SU1501022A1 - Оптоэлектронное устройство ввода информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоэлектронике и вычислительной технике и может быть использовано дл  коммутации электрических цепей или дл  ввода информации в цифровые устройства различного назначени . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства и достоверности вводимой информации. Устройство содержит генератор импульсов 1, счетчик 2, распределитель импульсов 3, первый дешифратор 4, второй дешифратор 5, оптоэлектронную коммутационную матрицу, включающую светоизлучатели 6 и светоприемники 7, первый регистр 13, первую схему сравнени  14, второй регистр 17, вторую схему сравнени  18, триггер 23, первый мультиплексор 8, второй мультиплексор 9, аналоговый компаратор 10, первый, второй, третий, четвертый, п тый элементы И 11, 12, 15, 16 и 19, соответственно элемент ИЛИ 20, блок 21 формировани  интервала ввода и блок 22 контрол  ввода с соответствующими св з ми. Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  более проста  и надежна  в работе схемна  реализаци . Повышение достоверности вводимой информации обеспечиваетс  за счет выполнени  самоконтрол  и контрол  качества ввода. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

СЛ

ГчЭ Ю

аналоговый компаратор 10, первый, второй, третий, четвертый, п тый элементы И 11, 12, 15, 16 и 19 соответственно , элемент ИЛИ 20, блок 21 формировани  интервала ввода и блок 22 контрол  ввода с соответствующими св з ми. Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  более проста  и надежна  в работе схемна  реализаци . Повышение достоверности вводимой информации обеспечиваетс  за счет выполнени  самоконтрол  и контрол  качества ввода, 2 з.п. ф-лы, 4 иЛ.

Изобретение относитс  к области радиоэлектроники и вычислительной техники и может быть использовано дп  коммутации электрических-цепей или ввода информации в цифровые устройства различного назначени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства и досто- верности вводимой информации.

На фиг,1 показана функциональна  схема устройства; на фиг.2 - функциональна  схема блока формировани  ин- тервала ввода; на фиг.З - функцио- нальна  схема блока контрол  ввода; на фиг.4 - св зь генератора импульсов , счетчика и распределител  импульсов .

Устройство содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, распределитель 3 импульсов, первый депшфратор А (строк), второй дешифратор 5 (столбцов ) , оптоэлектронную Коммутационную матрицу, включающую в себ  оптически св занные светоизлучатели 6 и свето- приемники 7, первый аналоговый муль- типлексор 8 (строк) второй аналого- вьй мультиплексор 9 (столбцов), аналоговый компаратор 10, первый эле- мент И 11, вторбй элемент И 12, первый регистр (строк) 13, первый элемент 14 сравнени , четвертый элемент И 15, третий элемент И 16, второй регистр (столбцов) 17,.второй элемент 18 сравнени , п тый элемент И 19, элемент HHIi 20, блок 21 формировани  интервала ввода, блок 22 контрол  ввода, триггер 23.

Блок 21 включает в себ  (фиг.2) элемент ЩШ 24, триггер 25, элемент И 26, счетчик 27, формирователь 28 импульсов.

Блок 22 контрол  ввода (фиг.-З) включает в себ  первый триггер 29, первый элемент ШШ 3.0 , четвертый триггер 31, элемент И 32, счетчик 33 третий триггер 34, второй триггер 35 второй элемент ИЛИ 36, п тый триггер

37 и третий элемент ИЛИ 38, выходы 39-42.

Устройство работает следующим образом .

В соответствии с поступлением тактовых импульсов с выхода генератора 1 импульсов с помощью счетчика 2, распределител  3 импульсов, первого дешифратора 4, второго дешифратора 5, первого аналогового мультиплексора 8, второго аналогового мультиплексора 9 осуществл етс  последовательное сканирование пар светоиэлучатель-свето- приёмник оптоэлектронной коммутационной матрицы, включающий в себ  све- тоизлучатель 6-1...6-(N+M)(и свето- приемники 7-1...7-(N+M). При этом цикл сканировани  определ етс  временем подключени  всех пар светоиз- лучатель-светоприемник, соответствующих строкам и столбцам оптоэлектронной коммутационной матрицы. Разделение по времени сканировани  строк и столбцов матрицы обеспечиваетс  с помощью распределител  3 импульсов, а выбор пар светоизлучатель-светопри- емник с помощью счетчика 2, соответ- ствуклцих дешифраторов 4, 5 и аналоговых мультиплексоров 8, 9.

