DE3315683C1 - Schaltungsanordnung zum Abfragen einer Matrix aus Tastenkontakten - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Abfragen einer Matrix aus Tastenkontakten

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DE3315683C1
DE3315683C1 DE19833315683 DE3315683A DE3315683C1 DE 3315683 C1 DE3315683 C1 DE 3315683C1 DE 19833315683 DE19833315683 DE 19833315683 DE 3315683 A DE3315683 A DE 3315683A DE 3315683 C1 DE3315683 C1 DE 3315683C1
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Texas Instruments Deutschland GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/20Dynamic coding, i.e. by key scanning

Description

  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Eigenschaft der Abfrageanschlüsse der datenverarbeitenden Baueinheit ausgenutzt, daß sie sowohl als Ausgänge für die Abgabe von Abfragesignalen als auch als Eingänge für den Empfang von Abfragesignalen wirken können. Dadurch wird ermöglicht, die eine Tastenkontaktgruppe abzufragen, wenn die eine Gruppe der Abfrageanschlüsse als Eingänge und die andere Gruppe als Ausgänge wirkt, während die andere Tastenkontaktgruppe abgefragt werden kann, wenn die andere Gruppe der Abfrageanschlüsse als Eingänge und die eine Gruppe als Ausgänge wirkt.
  • Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Schaltungsanordnung kann bei vorgegebener Anzahl der Abfrageanschlüsse die doppelte Anzahl von Tastenkontakten abgefragt werden, als dies bei herkömmlichen Abfrageschaltungen möglich wäre.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, F i g. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung von F i g. 1, F i g. 3 ein weiteres Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, wobei die Ausgangsstufe eines als datenverarbeitende Baueinheit verwendeten Mikrocomputers genauer dargestellt ist und wobei zur Vereinfachung die Tastenkontaktmatrix in verkleinertem Umfang dargestellt ist, und F i g. 4 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung von F i g. 3.
  • Die in F i g. 1 dargestellte Tastenkontaktmatrix enthält 32 Tastenkontakte, die in vier Zeilen und in acht Spalten angeordnet sind. Die Zeilen- und Spaltenleiter sind in Fig. 1 jeweils fortlaufend numeriert. Am Überkreuzungspunkt eines Zeilenleiters oder eines Spaltenleiters ist als Symbol für einen an dieser Stelle befindlichen Tastenkontakt jeweils ein Kreis gezeichnet. Für den Tastenkontakt am Kreuzungspunkt des ersten Zeilenleiters und des ersten Spaltenleiters ist in F i g. 1 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt, wie der Tastenkontakt zwischen den Zeilenleiter und den Spaltenleiter eingefügt ist. Wie zu erkennen ist, kann durch Schließen des Tastenkontakts Teine Verbindung zwischen dem Zeilenleiter und dem Spaltenleiter hergestellt werden. In der nachfolgenden Beschreibung ist auf die Tastenkontakte jeweils mit der allgemeinen Bezeichnung Tij Bezug genommen, wobei i die Zeilenleiterzahl und j die Spaltenleiterzahl ist. Der in Fig. 1 deutlicher dargestellte Tastenkontakt ist also der Tastenkontakt T1.1.
  • Die Tastenkontakte der in F i g. 1 dargestellten Matrix sind in zwei Gruppen aufgeteilt, nämlich eine erste Gruppe aus 16 Tastenkontakten an den Kreuzungspunkten der vier Zeilenleiter und der Spaltenleiter 1 bis 4 und eine zweite Gruppe aus 16 Tastenkontakten an den Kreuzungspunkten der vier Zeilenleiter und der Spaltenleiter 5 bis 8.
  • Das Abfragen der Tastenkontaktmatrix erfolgt mittels eines Mikrocomputers 10, in den durch Betätigen jeweils eines der 32 Tastenkontakte bestimmte Informationen eingegeben werden können. Der Mikrocomputer 10 hat zu diesem Zweck Abfrageanschlüsse A 1 bis A4 und B1 bis B4. Diese Anschlüsse haben die Eigenschaft, daß sie einerseits Abfragesignale abgeben können und andererseits auch erkennen, wenn ihnen von außen ein Abfragesignal zugeführt wird. Diese Anschlüsse können also abwechselnd als Ausgänge und als Eingänge wirken.
  • Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die zur ersten Tastenkontaktgruppe führenden Zeilenleiter direkt an die Abfrageanschlüsse A 1 bis A 4 angeschlossen. Mit den Zeilenleitern der zweiten Tastenkontaktgruppe sind die Abfrageanschlüsse A 1 bis A 4 jeweils über eine Diode D1, D2, D3 bzw. D4 verbunden. Die Spaltenleiter der ersten Tastenkontaktgruppe sind über Dioden D5, D6, D7 und D8 mit dem jeweils zugehörigen Abfrageanschluß B 1, B2, B3 bzw. B 4 verbunden, und diese Abfrageanschlüsse B1 bis B 4 sind an die Spaltenleiter der zweiten Tastenkontaktgruppe direkt angeschlossen.
  • Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet beim Abfragen der Tastenkontaktmatrix folgendermaßen: Bei der nachfolgenden Schilderung der Wirkungsweise wird auf das Signaldiagramm von F i g. 2 Bezug genommen; in den ersten acht Diagrammzeilen sind die an den Anschlüssen A 1 bis A 4 und B1 bis B 4 abgegebenen Abfragesignale angegeben, und in den letzten vier Diagrammzeilen sind Beispiele von Signalen angegeben, die sich beim Betätigen bestimmter Tasten kontakte ergeben. Im Signaldiagramm sind dabei jeweils links der durchgehenden senkrechten Linie die Abfrageanschlüsse angegeben, an denen die dargestellten Signale auftreten.
  • Zunächst sei angenommen, daß kein Tastenkontakt betätigt ist. Der Mikrocomputer 10 sorgt dafür, daß zu Beginn eines Abfragezyklus Ta die Abfrageanschlüsse A 1 bis A 4 als Ausgänge wirken und Abfragesignale abgeben und daß die Abfrageanschlüsse B 1 bis B4 als Eingänge wirken und somit bei ihnen ankommende Abfragesignale erkennen. Zunächst geben nacheinander die Abfrageanschlüsse A 1, A 2, A 3 und A 4 Abfragesignale ab, die zeitlich so gegeneinander versetzt sind, wie aus dem Signaldiagramm von F i g. 2 hervorgeht. Nach dem Auftreten des Abfragesignals am Abfrageanschluß A4 führt der Mikrocomputer 10 eine Umschaltung durch, die bewirkt, daß die Abfrageanschlüsse B 1 bis B4 als Ausgänge wirken und daß die Abfrageanschlüsse A 1 bis A4 als Eingänge wirken und bei ihnen ankommende Abfragesignale erkennen. Nach dieser Umschaltung geben die Abfrageanschlüsse B1 bis B4 nacheinander Abfragesignale ab, wie dies aus Fig.2 hervorgeht.
  • Die an den Abfrageanschlüssen A 1 bis A4 auftretenden Abfragesignale werden jeweils an die mit ihnen in Verbindung stehenden Zeilenleiter angelegt, was bedeutet, daß das Abfragesignal am Abfrageanschluß A 1 an den ersten Zeilenleiter, das Abfragesignal am Abfrageanschluß A 2 an den zweiten Zeilenleiter usw. angelegt wird. Die an den Abfrageanschlüssen B 1 bis B4 auftretenden Abfragesignale gelangen an die acht Spaltenleiter, wobei das Abfragesignal vom Abfrageanschluß B 1 an den ersten und an den fünften Spaltenleiter, das Abfragesignal vom Abfrageanschluß B2 an den zweiten und an den sechsten Spaltenleiter, das Abfragesignal vom Abfrageanschluß B3 an den dritten und siebten Spaltenleiter und das Abfragesignal vom Abfrageanschluß B4 an den vierten und achten Spaltenleiter gelangt.
  • Wenn, wie im geschilderten Beispiel angenommen, kein Tastenkontakt betätigt ist, empfangen die Abfrageanschlüsse A 1 bis A4 und B1 bis B4 in den Zeitabschnitten des Abfragezyklus Ta, in denen sie als Eingänge wirken, keine Abfragesignale. Es erfolgt somit auch keine Informationseingabe in den Mikrocomputer 10.
