DE2249379A1 - Tastengesteuerte eingabeschaltung fuer elektronische geraete - Google Patents
Tastengesteuerte eingabeschaltung fuer elektronische geraeteInfo
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Description
lastengesteuerte Eingabeschaltung
für elektronische Geräte
Die Erfindung betrifft eine tastengesteuerte Eingabeschaltung
für elektronische Geräte, z.B. elektronische Tischrechner.
Zu einer tastengesteuerten Eingabeschaltung für elektronische
Geräte gehören gewöhnlich mehrere Druck- oder Tastschalter, die so betätigt werden, daß sie die Informationen
erzeugen, die dem elektronischen Gerät in Form von Eingangssignalen zugeführt werden sollen.
Der Aufbau einer typischen tastengesteuerten Eingabeschaltung bekannter Art ist in Pig. 1 dargestellt. Sie
weist einen Tastschalterteil 1 auf, zu dem mehrere Tastschalter Kp.j bis Kp gehören, die sämtlich jeweils mit
einer Klemme an eine gemeinsame Leitung angeschlossen sind.
L ,NSPECTEQ,
Werden diese Tastachalter betätigt, werden die entsprechenden Ausgangssignale des Tastschalterteils 1 entsprechenden
Eingängen eines Kodiererteils 2 zugeführt, der sich aus zahlreichen Dioden D^ bis Dg zusammensetzt, die eine Diodenmatrix
für die Dezimal-Binär-Konvertierung bilden. Die binären
Ausgangssignale des Kodierers 2 werden einem Startimpulsgeneratorteil 3 zugeführt, der ein Oder-Gatter OR1, dem
Ausgang dieses Oder-Gatters in Reihe nachgeschaltete erste und zweite Flip-Flops FF1 und PPp» einen &W den Ausgang dea
zweiten Flip-Flops PPp angeschlossenen Inverter IN* aowie
ein Und-Gatter AND- aufweist, welch letzterem die Ausgangssignale
des ersten Flip-Flops FF1 und des Inverters IN* zugeführt
werden. Die beiden Flip-Flopa werden durch die Ausgangssignale
eines nicht dargeatellten Taktgebers angesteuert» um die entsprechenden Schreib- und Lesevorgänge durchzuführen,,
um danach in ihren Anfangszuatand zurückgeatellt zu werden, der in beiden Fällen dem Zustand "0" entspricht.
Der Startimpulsgeneratorteil 3 erzeugt ein Ausgangssignal jeweils nur für den ersten Eingangsimpuls, jedoch nicht für
nachfolgende Eingangsimpulse der gleichen Art wie "0" und "0" oder "1" und "1". Der Ausgang dea Kodiererteila 2 ist
ferner an einen Tasteingangssignal-Leaeteil 4 angesohlosaen,
der aich aus Und-Gattern AND^ bis ANDc zusammensetzt.
Sobald der Startimpulageneratorteil 3, άββββη Ausgang mit
je einem Steuereingang jedes der Und-Gatter AND2 bis AND,-verbunden
ist, ein Ausgangssignal "1" erzeugt, werden die Ünd-Gatter ANDg und AND,- geöffnet, eo daß das Ausgangssignal
dea Kodiererteils 2 von diesen Und-Gattern durchgelassen
und der angeschlossenen Schaltung über die betreffenden von mehreren Ausgängen Op1 bis Op^ zugeführt wird.
Wird bei dieaer bekannten taatengeateuerten Eingabeschaltung
einer der Tastschalter» z.B. der Tastschalter Kp1, geschlossen, wird ein Signal der in Fig. 2a gezeigten
Art erzeugt und über den Kodiererteil 2 und das Oder-Gatter OR., dem ersten Flip-Flop FF1 zugeführt. Dann werden die
ersten und zweiten Flip-Flops FP1 und FF« synchron mit einem
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Impuls a einer Taktimpulsreihe nach Fig« 2Td in den Zustand
"1" "bzw. den Zustand "O" gebracht, und danach werden die
Flip-Flops beim Erscheinen eines zweiten Taktimpulses b nach
Fig. 2b im Zustand "1" gehalten bzw. in den Zustand "1" gebracht, wie es in Fig. 2c und 2d.gezeigt ist. Der Startimpulsgenerator
3 erzeugt ein Ausgangssignal "1" während der Periode zwischen der Vorderflanke des ersten Taktimpulses a
und der Vorderflanke des zweiten Taktimpulses b, wie es in Fig. 2e dargestellt ist. Während dieser Periode werden die
Ünd-G-atter des'tastengesteuerten Leseteils 4 offengehalten,
um das Ausgangsignal des Kodierers 2 zur nächsten Stufe der Schaltung gelangen zu lassen. Solange der Tastschalter
nicht wieder geöffnet wird, verbleiben die Flip-Flops j
undWFn danach in ihren Zuständen "1" und "1", so daß am
Ausgang des Und-Gatters AHD^ das Signal "0" erscheint. Im
Verlauf des Gesamtbetriebs wird das Tastsignal Während einer
konstanten Periode nur einmal eingegeben.