Дешифраторы 4 и 5 обеспечивают за светку выбранного светоизлучател  6. й.1ходной сигнал, соответствующего светоприемника через первый аналоговый мультиплексор 8 или второй аналоговый мультиплексор 9 поступает на первый вход аналогового компаратора 10, на второй вход которого подаетс  опорное напр жение ()«

Выходной сигнал аналогового компаратора 10 соответствует О при опросе засвечиваемого светоприемника, 1 при опросе светоприемника, засветка которого отсутствует перекрыти  светового лучи каким-либо предметом (клавишей) либо пальцем оператора.

с выхода первого з.пемента И II 1тм- пульсы положительной по.ч рнсмгги (прн активизации оптоэлектронной коммутационной матрицы ) поступают на первые входы второго 12 и третьего 16 элементов И, а также на первый вход блока 21 формировани  интервала ввода. На вторые входы второго 12 и третьего 16 элементов И поступают управл ющие сигналы с распределител  3 импульсов , обеспечива  разделение входных импульсов на импульсы строк и столбцов оптоэлектронной коммутационной матрицы соответственно.

Выходные сигналы второго 12 и третьего 16 элементов И (импульсы положительной пол рности) поступают на входы записи первого 13 и второго 17 регистров, также на вторые входы четвертого 15 и п того 19 элементов И и входы блока 22 контрол  ввода соответственно .

С первого выхода блока 21 формировани  интервала ввода сигнал, соответствующий концу интервала ввода, поступает на вход установки триггера 23, ас второго выхода сигнал, соответствующий началу интервала ввода , - на второй вход блока 22 контрол  ввода. Блок 21 формировани  интервала ввода обеспечивает формирование интервала времени, начало которого соответствует по влению на первом входе блока импульса, соответствующего активизации оптоэлектронной матрицы, а конец - изменению кода в регистрах 13 или 17 в процессе ввода информации или окончанию заданного числа циклов опроса после поступлени  последнего сигнала, соответствую- щ его активному состо нию оптоэлектронной матрицы.

В исходном-состо нии триггер 25 находитс  в нулевом состо нии и запрещает прохождение импульсов цикла опроса оптоэлектронной коммутационной матрицы на вход счетчика 27 через И 26.

С приходом импульса на первый вход блока 21 триггер 25 устанавливаетс  в единичное состо ние и разрешает прохождение импульсов цикла опроса с входа блока 21 чере  элемент И 26 на вход счетчика 27, которьш также устанавливаетс  в состо ние О импульсами , поступаюир1ми на вход сброса блока 21.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

После прекращени  поступлеш н им- иульсон, соответствующих активизации оптоэлектронноГ матри1№1, т.е. включению какой-либо клавиши, счетчик 27 подсчитывает заданное число импульсов, соответствующих циклу опроса оптоэлектронной коммутационной матрицы и импульсом, соответствующим переполнению счетчика 27, через элемент ИЛИ 24 переключает триггер 25 в нулевое состо ние, прекраща  тем самым поступление импульсов на счет- ньй вход счетчика.

Импульс, соответствующий интервалу ввода, с инверсного выхода триггера 25 поступает на вход формировател  28, обеспечивающего формирование импульсов, соответствующих началу и концу интервала ввода.

Формирование импульсов начала и конца интервала ввода осуществл етс  формирователем 28, на вход которого поступает импульс, соответствующий интервалу ввода с инверсного выхода триггера 25, т.е. импульсв отрицательной пол рности. При этом импулъс, соответствующий началу интервала ввода (переключение триггера из О в 1) поступает на выход 2 формировател  (на блок 22 контрол  ввода), а импульс, соответствующий концу интервала ввода (переключение триггера 25 из 1 в О) поступает на первый выход формировател  28 и далее на вход флагового триггера.

Таким образом, на выходы формировател  28 выдаютс  два импульса, один из которых формируетс  из отрицательного перепада (вых.2), а второй (вых.1) из положительного перепада интервального импульса.

Разр дности счетчика 27 определ етс  соотношением времени цикла опроса и времени между окончанием предыдущей и началом последующей активизации при вводе информации (в реализованном устройстве коэффициент делени  счетчика равен 8),

Заданное число циклов опроса после окончани  предыдущей активизации отсчитываетс  счетчиком 27 тогда, когда импульсы на вход сброса счетчика с выхода И 11 (соответствующее активизации оптоэлектронной коммутационной матрицы) уже не поступают (активизаци  закончена).

Помимо рассмотренного режима работы блока формировани  иитервала ввода конец ннтериалс ввода может определ тьс  изменением кода на выходе первого 13 или второго 17 регистров. При этом в результате несравнени  кодон, поступающих на первые и вторые входы первого 14 или второго 18 элементов сравнени , по вл етс  импульс на третьем входе блока 21 формировани  интервала ввода и переклю- чает в нулевое состо ние триггер 25.