  • Es wird nun angenommen, daß der Tastenkontakt T1.1 betätigt ist Das vom Abfrageanschluß A 1 an den ersten Zeilenleiter angelegte Abfragesignal wird aufgrund des betätigten Tastenkontakts T1.1 zwar zum ersten Spaltenleiter durchgeschaltet, doch kann es nicht zu dem in diesem ersten Abschnitt des Abfragezykllls Ta als Eingang wirkenden Abfrageanschluß B 1 gelangen, da dies durch die Diode D 5 verhindert wird. Wenn im weiteren Ablauf des Abfragezyklus Ta jedoch der Abfrageanschluß B1 das Abfragesignal abgibt, dann wird dieses Signal über die Diode D 5 und den betätigten Tastenkontakt T1.1 zum Abfrageanschluß A 1 übertragen. Da dieser Abfrageanschluß in diesem zweiten Abschnitt des Abfragezyklus Ta als Eingang wirkt, kann der Mikrocomputer 10 das Auftreten des Abfragesignals erkennen und auswerten. Der Mikrocomputer kann aufgrund der Koinzidenz zwischen der Abgabe eines Abfragesignals am Abfrageanschluß B 1 und dem Empfang des Abfragesignals am Abfrageanschluß A 1 eindeutig erkennen, daß der Tastenkontakt T1.1 betätigt ist. Auf diese Weise kann die diesem Tastenkontakt zugeordnete Information in den Mikrocomputer 10 eingegeben werden. Im Signaldiagramm von F i g. 2 ist der Fall des betätigten Tastenkontakts T1.1 angegeben, wobei das dargestellte Signal am Abfrageanschluß A 1 in zeitlicher Koinzidenz mit dem vom Abfrageanschluß B 1 abgegebenen Signal auftritt.
  • Das Betätigen des Tastenkontakts T3.2 kann der Mikrocomputer erkennen, wenn der Abfrageanschluß A 3 als Eingang wirkt und der Abfrageanschluß B 2 das Abfragesignal abgibt. Dieses Abfragesignal gelangt über die Diode D 6 und den geschlossenen Tastenkontakt zum Abfrageanschluß A 3. Das Kriterium dafür, daß der Tastenkontakt T3.2 betätigt ist, ist also die Koinzidenz der Abgabe des Abfragesignals am Abfrageanschluß B2 und des Empfangs des Abfragesignals am Abfrageanschluß A 3. Auch dieser Fall ist im Signaldiagramm von F i g. 2 dargestellt. Die geschilderten Beispiele betrafen die Abfrage von Tastenkontakten in der ersten Tastenkontaktgruppe; die Informationseingabe in den Mikrocomputer 10 mit Hilfe von Tastenkontakten dieser ersten Gruppe kann stets dann erfolgen, wenn die Abfrageanschlüsse A 1 bis A 4 als Eingänge und die Abfrageanschlüsse B1 bis B4 als Ausgänge wirken.
  • Es sei nun der Fall betrachtet, daß der Tastenkontakt T1.5 betätigt ist. Die Betätigung dieses Tastenkontakts führt dazu, daß ein am Abfrageanschluß A 1 auftretendes Abfragesignal zum fünften Spaltenleiter durchgeschaltet wird, von dem es zum Abfrageanschluß B1 übertragen wird. Die Betätigung des Tastenkontakts T1.5 läßt sich also aus der Koinzidenz zwischen der Abgabe des Abfragesignals am Abfrageanschluß A 1 und dem Empfang des Abfragesignals am Abfrageanschluß B1 erkennen. Die Betätigung des Tastenkontakts T2.8 kann vom Mikrocomputer 10 dadurch erkannt werden, daß das vom Abfrageanschluß A 2 abgegebene Abfragesignal zum Abfrageanschluß B4 durchgeschaltet wird. Auch die beiden zuletzt geschilderten Beispiele sind in Fig.2 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß eine Informationseingabe in den Mikrocomputer 10 mittels der Tastenkontakte der zweiten Gruppe immer dann erfolgen kann, wenn die Abfrageanschlüsse A 1 bis A 4 als Ausgänge und die Abfrageanschlüsse B 1 bis B4 als Eingänge wirken.