Werden dagegen bei dieser bekannten tastengesteuerten Eingabeschaltung mehrere Schalter, z.B. die Tastschalter
Kp- und Kp2» gleichzeitig geschlossen, wird ein falsches
Signal erzeugt, und zwar in diesem Fall das gleiche Signal, das beim Schließen des Tastschalters Kp^ erzeugt würde.
Dieses falsche Signal betätigt dann den Startimpulsgeneratorteil, so daß das Signal eingegeben und den nachfolgenden
Schaltkreisen zugeführt wird. '
Solange nicht alle Tastschalter zurückgestellt worden sind, ist es, wie eingangs erwähnt, nicht möglich, ein weiteres Tastsignal einzugeben. Wird 2.B. eine Taste gleichzeitig mit dem Zurückstellen eines vorher betätigten Tast~
schalters betätigt, so hat dies die gleiche Wirkung, wie wenn dem ersten Flip-Flop FF^ nacheinander zweimal das Signal
"1" eingegeben würde. In einem solchen Fall kann daher das letztere der beiden Tastsignale nicht eingegeben werden.
Dies bedeutet," daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Tastatur begrenzt ist.
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-4- . 1249379
Das erwähnte falsche Signal, das beim gleichzeitigen Betätigen mehrerer Tastschalter auftritt, führt in den meisten
praktischen Anwendungsfällen zu erheblichen Ifachteilen.
Jedoch werden in bestimmten Fällen taatengesteuert© Eingabeschaltungen
ähnlieh der vorstehend beschriebenen bekannten Schaltung benötigt.
Bei solchen tastengesteuerten Eingabeschaltungen besteht in neuerer Zeit die Tendenz, in den elektrischen Teilen
elektronischer Geräte, z.B. elektronischer Tischrechner, entweder bei einzelnen Funktionen oder bei dem gesamten
Funktionsteil in einem möglichst großen Umfang integrierte Schaltkreise zu verwenden, um den Forderungen nach einer
Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und -der Zuverlässigkeit sowie einer Verkleinerung der Abmessungen und der Anzahl
der Fertigungsschritte zu entsprechen. Dies würde Jedoch zu einem komplizierteren Aufbau der integrierten Schaltungseinheit
und zu einer Vergrößerung der Anzahl der Anschiußstifte der integrierten Schaltung führen.
Da zwischen benachbarten Anschlußstiften bestimmte
Mindestabotände eingehalten werden müssen, würde sich bei
einer Vergrößerung der Zahl der Anschlußstifte eine Vergrößerung der Abmessungen ergeben. Umgekehrt weist möglicherweise
eine integrierte Schaltung mit einer begrenzten Anzahl von Anschlußstiften nicht die benötigte Anzahl komplizierter
Funktionen auf.
Zwar könnte man die bekannte tastengesteuerte Eingabeschaltung nach Fig. 1 mit Ausnahme ihrer mechanischen Teile,
z.B. der Tastschalter, als integrierte Schaltung aufbilden,
doch würde eine solche integrierte Schaltung mindestens Eingangsanschlußstifte aufweisen müssen, die den verschiede^·
nen einzelnen Tasten zugeordnet sind.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugmsiMle, eine
tastengesteuerte Eingabeschaltung zu schaffen, ^^i 4er beim
gleichzeitigen Betätigen mehrerer Tasten das Eingaben fal-
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scher Signale verhindert wird. Insbesondere soll dabei eine Eingabeschaltung geschaffen werden, die eine kontinuierliche
Betätigung der Tasten und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit beim Betätigen der Tasten zuläßt. Ferner soll durch die
Erfindung ein kompatibles bzw. allgemein verwendbares' tastengesteuertes Eingabeschaltungssystem geschaffen werden,
das sich bei einem tastengesteuerten Eingabeteil entweder als verbesserte Eingabeschaltung oder mit geringfügigen Abänderungen
als Eingabeschaltung bekannter Art verwenden läßt, Schließlich soll ein tastengesteuertes Eingabeschaltungssystem
geschaffen werden, das mit geringen Kosten als integrierte Schaltung mit einer kleinen Anzahl von Anschlußstiften
herstellbar ist.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheitender Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an 'Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es,zeigt; ■
Fig. 1 die schon beschriebene bekannte tastengesteuerte Eingabeschaltung;
Fig. 2a bis 2e Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 3. eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen tastengesteuerten Eingangsschaltung;
Fig. 4 in verschiedenen Teilen der Schaltung nach Fig. 3 auftretende Wellenformen;
Fig. 5 bis 8 sowie Fig. 10 weitere Ausführungsformen
von Eingabeschaltungen; .
