RU2487393C1 - Device for inputting command matrix signals - Google Patents
Device for inputting command matrix signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487393C1 RU2487393C1 RU2011152594/08A RU2011152594A RU2487393C1 RU 2487393 C1 RU2487393 C1 RU 2487393C1 RU 2011152594/08 A RU2011152594/08 A RU 2011152594/08A RU 2011152594 A RU2011152594 A RU 2011152594A RU 2487393 C1 RU2487393 C1 RU 2487393C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- diodes
- unit
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, может быть использовано в устройствах ввода в ответственной аппаратуре, например, для космических аппаратов.This invention relates to computer technology and automation, can be used in input devices in critical equipment, for example, for spacecraft.
Известно устройство приема сигналов командной матрицы и преобразование в позиционный код, содержащее матрицу коммутационных элементов, реле которых включены через развязывающий диод в перекрестие коммутируемых шин матрицы, а контакты этих реле являются информационными выходами устройства. Причем потенциалы строк и столбцов в командной матрице имеют разную полярность (В.Н.Рогинский «Построение релейных схем управления». М.: Энергия, 1964, стр.247, рис.8.8а).A device for receiving signals of a command matrix and converting to a positional code containing a matrix of switching elements, the relays of which are connected through an isolation diode to the crosshairs of the commutated matrix buses, is known, and the contacts of these relays are information outputs of the device. Moreover, the potentials of rows and columns in the command matrix have different polarity (V.N. Roginsky, “The construction of relay control circuits.” M.: Energia, 1964, p. 247, Fig. 8.8a).
Данное устройство не требует дешифратора, однако имеет большое количество используемых элементов (реле, развязывающие диоды, шунтирующие реле диоды) N=3(n×m), где n - число строк, m - число столбцов в коммутируемых шинах, что делает устройство громоздким.This device does not require a decoder, but it has a large number of elements used (relays, isolation diodes, shunt relay diodes) N = 3 (n × m), where n is the number of rows, m is the number of columns in switched buses, which makes the device cumbersome.
Известно устройство для ввода информации, содержащее матрицу коммутационных элементов с горизонтальными (строками) и вертикальными (столбцами) шинами, регистр, информационные входы которого через блок согласования подключены к матрице коммутационных элементов, выходы регистра являются информационными выходами устройства, генератор импульсов, а каждый коммутационный элемент матрицы содержит полевой транзистор, канал которого включен в перекрестие шин матрицы коммутационных элементов, а затвор подключен к сенсорной площадке и через ограничительный элемент соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с синхровходом регистра (А.С. №1462284 G06F 3/02, автор О.Н.Мацкевич).A device for inputting information is known that contains a matrix of switching elements with horizontal (rows) and vertical (columns) buses, a register, the information inputs of which are connected to the matrix of switching elements through a matching unit, the outputs of the register are information outputs of the device, a pulse generator, and each switching element the matrix contains a field-effect transistor, the channel of which is included in the crosshair of the bus matrix of the switching elements, and the gate is connected to the touch pad and through granichitelny element connected to the first output of the pulse generator, a second output connected to the clock register (AS №1462284 G06F 3/02, author O.N.Matskevich).
Недостатком данного устройства является большое количество используемых коммутационных элементов (транзисторов и резисторов) N=n×m, где n - число строк, m - число столбцов. Так при n=m=16 число транзисторов и резисторов будет составлять 256 штук каждого. А также устройство нельзя использовать в случае, когда строки и столбцы выдаются напряжением разной полярности.The disadvantage of this device is the large number of used switching elements (transistors and resistors) N = n × m, where n is the number of rows, m is the number of columns. So with n = m = 16, the number of transistors and resistors will be 256 pieces each. Also, the device cannot be used when the rows and columns are output by voltage of different polarity.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для ввода информации, содержащее матрицу коммутационных элементов с выходными шинами и с первой и второй группами входных шин, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, триггер, выход которого является первым выходом устройства, первый и второй блоки памяти, сдвигающий регистр и элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с первыми входами первого и второго блоков памяти, вторые входы которых соединены и являются входом устройства, третий вход первого блока памяти соединен с входами элемента ИЛИ и с выходными шинами матрицы коммутационных элементов, входные шины первой и второй групп которой соединены с третьим и четвертым входами второго блока памяти, выход которого является вторым выходом устройства, выход первого блока памяти является третьим выходом устройства, первый вход сдвигающего регистра соединен с выходом элемента И, выходы сдвигающего регистра соединены с входными шинами первой и второй групп матрицы коммутационных элементов, первая шина первой группы входных шин соединена с первым входом триггера, второй вход которого соединен с первой шиной второй группы входных шин (А.С №964618, G06F 3/02).Closest to the proposed technical essence is a device for inputting information, containing a matrix of switching elements with output buses and with the first and second groups of input buses, a pulse generator, the output of which is connected to the first input of the And element, a trigger, the output of which is the first output of the device, the first and second memory blocks, the shift register and the OR element, the output of which is connected to the second input of the AND element and with the first inputs of the first and second memory blocks, the second inputs of which are connected and are is the input of the device, the third input of the first memory block is connected to the inputs of the OR element and to the output buses of the matrix of switching elements, the input buses of the first and second groups of which are connected to the third and fourth inputs of the second memory block, the output of which is the second output of the device, the output of the first memory block is the third output of the device, the first input of the shift register is connected to the output of the element And, the outputs of the shift register are connected to the input buses of the first and second groups of the matrix of switching elements, ervaya bus input lines of the first group is connected to the first input of the flip-flop, a second input coupled to a first bus input lines of the second group (AS №964618, G06F 3/02).
