RU73510U1 - FUNCTIONAL KEYBOARD (FC) - Google Patents

FUNCTIONAL KEYBOARD (FC) Download PDF

Info

Publication number
RU73510U1
RU73510U1 RU2008104955/22U RU2008104955U RU73510U1 RU 73510 U1 RU73510 U1 RU 73510U1 RU 2008104955/22 U RU2008104955/22 U RU 2008104955/22U RU 2008104955 U RU2008104955 U RU 2008104955U RU 73510 U1 RU73510 U1 RU 73510U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
ethernet
keyboard
ram
microcontroller
Prior art date
Application number
RU2008104955/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Коробкин
Андрей Николаевич Перчиц
Original Assignee
Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева Южного федерального университета (НИИ МВС ЮФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева Южного федерального университета (НИИ МВС ЮФУ) filed Critical Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева Южного федерального университета (НИИ МВС ЮФУ)
Priority to RU2008104955/22U priority Critical patent/RU73510U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU73510U1 publication Critical patent/RU73510U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к вычислительной технике, в частности к системам автоматизации управления технологическими процессами крупных промышленных объектов и может быть использована в устройствах с человеко-машинным интерфейсом для использования его в составе автоматизированных систем управления при информационной поддержки и приеме команд от оператора, устойчивого к любому единичному отказу, с возможностью дублирования каналов связи. Для этого ФК содержит в своем составе микроконтроллер, блок сканирования клавиатуры, формирователь управляющих сигналов, блок состояния индикации, два блока сопряжения с сетью Ethernet, блок временного хранения адреса, ОЗУ, два блока гальваноразвязки, клавиатуру, блок индикации, считыватель электронного ключа. Микроконтроллер через мультиплексированную шину данных подключен к блокам Ethernet, ОЗУ, формирователю управляющих сигналов и блоку временного хранения адреса. Последний блок демультиплексирует шину адрес/данные и шиной адреса подключается к контроллерам Ethernet и ОЗУ. Формирователь выдает управляющие команды на шину управления, которая подключена к блоку сканирования клавиатуры, блоку состояния индикации, блокам Ethernet и ОЗУ. Блок сканирования клавиатуры и блок состояния индикации подключены к клавиатуре и блоку индикации соответственно. Подключение внешних линий Ethernet к блокам сопряжения с сетью №1 и №2 осуществляется через блоки гальваноразвязки первого и второго канала соответственно. Считыватель электронного ключа подключается непосредственно к микроконтроллеру.The utility model relates to computing, in particular to automation systems for controlling technological processes of large industrial facilities and can be used in devices with a human-machine interface for use as part of automated control systems for information support and receiving commands from an operator that is resistant to any single failure, with the possibility of duplication of communication channels. For this, the FC contains a microcontroller, a keyboard scan unit, a control signal generator, an indication status unit, two Ethernet interface units, an address temporary storage unit, RAM, two galvanic isolation units, a keyboard, an indication unit, and an electronic key reader. The microcontroller is connected via an multiplexed data bus to Ethernet, RAM, a control signal conditioner and an address temporary storage unit. The last block demultiplexes the address / data bus and connects to the Ethernet and RAM controllers by the address bus. The driver issues control commands to the control bus, which is connected to the keyboard scan unit, display status unit, Ethernet units and RAM. The keyboard scan unit and the display status unit are connected to the keyboard and the display unit, respectively. External Ethernet lines are connected to interface units with network No. 1 and No. 2 through galvanic isolation units of the first and second channels, respectively. The electronic key reader is connected directly to the microcontroller.

Description

Полезная модель (ПМ) относится к вычислительной технике, а в частности к системам автоматизации управления технологическими крупных промышленных объектов и может быть использована при создании систем управления ответственными объектами для организации человеко-машинного интерфейса.The utility model (PM) relates to computer technology, and in particular to automation systems for managing technological large industrial facilities and can be used to create control systems for critical facilities for organizing a human-machine interface.

Аналогов не выявлено.No analogues found.

Задачей, на решение которой направлена ПМ, является устройство для организации человеко-машинного интерфейса и использования его в составе автоматизированных систем управления для информационной поддержки и приема команд от оператора, устойчивого к любому единичному отказу, с возможностью дублирования каналов связи.The task that PM is aimed at is a device for organizing a human-machine interface and using it as part of automated control systems for information support and receiving commands from an operator that is resistant to any single failure, with the possibility of duplication of communication channels.