Fig. 9a bis 9d Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise
der Schaltung nach Fig. 8·3 und
Fig. 11 ein für die Schaltung nach Fig. 9 geltendes
Tastaturschema.
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Zu der in Fig. 3 dargestellten tastengesteuerten Eingabeschaltung nach der Erfindung gehört ein Taktgeberteil 5
mit acht in Reihe geschalteten Flip-Flops FF-Jq bis FF-j γ,
einerNandschaltung NAND^q, der die Ausgangsignale der Flip-Flops
zugeführt werden, und die ihr Ausgangssignal zum Eingang des Flip-Flops FF1Q zurückleitet, sowie mit an die Ausgänge
der Flip-Flops FF10 bis FF^y und den Ausgang der Handschaltung NAWD1Q angeschlossenen Ausgangsklemmen P1 bis Pq.
Diese Anordnung bildet einen Ringzähler, an dessen Ausgängen P-j bis Pq neun verschiedene, in Fig. 4a bis 41 dargestellte
Taktimpulsreihen erscheinen. Bei dieser Ausführungsfonn
entspricht die logische "1" dem Erdpotential und die logische "0" einem vorbestimmten negativen Potential.
Ferner zeigt Fig. 3 einen Tastschalterteil 6 mit neun Tastschaltern K^ bis Kg, deren Eingangsklemmen an die zugehörigen
Ausgangsklemmen P1 bis Pq des Taktgebers 5 angeschlossen,
und deren Ausgangsklemmen mit einer gemeinsamen Leitung verbunden sind. Den Tastschaltern K1 bis Kq sind die
Dezimalziffern 1 bis 9 zugeordnet.
Zu der Schaltung nach Fig. 3 gehört ferner ein Gatterteil 7 zum Verarbeiten der mittels der Tastschalter eingegebenen
Signale, in dem die von den Ausgangsklemmen P1 bis Pq
des Taktgebers 5 eintreffenden Taktimpulse durch zugehörige Inverter IN1Q bis IN18 umgekehrt werden, deren Ausgangssignale
ihnen zugeordnete Und-Gatter AND10 bis AND18 ansteuern.
Außerdem wird das Ausgangssignal des lastschalterteils 6
durch einen weiteren Inverter IN1Q umgekehrt, dessen Auagangssignal
ein zweites Eingangssignal für die Und-Gatter AND10 bis AND18 bildet.
Weiterhin ist gemäß Fig. 3 ein Kodiererteil 8 vorhanden.|
der das Dezimalziffer-Ausgangssignal des Gatterteils 7 in eine entsprechende binäre Zahl verschlüsselt.
Ferner gehört zu der Schaltung ein Startimpulageneratorteil
9 mit ersten und zweiten, verzögert arbeitenden,
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in Reihe geschalteten Flip-Flops FF18 und FF1Q, einem Inverter
INpQ zum Umkehren des Ausgangssignals des zweiten Flip-Flbps
FF-. q und einem Und-Gatter AUD1Q , dem die Ausgangssignale
des ersten Flip-Flops FF18 und des Inverters INg0 zuSe~
führt werden.
Schließlich ist ein Lese- bzw. Eingabeteil.10 vorhanden, der die Zufuhr der Ausgangssignale des Kodiererteils 8
zu den nachfolgenden Schaltkreisen steuert. Zu diesem Eingabeteil gehören Und-Gatter ANDp0 bis ANDp-,, deren Ein- und
Ausschaltung durch die Ausgangssignale des. Startimpulsgeneratorteils 9 gesteuert wird, und deren an Ausgangsklemmen O1,
Dp j 0/ und Oq erscheinende Ausgangssignale den nachfolgenden
Schaltkreisen zugeführt werden.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der tastengesteuerten
Eingabeschaltung nach Fig. 3 für die Fälle beschrieben,
daß die Tastschalter K1 bis Kg einzeln nacheinander betätigt
werden, daß mehrere Tastschalter gleichzeitig betätigt werden, und daß Tastschalter in ihrer Betätigungsstellung gehalten
werden.