Данное устройство взято за прототип.This device is taken as a prototype.
Недостатком данного устройства является медленный процесс ввода информации за счет последовательного сдвига счетных импульсов в регистре, зависящий от числа вертикальных шин (столбцов) в матрице. Кроме того, это устройство нельзя использовать в случае, когда горизонтальные (строки) и вертикальные (столбцы) шины выдаются напряжением разной полярности.The disadvantage of this device is the slow process of entering information due to the sequential shift of the counting pulses in the register, depending on the number of vertical buses (columns) in the matrix. In addition, this device cannot be used when the horizontal (rows) and vertical (columns) of the bus are issued by voltage of different polarity.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these disadvantages.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первую и вторую группу шин, первый и второй блоки памяти, введены блок гальванической развязки строк, блок гальванической развязки столбцов, первая и вторая группа диодов, формирователь наличия матричной команды, формирователь сигнала «Запись», блок преобразования, горизонтальные коммутируемые шины соединены с соответствующими положительными входами блока гальванической развязки строк и соответствующими анодами диодов первой группы диодов, вертикальные коммутируемые шины соединены с соответствующими отрицательными входами блока гальванической развязки столбцов и соответствующими катодами диодов второй группы диодов, катоды первой группы диодов, объединенные положительные входы блока гальванической развязки столбцов и положительный вход формирователя наличия матричной команды объединены, аноды второй группы диодов, объединенные отрицательные входы блока гальванической развязки строк и отрицательный вход формирователя наличия матричной команды объединены, выходы блока гальванической развязки строк соединены с информационными входами первого блока памяти, выходы блока гальванической развязки столбцов соединены с информационными входами второго блока памяти, информационные выходы первого и второго блока памяти поразрядно объединены и поразрядно соединены с информационными входами блока преобразования, выход формирователя наличия матричной команды соединен с входом формирователя сигнала «Запись», выход которого соединен с входом «Запись» первого и второго блока памяти и с входом «Пуск» блока преобразования, первый выход «Чтение» и второй выход «Чтение» блока преобразования соединены с входом «Чтение» первого и второго блока памяти соответственно, выход «Установка в исходное» блока преобразования соединен с входом «Установка в исходное» первого и второго блока памяти, информационные и сигнальный выходы блока преобразования являются информационными и сигнальным выходами устройства соответственно.This goal is achieved by the fact that in the device containing the first and second group of buses, the first and second memory blocks, a galvanic isolation unit, a galvanic isolation unit of columns, a first and second group of diodes, a shaper of the matrix command, a shaper of the “Record” signal are introduced, conversion unit, horizontal switched buses are connected to the corresponding positive inputs of the galvanic isolation unit of the lines and the corresponding anodes of the diodes of the first group of diodes, vertical switched w they are connected to the corresponding negative inputs of the galvanic isolation unit of the columns and the corresponding cathodes of the diodes of the second group of diodes, the cathodes of the first group of diodes, the combined positive inputs of the galvanic isolation of the columns and the positive input of the driver of the matrix command are combined, the anodes of the second group of diodes, the combined negative inputs of the galvanic isolation of lines and the negative input of the shaper of the matrix command are combined, the outputs of the galvanic isolation unit lines are connected to the information inputs of the first memory block, the outputs of the galvanic isolation of the columns are connected to the information inputs of the second memory block, the information outputs of the first and second memory block are bitwise connected and bitwise connected to the information inputs of the conversion unit, the output of the presence of the matrix command is connected to the input of the signal shaper “Record”, the output of which is connected to the “Record” input of the first and second memory unit and to the “Start” input of the conversion unit, the first output The “Read” and the second “Read” output of the conversion unit are connected to the “Read” input of the first and second memory blocks, respectively, the “Set to source” output of the conversion unit is connected to the “Set to original” input of the first and second memory unit, information and signal outputs conversion unit are the information and signal outputs of the device, respectively.
