EP0063686A1 - Schaltungsanordnung mit einem Tastschalterblock - Google Patents

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EP0063686A1
EP0063686A1 EP82101939A EP82101939A EP0063686A1 EP 0063686 A1 EP0063686 A1 EP 0063686A1 EP 82101939 A EP82101939 A EP 82101939A EP 82101939 A EP82101939 A EP 82101939A EP 0063686 A1 EP0063686 A1 EP 0063686A1
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EP
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switch
shift register
control unit
data
switches
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/18—Selecting circuits
    • G10H1/182—Key multiplexing
    • G—PHYSICS
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    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/18—Selecting circuits
    • G10H1/22—Selecting circuits for suppressing tones; Preference networks

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement with a pushbutton switch block.
  • a pushbutton switch block is to be understood as a group of switches (at least two) whose contact is closed only during actuation (tapping), the switches being functionally linked so that only the last actuated one "applies", but the others then become “invalid". The switches are therefore not interlocked mechanically, but electrically.
  • a control lamp is assigned to each switch so that the user can recognize which switch is assumed to be actuated.
  • Such key switch blocks are found, for example, in electronic musical instruments; Using the switches, for example, the timbre of the tones is changed in order to simulate different conventional musical instruments.
  • the object of the invention is to provide a circuit arrangement with the features specified in the preamble of claim 1, in which the switch can be queried with a minimum of effort, in particular with regard to the wiring and with extensive use of the existing components.
  • the control unit 10 serially delivers input data via line 12 to a shift register 14. After the shift register has been clocked through once, the binary data are on the read outputs 16.1, 16.2, ... 16.n of the shift register 14. It is assumed that one was actuated last Switches 18.1, 18.2, ..., 18.n are assigned a level "0" on the assigned output line 16; the outputs 16 are associated with the switch, for. B. in his button arranged lamp 20.1, 20.2, ..., 20.n connected. Since the other terminals of the lamps 20 are together on a rail 22 carrying a high level "V", the lamp in question lights up.
  • the switches 18 are equipped with work contacts. One terminal is connected to the assigned output 16 of the shift register 14, while the other terminal is briefly connected to a signaling line 24 when the switch is actuated by tapping it. The signaling 24 is also in the switch actuation pauses via a series resistor 26 at the high level V.
  • the control unit 10 In order to determine whether a switch is tapped, and which one is, the control unit 10 deletes the contents of the shift register 14 at certain time intervals via the erase line 28, so that the level 0 is simultaneously at all outputs 16. X is closed at this time any of the switches 18, the level "O" appears on the Signalisierleitun 24 g accordingly. The control unit then begins to drive high level bits through the To shift register, the shift is provided by the clock on line 30, and until the next cycle the same output line 16 X is queried again.
  • V-Pe q el Via the switch, which is still closed, a V-Pe q el then reaches signaling line 24, and the number of high-level bits that have been generated by the control unit since the start of the shift cycle identifies the position of the switch 18 X in question in the serial data sequence Output of the shift register.
  • zeros can also be given by the control unit 10 for a shift cycle over the serial data input, until, as before, the zero level is switched through the switch 18 X on the signaling line. This reduces the number of lines from four to three, but increases the effort in the control unit due to the larger number of data to be processed.
  • the content of the shift register is deleted with each interrogation process and is rebuilt. Of course, this is undesirable if the switches 18 are operated relatively rarely.
  • the content of the shift register during the interrogation cycle can initially remain undeleted by unlocking the interrogation pulse from the erase line 28 '- as shown in FIG. 2 - AND gate 32.1, 32.2, ..., 32.n, which are placed between output lines 16.1, 16.2, ..., 16.n and switches 18.1, 18.2, ..., 18.n.
  • the number of switches 18 with indicator lights 20 are not limited to the four or three shown.
  • the shift register 14 is commercially available; are more If there is a switch than the storage capacity of the shift register, additional shift registers can be added.
  • the query pulse on the erase line 28 need only be generated approximately every 100 ms in the above-mentioned application, for the duration of a sequence.