  • Mit Hilfe der beschriebenen Schaltungsanordnung können 32 Tastenkontakte daraufhin abgefragt werden, ob einer der Kontakte betätigt ist. Für diese Abfrage werden lediglich acht Abfrageanschlüsse benötigt. Um ein sicheres Abfragen unter Berücksichtigung des Kontaktprellens zu gewährleisten, werden in der Regel Abfragezyklen in der Größenordnung zwischen 10 ms und 20 ms angewendet.
  • Zum besseren Verständnis, wie im Mikrocomputer die Umschaltung der Ausgangs- und Eingangsfunktion der Abfrageanschlüsse erfolgt, wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 die in einem im Handel erhältlichen Mikrocomputer angewendete Ausgangsstufe erläutert, die die Funktionsumschaltung ermöglicht. Dieser Mikrocomputer weist vier Abfrageanschlüsse im Sinne des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels auf, die abwechselnd als Ausgänge und als Eingänge wirken können. Mit diesen vier Anschlüssen können acht Tastenkontakte abgefragt werden, die in zwei Zeilen und in vier Spalten angeordnet sind.
  • Der in F i g. 3 dargestellte Mikrocomputer 20 enthält eine Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30, die an Anschlüssen a 1, a 2, b 1, b 2 Abfragesignale abgibt. Die zeitliche Folge dieser Signale ist im Signaldiagramm von F i g. 4 dargestellt. Die von den Anschlüssen a 1, a 2, b 1 und b 2 abgegebenen Signale werden über noch zu beschreibende Schaltungseinheiten an Ablaufsteueranschlüsse A 1', A 2', B 1' und B 2' übertragen, von wo aus sie den Zeilen- und Spaltenleitern der Tastenkontaktmatrix zugeführt werden.
  • Die Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 gibt an einem Anschluß S ein Steuersignal ab, mit dessen Hilfe die Funktionsumschaltung der Abfrageanschlüsse A d', A 2', B 1' und B2' zwischen der Eingangsfunktion und der Ausgangsfunktion durchgeführt wird.
  • In die Verbindung zwischen den Anschluß a 1 und den Abfrageanschluß A 1' sind hintereinander ein Negator N 1 und eine ebenfalls negierend wirkende Trennstufe n 1 eingefügt. Der Negator N1 ist ein Verstärkerelement mit einem sogenannten Tristate-Ausgang. Dies bedeutet, daß der Ausgang des Negators N 1 drei verschiedene Zustände annehmen kann, nämlich den Zustand, in dem er ein Signal mit dem niedrigen Signalwert »L« abgibt, den Zustand, bei dem er ein Signal mit dem hohen Signalwert »H« abgibt und den Zustand, bei dem er eine hohe Impedanz aufweist. Der zuletzt genannte Zustand tritt dann ein, wenn einem Sperreingang des Negators N1 ein Steuersignal mit dem niedrigen Signalwert »L« zugeführt wird. Liegt am Sperreingang ein Steuersignal mit dem hohen Signalwert »H« an, führt der Negator N 1 die Invertierung des ihm jeweils zugeführten Eingangssignals durch. Die Trennstufe n 1 empfängt das Ausgangssignal des Negators N1, und sie führt dieses Signal über einen Widerstand R 1 der Basis eines PNP-Transistors TR zu.
  • Zwischen der Basis und einer Versorgungsspannungsklemme Liegt ein weiterer Widerstand R2; die Versorgungsspannungsklemme V ist auch direkt mit dem Emitter des Transistors TR verbunden. Zwischen dem Kollektor des Transistors TR und Masse liegt ein weiterer Widerstand R 3. Der Kollektor des Transistors TR führt direkt zum Abfrageanschluß A 1'.