На чертеже (фиг.1) представлена функциональная схема устройства для ввода сигналов командной матрицы.The drawing (figure 1) shows a functional diagram of a device for inputting signals of the command matrix.
Устройство для ввода сигналов командной матрицы содержит горизонтальные коммутируемые шины 1 (1.1-1.n), вертикальные коммутируемые шины 2 (2.1-2.m), первую группу диодов 3 (V1-Vn), вторую группу диодов 4 (V1-Vm), блок гальванической развязки строк 5, блок гальванической развязки столбцов 6, формирователь наличия матричной команды 7, формирователь сигнала «Запись» 8, первый блок памяти 9, второй блок памяти 10, блок преобразования 11, информационные выходы 12 устройства, сигнальный выход 13 устройства.A device for inputting command matrix signals contains horizontal switched buses 1 (1.1-1.n), vertical switched buses 2 (2.1-2.m), the first group of diodes 3 (V1-Vn), the second group of diodes 4 (V1-Vm) , block of galvanic isolation of
Первый блок памяти и второй блок памяти имеют информационные входы, обозначенные «D», вход «Запись», «Чтение», «Установка в исходное», обозначенные соответственно «WR», «RD», «R».The first memory block and the second memory block have information inputs labeled “D”, input “Write”, “Read”, “Set to initial”, indicated respectively “WR”, “RD”, “R”.
Блок преобразования имеет информационные и сигнальный выходы, которые являются информационным выходом 12 устройства и сигнальным выходом 13 устройства соответственно. Кроме того, блок преобразования имеет первый выход «Запись», второй выход «Запись», выход «Установка в исходное», обозначенные «RD1», «RD2», «R» соответственно.The conversion unit has information and signal outputs, which are the information output of the device 12 and the signal output 13 of the device, respectively. In addition, the conversion unit has a first output “Record”, a second output “Record”, an output “Set to initial”, designated “RD1”, “RD2”, “R”, respectively.
Блок гальванической развязки строк 5 (фиг.2) предназначен для гальванической развязки и согласования уровней коммутируемых шин с уровнями логических цепей и состоит из n ячеек с входами 1.1-1.n, соответствующими горизонтальным коммутируемым шинам, в каждую из ячеек входят соответственно первый 14 и второй 15 резисторы и транзисторная оптопара 16. Первые резисторы 14.1-14.n являются токозадающими для входных цепей оптопар 16.1-16.n, а вторые резисторы 15.1-15.n являются нагрузкой выходных транзисторов оптопар 16.1-16.n соответственно.The galvanic isolation block of lines 5 (Fig. 2) is designed for galvanic isolation and coordination of the levels of switched buses with the levels of logical circuits and consists of n cells with inputs 1.1-1.n corresponding to horizontal switched buses, the first 14 and respectively enter into each cell the second 15 resistors and
Блок гальванической развязки столбцов 6 (фиг.3) предназначен для гальванической развязки и согласования уровней коммутируемых шин с уровнями логических цепей и состоит из m ячеек с входами 2.1-2.m, соответствующими вертикальным коммутируемым шинам, в каждую из ячеек входят соответственно первый 14 и второй 15 резисторы и транзисторная оптопара 16. Первые резисторы 14.1-14.m являются токозадающими для входных цепей оптопар 16.1-16.m, а вторые резисторы являются нагрузкой выходных транзисторов оптопар 16.1-16.m соответственно.The galvanic isolation unit of columns 6 (Fig. 3) is designed for galvanic isolation and matching of the levels of switched buses with the levels of logical circuits and consists of m cells with inputs 2.1-2.m corresponding to vertical switched buses, the first 14 and respectively enter into each cell the second 15 resistors and
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Матричная команда на устройство поступает напряжением положительной полярности на одну из горизонтальных (строк) и отрицательной полярности на одну из вертикальных (столбцов) коммутируемых шин, причем очередность поступления не имеет значения. Например, поступила команда К13, тогда положительный потенциал поступает на первую горизонтальную шину 1.1, а отрицательный потенциал поступает на третью вертикальную шину 2.3. Положительный потенциал с горизонтальной шины 1.1 поступает на соответствующий вход блока гальванической развязки строк 5, через диод V1 первой группы диодов 3 поступает на положительный вход формирователя наличия матричной команды 7 и запитывает блок гальванической развязки столбцов 6, а отрицательный потенциал с вертикальной шины 2.3 поступает на соответствующий вход блока гальванической развязки столбцов 6, через диод V3 второй группы диодов 4 поступает на отрицательный вход формирователя наличия матричной команды 7 и запитывает блок гальванической развязки строк 5. Таким образом, через резистор 14.1 и светодиод транзисторной