Технический результат достигается тем, что ФК содержит в своем составе микроконтроллер, блок сканирования клавиатуры, формирователь управляющих сигналов, блок состояния индикации, два блока сопряжения с сетью Ethernet, блок временного хранения адреса, ОЗУ, два блока гальваноразвязки, клавиатуру, блок индикации, считыватель электронного ключа. Микроконтроллер через мультиплексированную шину данных подключен к блокам Ethernet, ОЗУ, формирователю управляющих сигналов и блоку временного хранения адреса. Последний блок демультиплексирует шину адрес/данные и шиной адреса подключается к контроллерам Ethernet и ОЗУ. Формирователь по адресу на шине адрес/данных распознает к какому блоку идет обращение и выдает управляющие команды на шину управления, которая подключена к блоку сканирования клавиатуры, блоку состояния индикации, блокам Ethernet и ОЗУ. Блок сканирования клавиатуры и блок The technical result is achieved by the fact that the FC contains a microcontroller, a keyboard scan unit, a driver of control signals, a display status unit, two Ethernet interface units, an address temporary storage unit, RAM, two galvanic isolation units, a keyboard, an indication unit, an electronic reader the key. The microcontroller is connected via an multiplexed data bus to Ethernet, RAM, a control signal conditioner and an address temporary storage unit. The last block demultiplexes the address / data bus and connects to the Ethernet and RAM controllers by the address bus. The shaper at the address on the address / data bus recognizes which unit is being accessed and issues control commands to the control bus, which is connected to the keyboard scan unit, display status unit, Ethernet and RAM units. Keyboard Scan Block and Block

состояния индикации подключены к клавиатуре и блоку индикации соответственно. Помимо этого клавиатура так же напрямую подключена к микроконтроллеру. Подключение внешних линий Ethernet к блокам сопряжения с сетью №1 и №2 осуществляется через блоки гальваноразвязки первого и второго канала соответственно. Считыватель электронного ключа подключается непосредственно к микроконтроллеру.indication states are connected to the keyboard and indication block, respectively. In addition, the keyboard is also directly connected to the microcontroller. External Ethernet lines are connected to interface units with network No. 1 and No. 2 through galvanic isolation units of the first and second channels, respectively. The electronic key reader is connected directly to the microcontroller.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где:The proposed utility model is illustrated in the drawing, where:

1) клавиатура;1) keyboard;

2) блок индикации;2) display unit;

3) блок сканирования клавиатуры;3) keyboard scan unit;

4) формирователь управляющих сигналов;4) driver of control signals;

5) блок состояния индикации;5) indication status block;

6) микроконтроллер;6) microcontroller;

7) считыватель электронного ключа;7) electronic key reader;

8) блока сопряжения с сетью Ethernet №1;8) Ethernet interface unit No. 1;

9) блока сопряжения с сетью Ethernet №1;9) Ethernet interface unit No. 1;

10) блок временного хранения адреса;10) block temporary storage of the address;

11) ОЗУ;11) RAM;

12) блок гальваноразвязки №1;12) galvanic isolation unit No. 1;

13) блок гальваноразвязки №2;13) galvanic isolation unit No. 2;

14) Мультиплексированная шина адрес/данные;14) Multiplexed address / data bus;

15) Шина адреса;15) Address bus;

16) Шина управления;16) control bus;

17) Шина сканирования клавиш;17) Bus scan keys;

18) Шина состояния клавиатуры;18) Keyboard status bus;

19) Шина управления индикацией;19) Indication control bus;

20) Линии чтения электронного ключа20) Electronic key reading lines

Инициализация ФК начинается с самотестирования всех основных функциональных узлов 4, 8, 9, 11 входящих в состав ФК и настройки блоков сопряжения с сетью Ethernet на необходимый режим работы 8, 9. Далее Initialization of the FC begins with a self-test of all the main functional units 4, 8, 9, 11 that are part of the FC and the configuration of the interface blocks with the Ethernet network for the required operating mode of 8, 9. Next

функционирование ФК зависит от текущего режима работы, в общем случае работу блоков можно условно разбить на 2 параллельных процесса:the functioning of the FC depends on the current mode of operation, in the general case, the operation of the blocks can be divided into 2 parallel processes:

- микроконтроллер 6 электронный ключ и через блок 3 сканирует клавиатуру 1;- microcontroller 6 electronic key and through block 3 scans the keyboard 1;

- во втором, блоки сопряжения с сетью 8, 9 принимают пакеты по сети Ethernet 21, 22. Те пакеты, которые не предназначены ФК, игнорируются. Остальные пакеты обрабатываются.- in the second, the interface blocks with the network 8, 9 receive packets on the Ethernet network 21, 22. Those packets that are not designed by the FC are ignored. The remaining packets are processed.