  • Die Trennstufe n 1 bewirkt, wie erwähnt, eine Negierung des ihr zugeführten Signals. Wird ihrem Eingang ein Signal mit dem niedrigen Wert »L« zugeführt, wird der PNP-Transistor TR leitend, so daß an seinem Kollektor und damit also am Ausgang der Trennstufe n 1 im wesentlichen die Versorgungsspannung V auftritt, die dem hohen Signalwert »H« entspricht. Liegt andererseits am Eingang der Trennstufe n t ein Signal mit dem hohen Wert »H« an, wird der Transistor TR gesperrt, so daß an seinem Kollektor und damit am Ausgang der Trennstufe n 1 im wesentlichen Masse auftritt, die dem niedrigen Signalwert »L« entspricht. Die übrigen Trennstufen n2, n3 und n4 arbeiten ebenso.
  • In die Verbindungen zwischen den Anschlüssen a 2, b 1 und b2 sowie A 2', B1' bzw. B2' sind ebenfalls hintereinander jeweils ein Negator und eine Trennstufe eingefügt, wie aus Fig.3 erkennbar ist. Fig.3 zeigt ferner, daß die Sperreingänge der Negatoren N1 und N2 direkt mit dem Anschluß S der Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 verbunden, sind, während die Sperreingänge der Negatoren N3 und N4 über einen weiteren Negator N5 mit diesem Anschluß S in Verbindung stehen.
  • Die Abfrageanschlüsse A 1', A 2', B 1' und B2' sind jeweils über ein Trennglied TG 1, TG 2, TG 3 bzw. TG 4 mit den Anschlüssen a 1, a 2, b 1 bzw. b 2 der Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 verbunden.
  • Diese Trennglieder TG 1 bis TG 4 sind wie die Negatoren N 1 bis N4 Verstärkerelemente mit Tristate-Ausgang, die jeweils einen Sperreingang aufweisen. Wenn das Signal an dem Sperreingang den hohen Signalwert »H« hat, übertragen die Trennglieder das ihrem Eingang zugeführte Signal zum Ausgang, während sie dann, wenn das Steuersignal den niedrigen Signalwert »L« hat, das ihrem Eingang zugeführte Signal nicht übertragen und an ihrem Ausgang eine hohe Impedanz erzeugen. F i g. 3 zeigt, daß die Sperreingänge der Trennglieder TG 1 und TAG 2 direkt mit dem Anschluß S der Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 verbunden sind, während die Sperreingänge der Trennglieder TAG 3 und TAG 4 über einen Negator N6 mit dem Anschluß S in Verbindung stehen.
  • In den ersten fünf Diagrammzeilen des Signaldiagramms von F i g. 4 sind die von den Anschlüssen S, a 1, a 2, b 1 und b 2 abgegebenen Abfragesignale dargestellt.
  • Die von den Abfrageanschlüssen A 1', A 2', B 1' und B 2' abgegebenen Abfragesignale stimmen mit den an den Anschlüssen a 1, a 2, b 1 und b 2 abgegebenen Signalen überein. Es sei angenommen, daß zu Beginn eines Abfragezyklus Tal das vom Anschluß S abgegebene Steuersignal den hohen Signalwert »H« hat. Dies bedeutet, daß die Negatoren N1, N2 und die Trennglieder TG 1 und TG 2 freigegeben sind und somit die ihnen zugeführten Signale negierend im Falle der Negatoren bzw. nichtnegierend im Falle der Trennglieder übertragen. Da das Steuersignal der Negatoren N3 und N4 sowie den Trenngliedern TG 3 und TG 4 jeweils über Negatoren N5 bzw. N6 zugeführt wird, sind diese Baueinheiten gesperrt, so daß sie eine hohe Ausgangsimpedanz aufweisen. Der Abfragezyklus Ta beginnt mit der Abfrage eines Signals mit dem hohen Wert »H« am Anschluß a 1. Dieses Signal wird vom Negator N 1 negiert, so daß dem Eingang der Trennstufe n 1 ein Signal mit dem niedrigen Wert »L« zugeführt wird. Der PNP-Transistor TR wird dadurch leitend, so daß an seinem Kollektor im wesentlichen die der Versorgungsspannungsklemme V zugeführte hohe Spannung auftritt, die dem hohen Signalwert »H« entspricht. Das Signal mit dem hohen Signalwert »H« wird daher als Abfragesignal vom Abfrageanschluß A 1' abgegeben und an den ersten Zeilenleiter angelegt. Da im derzeit betrachteten Zustand keine Taste gedrückt sein soll, wird dieses Abfragesignal zu keinem Spaltenleiter durchgeschaltet. Anschließend gibt der Anschluß a 2 ein Signal mit dem hohen Signalwert »H« ab, das in der gleichen Weise zum Abfrageanschluß A 2' übertragen wird und als Abfragesignal an den zweiten Zeilenleiter gelangt.
