeitig das UND-Glied 43 zu öffnen. Das geöffnete UND-Glied 43
läßt Taktimpulse von der Oszillatorschaltung 1 zum Einsekundenzähler 44 hindurchgehen,
um diesen zu betreiben. Der Einsekundenzähler 44 überwacht die Betätigungsdauer
der Taste oder nimmt die Betätigungsdauer der Taste auf. Wenn die betätigte Taste
innerhalb einer Sekunde freigegeben wird, werden die übertragssignale D und C vom
Einsekundenzähler 44 und vom Binärzähler 42 nicht erzeugt (Figur 8b und Figur 8g).Die
Flip-Flop-Schaltung 46 wird daher nicht rückgesetzt, so daß das Rücksetzausgangssignal
Q den logischen Wert "0" hat. Selbst wenn daher das Signal CP vom Steuerteil 20
empfangen wird, wird vom UND-Glied 47 das Signal CP' nicht erzeugt. Tastendaten
werden daher nicht in den Tastenpufferspeicher geladen, es wird lediglich der Zustand
der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung aufgehoben. Das hat zur Folge,
daß der Rechner wieder in den Zustand der angeschalteten Energieversorgung kommt,
so daß er wieder betriebsbereit wird. Wie es in Figur 8a dargestellt ist, wird dann,
wenn anschließend eine Eingabetaste, beispielsweise die Taste 2 zum zweitenmal gedrückt
wird, dieses Tastenbetätigungssignal an den Binärzähler 42 über das ODER-Glied 25
gelegt und kommt das UND-Glied 41 in den durchschaltbereiten Zustand. Der Binärzähler
42 zählt dann auf, um ein übertragssignal C zu erzeugen.
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Das übertragssignal liegt am ODER-Glied 45, um die Flip-Flop-Schaltung
46 rückzusetzen. Das Tastenbetätigungssignal wird in das Tastenpufferregister 23
geladen, damit über das UND-Glied 47 das Signal CP' ausgegeben wird. Der Inhalt
des Pufferregisters 23 wird auf den Operationsspeicherteil 21 übertragen, wo eine
gegebene Datenverarbeitung, in diesem Fall der Eintritt in die Datenverarbeitung,
erfolgt. Im folgenden wird anhand von Figur 9 die Arbeitsweise des Rechners beschrieben,
wenn die betätigte Taste nach einer eine Sekunde
dauernden Betätigungszeit
freigegeben wird. Wenn eine Taste zuerst gedrückt wird, wird die Flip-Flop-Schaltung
24 des Steuerteils 50 gesetzt, wie es oben erwähnt wurde und in Figur 9c dargestellt
ist, um den Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung aufzuheben.
Der Impulsoszillator 1 beginnt damit, einen Taktimpuls zu erzeugen, und der Rechner
kommt in den Zustand der angeschalteten Energieversorgung. Gleichzeitig öffnet das
Ausgangssignal vom ODER-Glied 25 das UND-Glied 41 (in der Flip-Flop-Schaltung 46
ist Q gleich "1") und zählt der Binärzähler 42 um eins auf.
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Der Taktimpuls liegt über das UND-Glied 43, das durch das Ausgangssignal
vom UND-Glied 41 geöffnet ist am Einsekundenzähler 44, so daß dieser aufgezählt.
Da in diesem Fall die Taste selbst nach einer Sekunde gedrückt gehalten wird, erzeugt
der Einsekundenzähler 44 nach einer Sekunde ein über tragssignal (Figur 9b). Das
Übertrags signal liegt über das ODER-Glied an der Flip-Flop-Schaltung 46,um diese
rückzusetzen.
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Dementsprechend wird das UND-Glied 47 durch das Rücksetzausgangssignal
Q mit dem logischen Wert "1" (Figur 9f) der Flip-Flop-Schaltung 46 geöffnet. Da
dementsprechend das Tastendatenschreibsignal CP' am Tastenpufferregister 23 liegt,
wird das Tastenbetätigungssignal eingeladen. Nur mit der ersten Tastenbetätigung
nach der Einstellung des Zustandes der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
werden in dieser Weise Tastendaten vom Tasteneingabeteil 3 in das Pufferregister
23 geladen, während der Rechner in den Zustand der angeschalteten Energieversorgung
gebracht wird.