A) Tastschalter werden einzeln nacheinander betätigt:
Dem durch die Flip-Flops FF1Q bis FF1^ und das Nandgatter
NAND10 gebildeten Ringzähler werden die in Fig, 4a bis.4i
dargestellten phasenverschiedenen Taktimpulsreihen Dp1 bis
Dpq so zugeführt, daß sich das Signal "0" fortschreitend nach
rechts verlagert, wie es in Fig. 4a bis 4i gezeigt ist.
Wird einer der Tastschalter des Tastschalterteils 6, z.B. der Tastschalter K1, betätigt, wird nur das Ausgangssignal
des Taktgebers 5, das an der Ausgangskiemme P1 erscheint
(Impulsreihe nach Fig. 4a), dem Gatterteil 7 zuge-'führt. Das so zugeführte Ausgangssignal des Tastschalter-
-teils 6 wird durch den Inverter IN1Q umgekehrt und dann den
einzelnen Und-Gattern AND10 bis AND18 zugeführt. Hierbei
wird der mit dem Ausgangssignal des Tastsehalterteils 6 synchronisierte Taktimpuls Dp1 nur dem Und-Gatter AND10 züge-
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führt. Daher erzeugt nur das Und-Gatter AND1Q ein Ausgangseignal
"1". Dieaes der Dezimalziffer "1"ventsprechende Ausgangseignal
des Gatterteils 7 wird dem Kodierer θ zugeführt, Un in ein entsprechendes binäres Signal verwandelt zu werden.
Das beim Betätigen des Tastschalters K1 erzeugte Ausgangssignal
des TastSchalterteils 6'wird außerdem über den
inverter IN21 dem Startimpulsgeneratorteil 9 zugeführt, wodurch
die ersten und zweiten Flip-Flops FF1 und FF2,(Fig. Ό
b«w. FF1Q und FF.JQ (Pig. 3)» die sich vorher in den zurückgestellten
Zuständen "0" und "0" befanden, In ihre ersten «■gestellten Zustände "1" und "0" und dann in ihre zweiten
Hinge et eilt en Zustände "1" und 11I" gebracht werden, so daß
das Und-Gatter AHJXjQ das Ausgangssignal "1" den Und-G-attern
AItBgQ bis ANDg, des Eingabeteils 10 zuführt. Somit werden die
Und-Gatter AND20 bis AHD2, geöffnet, so daß sie ihre binären
Signalinhalte "1", "0", "0" und "0", die der BezimalÄiffer
"1" enteprechen, Über die zugehörigen Ausgangeklemmen O1,
Ο«» CK und Oq abgeben können.
Wird der Tastschalter K1 nicht wieder geöffnet, verbleiben
die Flip-Flops Ff10 und FF1Q in ihren-Zuständen "1"
und "1", so daß die Und-Öatter des Eingabeteils 10 geschlossen
bleiben. Solange dieser Betriebszustand erhalten bleibt, wird danach kein weiteres Tastschalterausgangssignal zu den
Ausgangsklemmen O^ bis Oq übertragen.
B) Mehrere Tastschalter werden gleichzeitig betätigt:
Werden gleichzeitig mehrere Tastschalter des Tastschalterteils 6, z.B. die Tastschalter K1 und K2, betätigt,
werden die in Fig. 4a und 4b dargestellten Signale synthetisiert. Daher wird das Ausgangssignal des Tastschalterteile 6
auf das Erdpotential eines der Taktimpulse gebracht, so daß das Ausgangssignal "1" während der gesamten Dauer dieser Impulse
ununterbrochen erhalten bleibt. Mit anderen Worten, wenn mehrere Tastschalter gleichzeitig betätigt werden, beeinflussen
sich die betreffenden Taktimpuls· derart, daß
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dem Eingabeteil 10 keine Informationen darüber zugeführt
werden, welcher Tastschalter betätigt worden ist. Werden zwei oder mehr der Tastschalter K1 bis Kq gleichzeitig betätigt,
kommt auf diese Weise der Gatterteil 7 derart zur Wirkung, daß jedes etwa auftretende Eingangssignal zurückgehalten
wird.