  • Im Anschluß daran schaltet die Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 das am Anschluß S abgegebene Steuersignal auf den niedrigen Signalwert »L« um, so daß die Negatoren N1 und N2 gesperrt und die Negatoren N3 und N4 freigegeben werden. In der gleichen Weise werden die Trennglieder TG 1 und TG 2 gesperrt, während die Trennglieder TAG 3 und TAG 4 freigegeben werden. Die von den Anschlüssen b 1 und b 2 in der in F i g. 4 dargestellten Weise nacheinander abgegebenen Signale werden als Abfragesignale zu den Abfrageanschlüssen B 1' und B2' übertragen und an die Spaltenleiter der Tastenkontaktmatrix angelegt.
  • Es sei nun angenommen, daß der Tastenkontakt T 1.1 betätigt ist. Dadurch kann ein vom Abfrageanschluß B1' abgegebenes Abfragesignal über die Diode D 11 zum ersten Zeilenleiter und zum Abfrageanschluß A 1' durchgeschaltet werden. Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, ist der Abfrageanschluß A 1' mit dem Eingang des Trennglieds TG 3 verbunden. Im Zeitpunkt des Auftretens des Abfragesignals am Abfrageanschluß B 1' ist das Trennglied TAG 3 freigegeben, da das seinem Sperreingang zugeführte Steuersignal den hohen Signalwert hat. Dadurch kann das vom betätigten Tastenkontakt T1.1 dem Abfrageanschluß A 1' zugeführte Abfragesignal über das Trennglied TAG 3 zum Anschluß a 1 der Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 übertragen werden. Aus der Koinzidenz zwischen dem Auftreten des Abfragesignals am Anschluß B1' und des über das Trennglied TG3 zum Anschluß a 1 übertragenen Signals kann die Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung erkennen, daß der Tastenkontakt T1.1 betätigt ist. Auf diese Weise wird die dem Tastenkontakt T 1.1 zugeordnete Information in den Mikrocomputer 20 eingegeben. In der fünften Zeile von Fig.4 ist dieser Fall der Betätigung des Tastenkontakts T1.1 dargestellt. Bei Betätigung des Tastenkontakts T2.3 wird das am Abfrageanschluß A 2' abgegebene Abfragesignal zum dritten Spaltenleiter durchgeschaltet, so daß es über das Trennglied TG 1 zum Anschluß b 1 der Ablaufsteuer- und Auswertungsschaltung 30 übertragen wird. Das Trennglied TG 1 ist an diesem Zeitpunkt wegen des seinem Sperreingang zugeführten Steuersignals mit hohem Signalwert »H« freigegeben. Bei einer Betätigung des Tastenkontakts T2.4 erfolgt eine Durchschaltung des am Abfrageanschluß A 2' abgegebenen Abfragesignals zum vierten Spaltenleiter und über das Trennglied TG 2 zum Anschluß b 2 der Ablaufsteuer- und Auswertungsschal; tung 30. Auch die beiden zuletzt genannten Beispiele für die Betätigung von Tastenkontakten sind in F i g. 4 dargestellt.