оптопары 16.1 первой ячейки блока гальванической развязки строк 5, а также через резистор 14.3 и светодиод транзисторной оптопары 16.3 блока гальванической развязки столбцов 6 протекает ток, за счет которого откроются соответствующие транзисторные оптопары и соответственно на первом выходе блока гальванической развязки строк 5 и на третьем выходе блока гальванической развязки столбцов 6 появятся логические «1». Наличие отрицательного и положительного потенциала на входах формирователя наличия матричной команды 7 вызовет появление на его выходе логической «1», которая поступает на вход формирователя сигнала «Запись» 8. Формирователь сигнала «Запись» 8 сформирует импульс наличия команды в командной матрице, который запишет логическую «1» в первый разряд первого блока памяти 9 и в третий разряд второго блока памяти 10 и запустит программу съема и обработки информации в блоке преобразования 11, которая последовательно сформирует сигнал на выходе RD1 блока преобразования 11 и считает данные с первого блока памяти 9, затем сформирует сигнал на выходе RD2 блока преобразования 11 и считает данные со второго блока памяти 10 и проведет необходимые преобразования в заданный код, например, в позиционный код, тогда на информационном выходе 12 устройства появится команда K13. После завершения формирования длительности команды с выхода R блока преобразования 11 поступает сигнал на установку в исходное состояние первого 9 и второго 10 блоков памяти.The matrix command to the device is supplied by voltage of positive polarity to one of the horizontal (rows) and negative polarity to one of the vertical (columns) of switched buses, and the order of arrival does not matter. For example, the command K 13 was received, then the positive potential goes to the first horizontal bus 1.1, and the negative potential goes to the third vertical bus 2.3. The positive potential from the horizontal bus 1.1 goes to the corresponding input of the block of galvanic isolation of
Блок преобразования 11 выполнен на контроллере, что позволяет осуществлять преобразование матричных команд в необходимый код программно. Кроме того, блок преобразования осуществляет внутренний контроль исправности, так, например, при выдаче любой одиночной матричной команды наличие логической «1» в нескольких разрядах первого блока памяти 9 или второго блока памяти 10 будет признаком неисправности, запрещающим преобразование в блоке преобразования 11 и, который сформирует сигнал на сигнальном выходе 13, сигнализирующий о неисправности. Таким образом, функционально блок преобразования служит для преобразования матричных команд в необходимый код, контроля исправности и управления устройством ввода сигналов командной матрицы.The conversion unit 11 is made on the controller, which allows the conversion of matrix commands into the required code programmatically. In addition, the conversion unit carries out internal health monitoring, for example, when any single matrix command is issued, the presence of a logical “1” in several bits of the first memory block 9 or the second memory block 10 will be a malfunction that prohibits conversion in the conversion block 11 and, which will generate a signal at the signal output 13, signaling a malfunction. Thus, functionally, the conversion unit serves to convert the matrix commands into the necessary code, monitor the health and control the input device of the signals of the command matrix.
В упрощенном виде в качестве блока преобразования может быть использована программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) или комбинационная логика на интегральных микросхемах, где, например, для преобразования в позиционный код можно использовать N двухвходовых элементов И, подключенных к выходам первого блока памяти 9 и второго блока памяти 10, при этом N=n×m (n - число строк, m - число столбцов).In a simplified form, a programmable logic integrated circuit (FPGA) or combinational logic on integrated circuits can be used as a conversion unit, where, for example, for conversion into a positional code, N two-input I elements connected to the outputs of the first memory block 9 and the second block can be used memory 10, with N = n × m (n is the number of rows, m is the number of columns).
Формирователь наличия матричной команды может быть выполнен на транзисторной оптопаре с токозадающим резистором для входной цепи оптопары и резистором нагрузки для выходного транзистора оптопары аналогично ячейке блока гальванической развязки строк (фиг.2).The shaper of the presence of the matrix command can be performed on a transistor optocoupler with a current-sensing resistor for the input circuit of the optocoupler and a load resistor for the output transistor of the optocoupler similarly to the cell of the galvanic isolation unit (Fig. 2).