  • switch interrogation pulse briefly replaces all lamps 20 under operating voltage, but that the pulse duty factor is far too low to make the lamps light up, of course with the exception of the lamp which is intended to indicate the typed switch anyway.
  • circuit arrangement described makes additional flip-flops superfluous, the mechanical switches usually being connected downstream because of any contact bouncing.

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Abstract

Bei einem Tastschalterblock (18.1-18.n) mit Schalterkontroll-Lampen (20.1-20.n) ist eine Klemme der Schalter-Lampen-Kombination an die Datenausgänge (16.1-16.n) eines Schieberegisters (14) gekoppelt, an dessen Dateneingang (12) seriell die entsprechenden Daten eingetaktet werden. Zum Erfassen der Schalterbetätigung wird periodisch das Speisepotential (0) der Lampen auf alle Datenausgänge des Schieberegisters gelegt, so daß auf einer Signalisierleitung (24), an die die Ausgänge aller Schalter gelegt sind, dieses Potential erscheint und auf die die Daten liefernde Steuereinheit (10) gegeben wird. Diese ist so ausgelegt, daß von diesem Zeitpunkt an so lange das Gegen-Potential auf den Dateneingang des Schieberegisters getaktet wird, bis bei der nächsten Sequenz der noch immer geschlossene Schalter ermittelt ist. Die Zahl der bis dahin eingegebenen Daten identifiziert den angetippten Schalter. Anwendung bei Geräten mit umfangreichen Schalterblöcken zur Verringerung des Aufwands insbesondere hinsichtlich der Verkabelung, beispielsweise für Registerschalter bei elektronischen Orgeln.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Tastschalterblock.Unter einem Tastschalterblock soll eine Gruppe von Schaltern (mindestens zwei) verstanden werden, deren Kontakt nur während des Betätigens (Antippens) geschlossen wird, wobei die Schalter funktionell so verknüpft sind, daß nur der jeweils zuletzt betätigte "gilt", die übrigen aber daraufhin "ungültig" werden. Die Schalter sind also nicht mechanisch, sondern elektrisch gegeneinander verriegelt. Damit der Benutzer erkennen kann, welcher Schalter als betätigt angenommen wird, ist jedem Schalter eine Kontroll-Lampe zugeordnet.
  • Derartige Tastschalterblöcke finden sich beispielsweise in elektronischen Musikinstrumenten; mittels der Schalter wird beispielsweise die Klangfarbe der Töne verändert, um unterschiedliche konventionelle Musikinstrumente zu simulieren.
  • Es ist bekannt, jeder Kontroll-Lampe einen der parallelen Ausgänge eines Schieberegisters zuzuordnen.Von einer Steuereinheit werden Binärdaten seriell durch das Schieberegister geschoben, um sie zu einer gesteuerten Baugruppe, etwa Filtern, Speichern usw. zu übertragen. An den Registerausgängen steht jedoch ständig der Speicherinhalt in Form von hohem oder niedrigem Pegel, und alle Lampen hängen mit einem Eingang an einer Sammelschiene. Wenn diese beispielsweise hohen Pegel führt, entspricht einem Binärausgang "O" des Registers die aufleuchtende Lampe; alle andern Ausgänge führen dann ebenfalls hohen Pegel, so daß über den andern Lampen keine Potentialdifferenz steht.
  • Wenn von diesem Betriebszustand ausgehend (einer der Tastschalter war betätigt worden, die Steuereinheit hat entsprechende Binärdaten geliefert und das Schieberegister entsprechend geladen) ein anderer Schalter getippt wird, muß dies der Steuereinheit rückgemeldet werden, damit diese das Schieberegister entsprechend umlädt.- Man könnte natürlich von jedem einzelnen Schalter eine Leitungsverbindung zur Steuereinheit führen oder die Schalter mit einem gesonderten Multiplexer abfragen, doch würde dies insbesondere bei einer großen Anzahl von Schaltern im Schalterblock einen erheblichen Aufwand bedingen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen, bei der die Abfrage der Schalter mit einem Minimum an Aufwand, insbesondere hinsichtlich der Verdrahtung und unter weitgehender Verwendung der vorhandenen Bauteile ermöglicht ist.
  • Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche definieren zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Man kann aus der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele entnehmen, daß nur vier oder sogar nur drei Leitungen zwischen der Steuereinheit und dem Tastschalterblock benötigt werden, je nachdem, wieviel Datenverarbeitungskapazität die Steuereinheit zur Verfügung stellen kann. Auf weitere Vorteile wird im Laufe der folgenden Beschreibung hingewiesen.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.
    • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, und
    • Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 in analoger Darstellung.
  • Die Steuereinheit 10 liefert seriell Eingangsdaten über Leitung 12 an ein Schieberegister 14. Nachdem das Schieberegister einmal durchgetaktet ist, stehen die binären Daten auf den Leseausgängen 16.1, 16.2,...16.n des Schieberegisters 14. Es sei angenommen, daß einem zuletzt betätigten Schalter 18.1, 18.2,..., 18.n ein Pegel "0" auf der zugeordneten Ausgangsleitung 16 zugeordnet sei; die Ausgänge 16 sind mit der jeweils zu dem Schalter gehörenden, z. B. in seiner Taste angeordneten Lampe 20.1, 20.2,..., 20.n verbunden. Da die anderen Klemmen der Lampen 20 gemeinsam an einer hohen Pegel "V" führenden Schiene 22 liegen, leuchtet die betreffende Lampe auf.
  • Die Schalter 18 sind mit Arbeitskontakten ausgestattet. Ihre eine Klemme ist mit dem zugeordneten Ausgang 16 des Schieberegisters 14 verbunden, während die andere Klemme beim Betätigen des Schalters durch Antippen kurzzeitig mit einer Signalisierleitung 24 verbunden wird. Die Signalisierung 24 liegt in den Schalter-Betätigungspausen über einen Vorwiderstand 26 ebenfalls an dem hohen Pegel V.
  • Um festzustellen, ob ein Schalter angetippt wird, und welcher das ist, werden von der Steuereinheit 10 aus über die Löschleitung 28 in bestimmten zeitlichen Abständen die Inhalte des Schieberegisters 14 gelöscht, so daß an allen Ausgängen 16 gleichzeitig der Pegel 0 steht. Ist zu diesem Zeitpunkt irgendeiner der Schalter 18x geschlossen, erscheint auf der Signalisierleitung 24 demgemäß der Pegel "O". Daraufhin beginnt die Steuereinheit, Hochpegelbits durch das Schieberegister zu schieben, wobei die Verschiebung durch den Takt auf Leitung 30 vorgesehen ist, und zwar solange, bis beim nächsten Zyklus wieder dieselbe Ausgangsleitung 16X abgefragt wird. Über den noch geschlossenen Schalter gelangt dann ein V-Peqel auf Signalisierleitung 24, und die Anzahl der Hochpegelbits, die bis dahin ab Beginn des Schiebezyklus von der Steuereinheit erzeugt worden sind, identifiziert die Position des betreffenden Schalters 18X in der seriellen Datenfolge am Ausgang des Schieberegisters.
  • Anstelle des Abfragesignals auf der I,öschleitung 28 kann man auch von der Steuereinheit 10 aus einen Schiebezyklus lang Nullen über den seriellen Dateneingang geben, bis auf der Signalisierleitung, wie zuvor, der Nullpegel über den Schalter 18X durchgeschaltet wird. Damit wird die Anzahl der Leitungen von vier auf drei verringert, doch vergrößert sich der Aufwand in der Steuereinheit wegen der größeren Zahl der zu verarbeitenden Daten.
  • Bei dem insoweit beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei jedem Abfragevorgang der Inhalt des Schieberegisters gelöscht und wird neu aufgebaut. Dies ist natürlich dann unerwünscht, wenn die Schalter 18 relativ selten betätigt werden. Um die Steuereinheit zu entlasten, kann der Inhalt des Schieberegisters beim Abfragezyklus zunächst ungelöscht bleiben, indem der Abfrageimpuls von Löschleitung 28' -- wie in Fig. 2 dargestellt -- UND-Gatter 32.1, 32.2,..., 32.n entsperrt, die zwischen Ausgangsleitungen 16.1, 16.2,..., 16.n und die Schalter 18.1, 18.2, ..., 18.n gelegt sind.