C) Ein Tastschalter wird niedergedrückt gehalten, während
ein anderer Tastschalter betätigt wird:
Als Beispiel sei der Fall gewählt, daß zuerst der Tastschalter K1 geschlossen wird, daß dann der Tastschalter
K2 geschlossen wird, und daß hierauf der Tastschalter K1 bei
noch geschlossenem Tastschalter K2 wieder geöffnet wird.
Wird nur der Tastschalter K1 ähnlich wie,im Fall A) geschlossen,
werden die Flip-Flops FF1Q und FF1Q aus ihren zurückgestellten
Zuständen "0" und "0" in ihre ersten umgestellten Zustände "1" und "0" und dann in ihre zweiten umgestellten
Zustände "1" und "1" überführt, so daß das der Deziraalziffer "1" entsprechende binäre Signal in dem Eingabeteil 10 nur
einmal während einer konstanten Periode erscheint.
Beim nachfolgenden Schließen des Tastschalters K2
bleibt ähnlich wie im Fall B) das Ausgangssignal "1" des Tastschalterteils 6 erhalten, so daß dem Gatterteil 7 durch
die Tastschalter kein Eingangssignal zugeführt wird. Außerdem werden die Flip-Flops FF1 und FF2 auf "0" und "0" zurückgestellt.
Beim nachfolgenden Öffnen des Tastschalters K-. wird
der dem Tastachalter K2 zugeführte Taktimpuls Dp2 von dem
Einfluß jedes anderen Taktimpulses befreit. Daher werden die Flip-Flops FF1Q und J1F1Q erneut aus ihren zurückgestellten
Zuständen "0" und "0" in ihre ersten umgestellten Zustände "1" und "0" und dann in ihre zweiten umgestellten Zustände
•!1" und "1" überführt, so daß das jetzt der Dezimalziffer "2"
entsprechende binäre Signal an den Ausgangsklemmen O1 bis 0Q
des Eingabeteils 10 erscheint.
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Ba ist ersichtlich, daß bei der Ausführungeformnach ■ ",
Fig. 3'das gleichzeitige Schließen von zwei oder mehr Tasischaltern
dem öffnen sämtlicher Tastschalter gleichwertig ist. Selbst wenn zwei Tasten in der beschriebenen Weise niedergedrückt
gehalten werden, kann -somit das dem danach geschlossenen Tastschalter entsprechende Signal im Augenblick
des öffnens des vorher geschlossenen Tastschalter» weiteigöleitet
werden. ·
Bei der Schaltung nach Fig. 3, bei der Taatschaltersignale
selbst dann eingegeben werden können, wenn zwei oder
mehr Tastschalter auf sich überschneidende Weise betätigt
werden, ist es möglich, die Geschwindigkeit zu erhöhen» mit
der die Tasten betätigt werden.
Diese logische Schaltung läßt sich aus Schaltelementen bekannter Art, z.B. gewöhnlichen Transistoren und Metalloxid-Halbleiter-
bzw. MOS-Transistoren aufbauen. Bei dem Aueführungsbeispiel nach Fig. 3 werden der Taktgeberteil 5t der
Gatterteil 7» der Kodierertoü S, der Startimpulageneratorteil 9 und der Lese- bzw. Eingabeteil 10 als integrierte
Halbleiterschaltung aus MOS-Transistoren in Gestalt ''eiftea
einzigen Bausteins hergestellt.
Di© beschriebene tastengesteuerte Eingabeechaltung und
die an sie angeschlossene Operationsschaltung können mit
Hilfe der Taktimpulse ein und desselben Systems gesteuert
werden, so daß sich die gesamte Schaltung vereinfachen läßt. Zu diesem Zweck können diese Schaltungen als integrierte
Halbleiterschaltungen in Form eines einzigen Bausteins hergestellt
werden. Dies gilt für alle Teile der Schaltung nach Fig. 3 mit Ausnahme des mechanisch arbeitenden Taetschalterteile
6, , .'■■..'.■'.'
Bei der Schaltung nach Fig. 3 ist es möglich, die An- .
zahl der benötigten Anschlußstifte zum Zuführen der Taetschaltereingabesignale
von den Tastschaltern K1 bis L zu
der integrierten Schaltung des Bausteins auf 1 zu verringern,
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Zu einem elektronischen Tischrechner gehören zusätzlich zu dem tastengesteuerten Eingabeteil noch der nachgeschaltete
Operationsteil und der Anzeigeteil zum Anzeigen der Operationsergebnisse. Bei diesen Teilen werden gewöhnlich
manche Elemente verwendet, die sich mehrfach ausnutzen lassen. Zu Anzeigezwecken kann der Anzeigeteil lumineszierende
Anzeigeröhren, lumineszierende Anzeigeelemente, Schreibmaschinentypen und dergleichen aufweisen. Die Ergebnisse
werden als mehrstellige Dezimalzahlen angezeigt, für die Anzeigevorrichtungen in einer entsprechenden Anzahl vorhanden
sein müssen. Gegenwärtig werden als Anzeigesysteme in
großem Umfang sogenannte dynamische Systeme verwendet, bei denen ein einziger Dekodierer dazu dient, aus entsprechenden
binären Eingangssignalen die betreffenden Dezimalziffern abzuleiten.