Блок 22 контрол  ввода работает следующим образом.

С начапом каждого цикла сканирова- ни  (опроса элементов) оптоэлектрсн- |ной коммутационной, матрицы на третий вход блока 22 контрол  ввода со счетчика 2 поступает импульс.цикла и осуществл ет установку в нулевое сое- то ние триггеров 29 и 35.

Включение этих триггеров в еди- |Ничное состо ние осуществл етс  импульсами , поступающими на входы блока и соответствующими опросу актив- ного светоприемника строк и столбцов соответственно. Эти же импульсы поступают на тактовые входы триггеров ЗГ и 37, вызыва  их включение в единичное состо ние при по влении второго импульса в цикле опроса элементов оптоэлектронной коммутационной матрицы. Единичное состо ние этих триггеров фиксируетс  за счет обратной св зи через элементы ИЛИ 30 и 36 и идентифицирует ошибку ввода по строкам и столбцам оптоэлект- ронной коммутационной матри1Цз1 соответственно .

Выходные сигналы с выходов тригге ров 29 и 35 через элемент И 32 поступают на счетный вход счетчика 33, предустановка в нулевое состо ние которого, как и триггеров 31, 34 и 37, осуществл етс  импульсом, посту- пающим на вход сброса блока 22 и соответствующим началу интервала ввода информации. Счетчик 33 осуществл ет счет достоверных циклов опроса он- тоэлектронной коммутационной матри1у т.е. циклов опроса, которые характеризуютс  включением триггеров 29, та и 35. Сигнал переполнени  счетчика 3 поступает на установочный вход п того триггера 34, вызыва  его установ- ку в единичное состо ние.

Сигналы с пр мых выходов триггеров 31 и 37, а также с инверсного выхода триггера 34 поступангг Tia выходы блока непосредственно и через н - тый элемент Ш1И 38, обеспечива  выда iчу сигнала об ошибке ввода и возможность ее идентификации.

Блок 22 контрол  ввода обеспечивает идентификацию отказов (ошибок ввода) следующих видов: отказ, заключающийс  в фиксации более одного импульса при опросе элементов, относ щихс  к строкам (выход 39) либо столбцам (выход 41) оптоэлектронной коммутационной матрицы в одном цикле опроса; отказ, заключающийс  в отсутствии в интервале ввода заданного числа достоверных циклов опроса, т.е. циклов опроса элементов оптоэлектронной матрицы, сопровождающихс  по влением одного импульса в интервале сканировани  строк и одного импульса в интервале сканировани  столбцов (выход 40).

Первый из указанных отказов может иметь место при неисправности в цеп х каких-либо элементов оптоэлектронной коммутационной матрицы или при нечетком (очень кратковременном) включении коммутирующих элементов.

Дл  обоих случаев отказа обеспечиваетс  выдача обобщенного сигнала об ошибке ввода (с выхода 42), а также сигналов, обеспечивающих идентификацию отказа (выходы 39, 40, 41). Сигнал оЬ ошибке ввода может быть использован , например, дл  блокировки сигнала флага, дл  индикации состо ни  ощибки ввода, сообщени  устройству , принимающему информацию, о том что принимаема  информаци  недостоверна , т.е. дл  предотвращени  возможности использовани  неправильной информации.

В общем случае схемна  реализаци  распределител  импульсов 3 определ етс  числом строк и столбцов оптоэлектронной коммутационной матрицы, а также используемыми дешифраторами 4, 5 и мультиплексорами 8, 9.

В устройстве оптоэлектронна  коммутационна  матрица содержит 8 строк и 16 столбцов..Использованы 8-ка- нальные мультиплексоры и дешифраторы 3 на 8, что обусловило необходимость разделени  столбцов на 2 группы, чем и вызвано использование в схеме распределител  дешифратора-мультипЛексо ра (фиг.4). При использовании 16- разр дных дешифраторов и мультиплексоров в устройстве распределитель 3

имлу.пьсон реализуетс  в виде счетного три ггера.

Повышение надежности устройства обеспечиваетс  за счет исключени  усилителей-ограничителей в цени каждого фотодиода (используетс  один аналоговый компаратор 10). Повышение достоверности вводимой информации

обеспечиваетс  путем использовани  блока 22 контрол  ввода, вынолн ющего самоконтроль устройства ввода и контроль качества ввода, а также за счет введени  блокировки выходного сигнала аналогового компаратора 10 на. врем  включенного триггера 23 флага, чем исключаетс  изменение выходной информации устройства до завершени  считывани  информации пре- дьщущего цикла ввода.