  • Es sei nochmals der Fall betrachtet, daß der Tastenkontakt T2.4 betätigt ist. Wie bereits erwähnt, wird in diesem Fall ein am Abfrageanschluß A 2' auftretendes Abfragesignal zum vierten Spaltenleiter durchgeschaltet. Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, steht der vierte Spaltenleiter über die Diode D 12 auch mit dem zweiten Spaltenleiter in Verbindung. Wenn nun entgegen der Bedienungsvorschrift, daß in der Tastenkontaktmatrix immer nur ein Tastenkontakt betätigt werden darf, zusätzlich zum Tastenkontakt T2.4 auch ein dem zweiten Spaltenleiter zugeordneter Tastenkontakt, beispielsweise der Tastenkontakt T1.2 betätigt wird, wird das Abfragesignal auch zum ersten Zeilenleiter durchgeschaltet und gelangt zum Abfrageanschluß A 1'. Dies führt jedoch nicht zu Störungen, da an dem Zeitpunkt an dem dieses Abfragesignal auftritt, das mit dem Abfrageanschluß A 1' verbundene Trennglied TAG 3 gesperrt ist. Da an diesem Zeitpunkt der Transistor TR in der Trennstufe n 1 gesperrt ist, gibt diese Trennstufe an ihrem Ausgang ein Signal mit dem niedrigen Wert »L« ab, jedoch führt die Zuführung des Abfragesignals mit dem hohen Signalwert »H« über den fälschlicherweise betätigten Tastenkontakt T2.1 lediglich zu einem Spannungsabfall am Widerstand R 3, der ohne weitere Auswirkungen auf die gesamte Schaltung bleibt.
  • Die beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht A w es, bei einer vorgegebenen Anzahl von Abfrageanschlüssen eine größere Anzahl von Tastenkontakten einer Matrix abzufragen, a;s dies bei der eingangs geschilderten herkömmlichen Abfrageschaltung der Fall war.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Abfragen einer Matrix aus Tastenkontakten, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind und im betätigten Zustand jeweils einen Zeilenleiter mit einem Spaltenleiter verbinden, mittels einer datenverarbeitenden Baueinheit, die mit den Zeilen- und Spaltenleitern der Matrix in Verbindung stehende Abfrageanschlüsse aufweist, die Abfragesignale sowohl abgeben als auch empfangen können, d a du reh g e k e n n -z ei c h n e t, daß eine erste Gruppe von Abfrageanschlüssen (A 1 -A 4; A 1', A 2') direkt an die einer ersten Tastenkontaktgruppe der Matrix zugeordneten Zeilenleiter und jeweils über eine Diode (D 1 - D 4; D 9, D 10) an die einer zweiten, die verbleibenden Tastenkontakte der Matrix umfassenden Tastenkontaktgruppe zugeordneten Zeilenleiter angeschlossen sind und daß eine zweite Gruppe von Abfrageanschlüssen (ß 1-ß4; B 1', B2') jeweils über eine Diode (D5-D8; D11, D 12) an die der ersten Tastenkontaktgruppe zugeordneten Spaltenleiter und direkt an die der zweiten Tastenkontaktgruppe zugeordneten Spaltenleiter angeschlossen sind.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageanschlüsse (B 1 - B 4; B 1', B2') der zweiten Gruppe Abfragesignale an die Spaltenleiter der ersten Tastenkontaktgruppe anlegen, während eine Feststellung von Abfragesignalen, die das Vorliegen eines betätigten Tastenkontakts anzeigen, an den Zeilenleitern dieser ersten Tastenkontaktgruppe erfolgt, und daß die Abfrageanschlüsse (A 1 -A 4; A 1', A 2') der ersten Gruppe Abfragesignale an die Zeilenleiter der zweiten Tastenkontaktgruppe anlegen, während die Feststellung von Abfragesignalen, die das Vorliegen eines betätigten Tastenkontakts anzeigen, an den Spaltenleitern dieser zweiten Tastenkontaktgruppe erfolgt.
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Abfragen einer Matrix aus Tastenkontakten, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind und im betätigten Zustand jeweils einen Zeilenleiter mit einem Spaltenleiter verbinden, mittels einer datenverarbeitenden Baueinheit, die mit den Zeilen- und Spaltenleitern der Matrix in Verbindung stehende Abfrageanschlüsse aufweist, die Abfragesignale sowohl abgeben als auch empfangen können.