Микроконтроллер 6 может приостановить сканирование клавиатуры 1 по двум причинам:Microcontroller 6 can pause scanning of keyboard 1 for two reasons:

- нажата какая-то клавиша или введен электронный ключ;- some key is pressed or an electronic key is entered;

- пришел пакет из сети Ethernet, предназначенный ФК.- An Ethernet packet destined for the FC came.

В случае, когда одна из клавиш нажата, определяет номер нажатой клавиши и микроконтроллер 6 прекращает сканирование клавиатуры. Если введен электронный ключ, то он сохраняется в ОЗУ 11. Затем микроконтроллер 6 настраивает блоки сопряжения с сетью Ethernet 8, 9 на передачу, записывает в поле данных (буфер) команду, зависящую от номера нажатой клавиши, или сохраненный электронный ключ и продолжает сканирование клавиатуры 6. Параллельно происходит передача пакета блоками сопряжения с сетью Ethernet 8, 9.In the case when one of the keys is pressed, it determines the number of the pressed key and the microcontroller 6 stops scanning the keyboard. If an electronic key is entered, it is stored in RAM 11. Then, the microcontroller 6 configures the Ethernet 8, 9 interface blocks for transmission, writes a command in the data field (buffer) depending on the number of the key pressed, or the saved electronic key and continues to scan the keyboard 6. At the same time, the packet is transmitted by the interface units to the Ethernet 8, 9 network.

В случае же когда пришел пакет из сети Ethernet 21, 22, предназначенный ФК, он распознается одним из блоков сопряжения с сетью Ethernet 8 или 9, в зависимости от того, в каком канале он был получен. Далее микроконтроллер 6 читает состояние блоков сопряжения с сетью 8, 9, после чего прекращает сканирование клавиатуры 1 и обрабатывает полученный пакет. Возможны три случая обработки:In the case when the packet came from the Ethernet 21, 22 network, intended by the FC, it is recognized by one of the interface units with the Ethernet 8 or 9 network, depending on which channel it was received on. Next, the microcontroller 6 reads the status of the interface units 8, 9, after which it stops scanning the keyboard 1 and processes the received packet. Three processing cases are possible:

- пакет может быть предназначен для записи в ОЗУ 11. Тогда формирователем управляющих сигналов 4 выбирается ОЗУ 11, и микроконтроллер 6 сохраняет полученные данные;- the package can be designed to be written to RAM 11. Then the driver 11 selects RAM 11, and the microcontroller 6 stores the received data;

- пакет может быть предназначен для отображения новой информации на блоке индикации 2. Формирователем управляющих сигналов выбирается - the package can be designed to display new information on the display unit 2. Selected control signals

блок состояния индикации 5, в который микроконтроллер 6 вносит полученные изменения. После завершения всех этих операций, микроконтроллер возвращается к сканированию клавиатуры 1 (через блок 3);indication status block 5, in which the microcontroller 6 makes the changes. After completing all these operations, the microcontroller returns to scan the keyboard 1 (through block 3);

- пакет может содержать информацию для передачи в другой канал. Формирователем управляющих сигналов выбирается блок сопряжения с сетью Ethernet (8 или 9), в который необходимо передать пакет, настраивает его на передачу и записывает в поле данных информацию для передачи.- the packet may contain information for transmission to another channel. The driver of the control signals selects the interface unit with the Ethernet network (8 or 9), into which it is necessary to transfer the packet, sets it for transmission and writes information for transmission in the data field.