Claims (3)

1. Оптоэлектронное устройство ввода информации, содержащее генератор

импульсов, счетчик, распределитель импульсов, блок формировани  интервала ввода, первый и второй дешифраторы , первый и второй мультиплексоры, первый и второй регистры, первый и второй элементы сравнени , триггер, первый, второй и третий элементы И, оптоэлектронную коммутационную матрицу , состо щую из оптически св занных светоизлучателей и светоприемни- ков, выход генератора импульсов соединен с входом счетчика, информационные выходы группы которого соединены с информационными входами дешифрато- регистров, адресными входами мультиплексоров и входами первой группы элементов сравнени , выходы дешифраторов соединены с входами со- ответствуюгцих светоизлучателей, выходы ев етоприемников соединены с информационными входами соответствующих мультиплексоров, информационный выход счетчика соединен с входом распределител  импульсов, первый выход которого соединен с управл ющими входами первых дешифратора и мультиплексора , входы второй группы элементов сравнени  соединены с выходами первого и второго регистров соответственно , второй выход распределител  импульсов соединен с управл ющими входами вторых дешифратора и мультиплексора , выходы регистров  вл ютс  информационными выходами устройства.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пр мой выход триггера  вл етс  стро- бирующим выходом устройства, вход установки в О триггера  вл етс  входом установки устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  надежности устройства и повышени  достоверности вводимой информации , в устройство введены аналоговый компаратор, четвертый и п тый элементы И, элемент ИЛИ, блок контрол  ввода, выходы мультиплексоров соединены с первым входом аналогового компаратора, второй вход которого соединен с шиной опорного напр жени , а выход соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И и установочным входом блока формировани  интервала ввода, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами записи первого и второго регистров, входами четвертого и п того элементов И, первым и вторым тактовыми входами блока контрол  ввода соответственно, выходы которого  вл ютс  выходами сигналов ошибки устройства, первый и второй выходы распределител  импульсов соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И соответственно , выходы первого и второго элементов сравнени  соединены с вторыми входами четвертого и п того элементов И соответственно, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом блока формировани  интервала ввода, выход переполнени  счетчика соединен с тактовым входом блока формировани  интервала ввода и установочным входом блока контрол  ввода, вход сброса которого соединен с вто- pibiM выходом блока формировани  интервала ввода, первьй выход которого соединен с входом установки в 1 триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок формировани  интервала ввода содержит элемент ИЛИ, элемент И, триггер, счетчик , формирователь импульсов, выходы которого  вл ютс  парным и вторым вы-, ходами блока, первый вход элемента ИЛИ  вл етс  управл юаим входом блока , выход элемента I1JD1 соединен с входом устанонки ь О триггера, пр мс й выход которого соединим с нходом элемента И, выход которого соединен со счетным «ходом счетчика, ньгход которого соединен с вторым входом элемента Ш1И, информационный вход триггера соединен с шиной единичного логического нотенциала, инверсный выход триггера соединен с входом формировател  импульсов, тактовый вход триггера и вход сброса счетчика  вл ютс  установочньш входом блока, второй вход элемента И  вл етс  тактовым входом блока.

3. Устройство по 11.1, о т л и - чающеес  тем, что бло к контрол  ввода содержит п ть триггеров, счетчик, элемент И,, три элемента ИЛИ информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине нуле- вого логического потенциала, тактовые входы nejpBoro и второго триггеров  вл ютс  установочным входом блока-, выход первог о триггера соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ и элемента И, выход которого соединен со счетным нходом счетчика, выход которого соединен с входом уста

Г:

- -

29

I

..

- .

iKMiKii и 1 третьего триггера, иыход BTtiporo триггера соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ сое/;инены с тактовыми входами четвертого и п того триггеров соответственно, выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход п того триггера соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, вход установки в 1 первого триггера и тактовьш вход четвертого триггера  вл ютс  первым тактовым входом блока, вход установки в 1 второго триггера и тактовый вход п того триггера  вл ютс  вторым тактовым входом блока, входы сброса третьего, четвертого и п того триггеров и счетчика  вл ютс  входом .сброса блока, выходы третьего четвертого и п того триггеров и выход третьего элемента ИГБ  вл ютс  выходами блока, выход третьего триггера соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ.

t

2

Ъ

.

СР.

.

6ш.2

Вш.

- Btf/xA

2

Ж

О 1

1

н4-1

86/)f2

фигЛ