Формирователь сигнала «Запись» может быть выполнен на двоичном счетчике и осуществляет формирование импульсного сигнала «Запись», а также защиту от коротких помех в горизонтальных (строках) и вертикальных (столбцах) коммутируемых шинах.The “Recorder” signal generator can be performed on a binary counter and generates a “Record” pulse signal, as well as protection against short interference in horizontal (rows) and vertical (columns) switched buses.
Данное устройство предполагается использовать в аппаратуре управления космических аппаратов. Опытный образец выполнен на интегральных микросхемах серии 1554, транзисторных оптопарах 249КП1С и диодных матрицах 2ДС627А. В качестве блока памяти использовались параллельные регистры серии 1554.This device is intended to be used in spacecraft control equipment. The prototype was made on integrated circuits of the 1554 series, transistor optocouplers 249KP1S and diode arrays 2DS627A. As a block of memory, parallel registers of the 1554 series were used.
Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.Of the sources of information and patent materials known to the authors, the totality of features similar to the totality of features of the claimed subject matter is not known.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152594/08A RU2487393C1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Device for inputting command matrix signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152594/08A RU2487393C1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Device for inputting command matrix signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011152594A RU2011152594A (en) | 2013-06-27 |
RU2487393C1 true RU2487393C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48701187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152594/08A RU2487393C1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Device for inputting command matrix signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487393C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720128C2 (en) * | 2016-02-29 | 2020-04-24 | Конинклейке Филипс Н.В. | Sensor device and reading method based on electroactive material |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2217791C1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Топаз" | Data input device |
US6965816B2 (en) * | 2001-10-01 | 2005-11-15 | Kline & Walker, Llc | PFN/TRAC system FAA upgrades for accountable remote and robotics control to stop the unauthorized use of aircraft and to improve equipment management and public safety in transportation |
RU2417402C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Cross-cluster switch matrix |
-
2011
- 2011-12-22 RU RU2011152594/08A patent/RU2487393C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6965816B2 (en) * | 2001-10-01 | 2005-11-15 | Kline & Walker, Llc | PFN/TRAC system FAA upgrades for accountable remote and robotics control to stop the unauthorized use of aircraft and to improve equipment management and public safety in transportation |
RU2217791C1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Топаз" | Data input device |
RU2417402C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Cross-cluster switch matrix |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720128C2 (en) * | 2016-02-29 | 2020-04-24 | Конинклейке Филипс Н.В. | Sensor device and reading method based on electroactive material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011152594A (en) | 2013-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150228220A1 (en) | Method and System for Writing Address Codes Into LED Display Devices | |
RU2427955C2 (en) | Autosynchronous rs-trigger with increased interference immunity (versions) | |
WO2009041413A1 (en) | Solid state imaging element and camera system | |
JP2008096422A (en) | Chip testing device and system | |
CN103283149B (en) | For the treatment of the apparatus and method of data element sequence | |
RU2487393C1 (en) | Device for inputting command matrix signals | |
US9024661B2 (en) | Glitch free clock multiplexer | |
CN106531218B (en) | Bit line voltage conversion driving and current testing circuit | |
Solanki et al. | Power optimization of high speed pipelined 8b/10b encoder | |
US9063915B2 (en) | Multiprocessor with a plurality of debug modules and debug ring units connected to generate a ring | |
CN102087548B (en) | Keyboard analogue interface circuit | |
CN102265349B (en) | Non-binary decoder architecture and control signal logic for reducing circuit complexity | |
RU2540780C2 (en) | Matrix command generator | |
RU2524852C2 (en) | Input/output device | |
RU2479023C1 (en) | Pulse selector | |
CN201945949U (en) | Keyboard simulate interface circuit | |
RU2353967C1 (en) | Logical calculator | |
RU119190U1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
RU2429562C1 (en) | Switching and communication device | |
CN218866466U (en) | Back plate hard disk lighting device | |
CN100525108C (en) | Counter capable of setting value and testing method thereof | |
CN100390704C (en) | Electric circuit construction of saving circuit pins by using concept of analog/digital conversion | |
RU2379828C1 (en) | Backup counter | |
CN219016419U (en) | High-precision low-power-consumption anti-interference voltage detection circuit device | |
RU2717628C1 (en) | Pulse selector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191223 |