Клавиатура 1 представляет собой матрицу из клавиш. Сканирование клавиатуры осуществляется посредством записи логического «нуля» в блок сканирования клавиатуры 3 по шине управления 16. Для передачи сканирующего сигнала с блока сканирования клавиатуры 3 непосредственно на клавиатуру 1, служит шина сканирования клавиш 17. Выставленный сканирующий код определяет номер строки в которой ведется сканирование. Чтение данных с шины состояния клавиатуры позволяет определить номер столбца с нажатой клавишей.Keyboard 1 is a matrix of keys. The keyboard is scanned by writing a logical “zero” to the keyboard 3 scanning unit via the control bus 16. To transmit the scanning signal from the keyboard 3 scanning unit directly to the keyboard 1, the key scanning bus 17 is used. The set scanning code determines the line number in which the scanning is performed. Reading data from the keyboard status bus allows you to determine the column number with the key pressed.

Режим работы ФК и текущее ее состояние отображается с помощью блока индикации 2. Управление индикаторами осуществляет блок управления индикацией 5 по шине управления индикацией 19.The operating mode of the FC and its current state is displayed using the display unit 2. The indicators are controlled by the display control unit 5 via the display control bus 19.

Блок управления индикацией 5 представляет собой набор запоминающих элементов, хранящих состояние каждого индикатора. Запись обновленных данных о состоянии ФК осуществляется микроконтроллером 6 мультиплексированной шине адрес/данные 14, а управление - формирователем управляющих сигналов по шине управления 16.The display control unit 5 is a set of storage elements storing the state of each indicator. Record of updated data on the state of the FC is carried out by the microcontroller 6 to the multiplexed address / data bus 14, and the control is performed by the driver of control signals via the control bus 16.

Формирователь управляющих сигналов 4 вырабатывает управляющие сигналы для блока сканирования клавиатуры 3, блока состояния индикации 5, ОЗУ 11 и двух блоков сопряжения с сетью 8, 9. Выработка соответствующих сигналов управления (16) осуществляется путем анализа состояния шины адреса 15.The control signal generator 4 generates control signals for the keyboard scanning unit 3, indication status block 5, RAM 11 and two interface units with the network 8, 9. The corresponding control signals (16) are generated by analyzing the status of the address 15 bus.

Считыватель электронного ключа 7 служит для ввода специального кода. Он содержит непосредственно считыватель электронного ключа и The electronic key reader 7 is used to enter a special code. It contains directly an electronic key reader and

двухцветный индикатор, сигнализирующий о корректности введенного электронного ключа. Чтение электронного ключа осуществляется по линиям 20.two-color indicator, indicating the correctness of the entered electronic key. Reading the electronic key is carried out on lines 20.

Блок временного хранения адреса 10 используется для хранения младших разрядов адреса при обращении к блокам сопряжения с сетью 8, 9 и ОЗУ 11, т.к. шина адрес/данные 14 микроконтроллера 6 мультиплексированная. Этот блок представляет собой запоминающий элемент, запись информации в который осуществляется по линиям 14, а выдача адреса по линиям 15.The temporary storage unit of address 10 is used to store the least significant bits of the address when accessing the interface blocks with the network 8, 9 and RAM 11, because bus address / data 14 microcontroller 6 multiplexed. This block is a storage element, information is recorded on lines 14, and the issuance of the address on lines 15.

ОЗУ 11 предназначено для временного хранения информации, изменяемой в ходе выполнения программы микроконтроллера 6. При записи или чтении ОЗУ 11, младшие разряды адреса по линиям 14 запоминаются сначала в блоке временного хранения адреса, затем по линиям 15 устанавливаются на ОЗУ. Старшие разряды адреса берутся непосредственно с микроконтроллера 6. Данные, также как и старшие разряды адреса, устанавливаются непосредственно с микроконтроллера по линиям 14.RAM 11 is intended for temporary storage of information that is changed during the execution of the program of the microcontroller 6. When writing or reading RAM 11, the least significant bits of the address on the lines 14 are stored first in the temporary storage unit of the address, then on the lines 15 are installed on the RAM. The high order bits of the address are taken directly from the microcontroller 6. Data, as well as the high order bits of the address, are set directly from the microcontroller via lines 14.