  • Es versteht sich, daß die Anzahl der Schalter 18 mit Kontrollampen 20 nicht auf die dargestellten vier bzw. drei beschränkt sind. Das Schieberegister 14 ist handelsüblich; sind mehr Schalter vorhanden, als der Speicherkapazität des Schieberegisters entspricht, können weitere Schieberegister nachgeschaltet werden.
  • Der Abfrageimpuls auf der Löschleitung 28 braucht im obenerwähnten Anwendungsfall nur etwa alle 100ms erzeugt zu werden, und zwar für die Dauer einer Sequenz.
  • Werden versehentlich gleichzeitig mehrere Tastschalter 18 gedrückt, so wird der in der Schiebesequenz letzte als derjenige identifiziert, der als betätigt gelten soll, wie man leicht einsieht.
  • Es ist anzumerken, daß der Schalterabfrageimpuls zwar alle Lampen 20 kurzzeitig unter Betriebsspannung ersetzt, daß aber das Tastverhältnis viel zu gering ist, um die Lampen zum Aufleuchten zu bringen, natürlich mit Ausnahme derjenigen Lampe, die ohnehin den getippten Schalter anzeigen soll.
  • Ferner ist zu erwähnen, daß die beschriebene Schaltungsanordnung zusätzliche Kippkreise überflüssig macht, die mechanischen Schaltern üblicherweise wegen etwaigen Kontaktprellens nachgeschaltet werden.
  • Ein Äquivalent zur Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Verwendung eines TRISTATE-Schieberegisters mit dem Vorteil, daß die unmittelbare bequeme Verbindung Lampe-Schalter wie in Fig. 1 dann ebenfalls möglich ist.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung mit einem Schieberegister, dessen Datenausgänge mit Signallampen, denen jeweils ein Tastschalter zugeordnet ist, verbunden sind, und mit einer Steuereinheit zum sequentiellen Ansteuern des Schieberegisters zwecks Übertragung von dessen Inhalt auf einen Ausgangskanal, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tastschalter (18) mit einer Klemme an den Datenausgang (16) der zugeordneten Lampe (20) und mit der anderen Klemme an eine einen Binärpegel (V) führende Signalisierleitung (28) angekoppelt ist, daß die Steuereinheit (10) zum Anlegen des andern binären Pegels (0) in bestimmten Zeitabstanden an die Schalter (18) ausgebildet ist, wobei dieser von einem getasteten Schalter (18) auf die Signalisierleitung (28) durchgeschaltet wird und die Steuereinheit daraufhin Bits mit dem ersten binären Pegel (V) an den seriellen Dateneingang (12) des Schieberegisters (14) legt, bis dieser über den dem noch qeschlossenen Schalter zugeordneten Datenausgang (16) des Schieberegisters (14) auf der Signalisierleitung (28) erscheint, so daß die Anzahl der Bits mit dem ersten binären Pegel (V) die Position des getasteten Schalters in der Schiebesequenz identifiziert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10) den anderen binären Pegel (0) gleichzeitig an alle Schalter (18) über eine Löschleitung (28) anlegend ausgebildet ist, wobei der Speicherinhalt des Schieberegisters (14) gleichzeitig gelöscht wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10) Bits des anderen binären Pegels (0) während bestimmter Schiebesequenzen an den Dateneingang (12) des Schieberegisters anlegend ausgebildet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Datenausgänge (16) des Schieberegisters (14) und die Schalter (18) jeweils ein UND-Gatter (32) gelegt ist, an dessen Entsperreingang die Löschleitung (28')gekoppelt ist.
EP82101939A 1981-04-29 1982-03-11 Schaltungsanordnung mit einem Tastschalterblock Expired EP0063686B1 (de)

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