    Eine Matrix aus in Zeilen und Spalten angeordneten Tastenkontakten wird sehr häufig dazu benutzt, Informationen in datenverarbeitende Baueinheiten, beispielsweise Mikroprozessoren oder Mikrocomputer, einzugeben. Zum Erkennen, welche Taste jeweils gerade gedrückt ist, muß eine 1-aus-N-Decodierung durchgeführt werden, wobei N die Anzahl der vorhandenen Tastenkontakte ist. Zum Abfragen der Matrix werden üblicherweise zeitlich aufeinanderfolgende Abfrageimpulse der Reihe nach an die Zeilenleiter der Matrix angelegt. Dies bedeutet, daß an den ersten Zeilenleiter ein erster Abfrageimpuls, im Anschluß daran ein zweiter Abfrageimpuls an den zweiten Zeilenleiter usw. angelegt werden. Der Abfragezyklus endet mit dem Anlegen des letzten Abfrageimpulses an den letzten Zeilenleiter. Der Abfragezyklus beginnt dann wieder mit dem Anlegen des ersten Abfrageimpulses an den ersten Zeilenleiter.
    Eine betätigte Taste kann dadurch festgestellt werden, daß ein an einen Zeilenleiter angelegter Abfrageimpuls zu einem Spaltenleiter durchgeschaltet wird. Wenn also beispielsweise die am Kreuzungspunkt des ersten Zeilenleiters mit dem ersten Spaltenleiter angeordnete Taste gedrückt ist, wird der erste Abfrageimpuls zum ersten Spaltenleiter durchgeschaltet, und die datenverarbeitende Baueinheit kann aus der Koinzidenz des Auftretens des Abfrageimpulses am ersten Zeilenleiter und am ersten Spaltenleiter erkennen, daß die genannte Taste betätigt ist. Stellt die datenverarbeitende Baueinheit beispielsweise fest, daß der an dem dritten Zeilenleiter angelegte Abfrageimpuls am zweiten Spaltenleiter erscheint, dann bedeutet dies, daß die am Kreuzungspunkt des dritten Zeilenleiters mit dem zweiten Spaltenleiter liegende Taste betätigt ist. Die geschilderte Tastenmatrixabfrage wird beispielsweise beim Abfragen der Tastenkontakte von Taschenrechnern angewendet.
    Um alle Tastenkontakte einer Matrix aus A B Tasten kontakten abfragen zu können, benötigt die datenverarbeitende Baueinheit, die die Abfrage durchführt, A + BAnschlüsse zur Abgabe der Abfragesignale und zum Empfangen der jeweils von einer betätigten Taste durchgeschalteten Abfragesignale. Zum Abfragen von 32 Tastenkontakten, die in einer 4. 8-Matrix angeordnet sind, muß die datenverarbeitende Baueinheit beispielsweise zwölf Anschlüsse aufweisen, nämlich vier, die an die Zeilenleiter angeschlossen sind und acht, die an die Spaltenleiter angeschlossen sind. Bei datenverarbeitenden Baueinheiten, die in Form integrierter Schaltungen ausgeführt sind, beispielsweise bei integrierten Mikroprozessoren oder Mikrocomputern, ist diese relativ hohe Anzahl von Anschlüssen jedoch äußerst nachteilig, da das Vorsehen zusätzlicher Anschlüsse mit erheblichen Kosten verbunden sein kann.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß zum Abfragen der Matrix weniger Anschlüsse an der mit der Matrix zusammenarbeitenden datenverarbeitenden Baueinheit benötigt werden oder daß, auf andere Weise betrachtet, mit einer vorgegebenen Anzahl von Anschlüssen eine größere Anzahl von Tastenkontakten abgefragt werden kann.
    Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine erste Gruppe von Abfrageanschlüssen direkt an die einer ersten Tastenkontaktgruppe der Matrix zugeordneten Zeilenleiter und jeweils über eine Diode an die einer zweiten, die verbleibenden Tastenkontakte der Matrix umfassenden Tastenkontaktgruppe zugeordneten Zeilenleiter angeschlossen sind und daß eine zweite Gruppe von Abfrageanschlüssen jeweils über eine Diode an die der ersten Tastenkontaktgruppe zugeordneten Spaltenleiter und direkt an die der zweiten Tastenkontaktgruppe zugeordneten Spaltenleiter angeschlossen sind.
DE19833315683 1983-04-29 1983-04-29 Schaltungsanordnung zum Abfragen einer Matrix aus Tastenkontakten Expired DE3315683C1 (de)

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