Блоки сопряжения с сетью 8, 9 служат для связи ФК с двумя независимыми сетевыми каналами Ethernet 21, 22. Начальная инициализация и настройка на передачу пакета осуществляется микроконтроллером 6. Блоки сопряжения с сетью 8, 99 отвечают за оформление кадра Ethernet, передачу его в сеть, отслеживание коллизий, прием и фильтрацию получаемых пакетов. Микроконтроллер 6 устанавливает содержимое поля данных кадра и адреса приемника. Связь микроконтроллера и блоков сопряжения с сетью происходит так же, как и связь с ОЗУ. Для защиты блоков сопряжения с сетью на их выходах и входах используется гальваноразвязка 12, 13.The interface blocks to the network 8, 9 are used to connect the FC with two independent Ethernet network channels 21, 22. Initial initialization and configuration for packet transmission is carried out by the microcontroller 6. The interface blocks to the network 8, 99 are responsible for the design of the Ethernet frame, its transmission to the network, collision tracking, receiving and filtering received packets. The microcontroller 6 sets the contents of the frame data field and the receiver address. The connection of the microcontroller and the interface units to the network is the same as the connection to RAM. To protect the blocks of interface with the network at their outputs and inputs, galvanic isolation 12, 13 is used.

Claims (1)

Функциональная клавиатура, содержащая микроконтроллер, управляющий всеми блоками и определяющий алгоритм работы ФК, блоки сопряжения с сетью Ethernet, обеспечивающие связь с объектами по сети Ethernet, ОЗУ, необходимое для хранения рабочей информации, блок временного хранения адреса, организующий связь микроконтроллера с ОЗУ и блоками сети Ethernet, формирователь управляющих сигналов, выдающий команды управления, блок управления индикацией и блок сканирования клавиатуры, управляющие блоком индикации и клавиатурой соответственно, которые в свою очередь обеспечивают прием команд от человека и выдачу информации о состоянии механизмов.
Figure 00000001
A functional keyboard containing a microcontroller that controls all the blocks and determines the FC operation algorithm, Ethernet interface blocks that provide communication with objects via the Ethernet network, RAM, which is necessary for storing working information, an address temporary storage unit that organizes the microcontroller's communication with RAM and network blocks Ethernet, a control signal generator that issues control commands, an indication control unit and a keyboard scan unit, which control the display unit and keyboard, respectively, which in turn the turn provides the reception of commands from a person and the issuance of information on the status of mechanisms.
Figure 00000001
RU2008104955/22U 2008-02-08 2008-02-08 FUNCTIONAL KEYBOARD (FC) RU73510U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104955/22U RU73510U1 (en) 2008-02-08 2008-02-08 FUNCTIONAL KEYBOARD (FC)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104955/22U RU73510U1 (en) 2008-02-08 2008-02-08 FUNCTIONAL KEYBOARD (FC)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU73510U1 true RU73510U1 (en) 2008-05-20

Family

ID=39799315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104955/22U RU73510U1 (en) 2008-02-08 2008-02-08 FUNCTIONAL KEYBOARD (FC)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU73510U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6185731B1 (en) Real time debugger for a microcomputer
US20040093438A1 (en) DMA device configured to configure DMA resources as multiple virtual DMA channels for use by I/O resources
CN104111870B (en) Interrupt processing device and method
CN102999425A (en) Housekeeping software simulation test system based on technology of virtual instrument
CN101131575A (en) Control apparatus with fast i/o function, and control method for control data thereof
CN101936815A (en) Computer type vehicle fault diagnostic system and method
EP0089193A2 (en) Method and apparatus for displaying ladder diagrams
JP3801088B2 (en) Vehicle communication device
RU73510U1 (en) FUNCTIONAL KEYBOARD (FC)
JP5045229B2 (en) Storage system and storage device
CN1294504C (en) Data separation switching transmitting method based on USB bus
CN109696878B (en) Controller based on multiple buffer zones
CN101795204A (en) Remote hardware detection system and method
US11275356B2 (en) Input-output control unit, PLC and data control method
CN102568602B (en) Flash memory development system
KR910003242B1 (en) Data collection method and apparatus for loop-linked control system
CN208873368U (en) A kind of PLC experimental provision
RU73095U1 (en) PORTABLE CONTROL PANEL (PPU)
JPH1097313A (en) Factory automation system
CN109697144B (en) Hard disk detection method of electronic equipment and electronic equipment
EP0089194B1 (en) Method and apparatus for displaying ladder diagrams
CN103154835B (en) Three-stage memory arrangement and use in a motor vehicle thereof
KR100236514B1 (en) Method for saving output message according to a message sort in an electronic switching system
CN111123776A (en) Centralized control system
CN114020493A (en) Data sharing method, device and system