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Auch wenn eine Funktionstaste im Zustand der automatischen Unterbrechung
der Energieversorgung betätigt wird, kommt der Rechner wieder in den Zustand der
eingeschalteten Energieversorgung, wenn die Tastenbetätigung eine Sekunde lang oder
weniger dauert. Wenn die Tastenbetätigung eine Sekunde oder mehr dauert, kehrt der
Rechner in den Zustand der angeschalteten Energieversorgung zurück, und führt der
Rechner die durch die betätigte Taste bezeichnete Operation aus.
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Wie es oben beschrieben wurde, kann das in Figur 6 und 7 dargestellte
Ausführungsbeispiel den Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
aufheben und gleichfalls beurteilen, ob die Verarbeitung der durch die betätigte
Taste eingegebenen Daten erfolgen soll oder nicht, was von der Betätigungsdauer
der betätigten Taste abhängt.
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Dadurch werden die verschiedenen Nachteile herkömmlicher Rechner,
daß nämlich eine spezielle Taste vorgesehen ist und betätigt wird und daß die Ein-
knd Ausschalttasten verwandt werden, beseitigt. Um sowohl eine Verarbeitung der
eingegebenen Daten als auch eine Aufhebung des Zustandes der automatischen Unterbrechung
der Energieversorgung gleichzeitig zu erreichen, reicht es aus, eine Taste für eine
gegebene Zeit oder länger zu drücken. Um nur die Aufhebung des Zustandes der automatischen
Unterbrechung der Energieversorgung zu bewirken, wird die Taste für eine Dauer betätigt,
die kleiner als die vorgegebene Zeitspanne ist.
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Wenn beispielsweise die Dateneingabe erfolgt, wenn die Taste zum erstenmal
nach der Einstellung des Zustandes der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
betätigt wird, werden fehlerhafte Daten nicht in den Rechner eingegeben, wobei der
Zustand der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung aufgehoben wird, selbst
wenn eine Taste irrtümlich betätigt wird,oder wenn die Bedienungsperson die Taste
innerhalb einer gegebenen Zeitspanne freigibt. Durch eine geeignete Wahl der Betätigungsdauer
der Taste kann somit der Rechner seinem Zweck entsprechend eingesetzt werden oder
in den betriebsbereiten Zustand gebracht werden.
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Wie es oben beschrieben wurde, wird die Unterbrechung der Schwingung
der Oszillatorschaltung oder die Beurteilung der -Annahme oder Zurückweisung des
Tastenbetätigungssignals durch das Ausgangssignal von einer Einrichtung gesteuert,
die die Betätigungsdauer auf der Grundlage des Tastenbetätigungssignals überwacht,
das vom Tasteneingabeteil kommt.
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Es kann auch ein Energiequellensteuerteil vorgesehen sein, der steuerbar
eine Betriebsspannung oder ein Betriebsimpulssignal
den gegebenen
Schaltung der elektronischen Vorxichtung liefert. über eine Tasteneingabebetätigung
nach der Einstellung des Zustandes der automatischen Unterbrechung der Energieversorgung
können bei einer derartigen Anordnung die gegebenen Schaltungen unter der Steuerung
des Energiequellensteuerteils betrieben werden, während gleichzeitig die Datenverarbeitung
auf der Grundlage der Tastenbetätigung durchgeführt werden kann. Bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel weist die die Betätigungsdauer über wachende oder aufnehmende
Einrichtung einen Binär zähler auf und ist der Einsekundenzähler separat vorgesehen.
Dieser kann jedoch beispielsweise in den Speicher mit direktem Zugriff oder in ähnlicher
Weise in den Operationsspeicherteil mit eingebaut sein.
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