Hierbei werden die Ausgangssignale des Dekodierers während jeder der Zeiteinheitsunterteilungen auf mehrere Anzeigevorrichtungen
verteilt, von denen jede einer bestimmten Dezimalstelle zugeordnet ist. Hat die durch das dynamische
Anzeigesystem anzuzeigende Itesimalzahl maximal neun Stellen,
müssen in diesem Pail neun Anzeigevorrichtungen vorhanden sein, was bedeutet, daß man neun Schalter benötigt, um die
neun Anzeigevorrichtungen mit Hilfe der Ausgangssignale des einzigen vorhandenen Dekodierers zu betätigen. Zu diesem
Zweck benötigt man mindestens neun verschiedene Impulsreihen von unterschiedlicher Phase zum Sehließen und Öffnen der betreffenden
Schalter. Wird zum Anzeigen neunstelliger Dezimalzahlen mit zehn Impulsreihen gearbeitet, wird eine dieser
Impulsreihen nicht zum Betätigen irgendeiner Anzeigevorrichtung benutzt.
Bei der Schaltung nach Pig, 3 können die neun den neun
Tastschaltern K^ bis Kp zugeführten Impulsreihen gemeinsam
"benutzt werden, um neun Anzeigevorrichtungen zu betätigen. Somit benötigt man bei dem integrierten Schaltungsbaustein
nur einen einzigen Anschlußstift zum Aufnehmen der über die Tastschalter K1 bis K2 zugeführten Eingangssignale.
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Bildet man im Gegensatz hierzu die bekannte tastengesteuerte
Eingabeschaltung nach Pig. 1 als integrierte Schaltung
aus, benötigt man neun Anschlußstifte für die neun vorhandenen
Tastschalter K^ bis Kg. *
Die Ausgangsklemmen P^ bis Pq des Taktgebers 5 der
Schaltung nach Pig. 3 können zu dem Zweck "aufgefächert" werden, die dem Taktgeber entnommenen Impulereihen 5p7 bie
UpT nicht nur in der Eingabeschaltung, sondern auch aum Verschieben
von Stellen bei dem dynamischen Anzeigesystem und
zum Steuern arithmetischer Operationen zu verwenden. Bei jeder solchen Anordnung ist es erforderlich, zu verhindern,
daß das Betätigen von Tastschaltern die Stellenverscbiebung
und die Steuerung arithmetischer Operationen beeinflußt. Zu
diesem Zweck lassen sich Dioden verwenden, die ea bei entsprechender
Wahl der Schaltungsmöglichkeiten bezüglich ihrer Polarität Usw. ermöglichen, eine vielseitige tatetengesteuerte
Eingabeschaltung zu schaffen, bei der durch Betätigen ein und
derselben Taste verschiedene Eingangssignale erzeugt werden können. · .
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der es sich um eine Weiterbildung der Schaltung nach Fig. 3
handelt. Gemäß Fig. 5 werden die Taktimpulsreihen ICj" bis Dpg
sowohl in der tastengesteuerten Eingabeschaltung als auch in
einer Anzeigeschaltung verwendet. In Fig. 5 sind Elemente, die in Fig. 3 dargestellen Elementen entsprechen, jeweils mit
den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Im vorliegenden Fall sind die Tastschalter K1 bis Kn mit den zugehörigen. Ausgängen
P1 bis Pq des Taktgebers über Dioden D^ bis Dq verbunden.
Ferner sind Widerstände r-j bis rg vorhanden, die an einem
Ende mit der Anodenseite der Dioden D-j bis Dg Und am anderen
Ende gemeinsam mit der negativen Klemme einer Spannungsquelle verbunden sind. Diese wirken als Belastungswideretände für
die zugehörigen, hier nicht dargestellten, in dem Taktgeber untergebrachten MOS-Transistoren mit offener Senke und dienen
außerdem zum Formen der betreffenden Impulssignale. Weitere
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Widerstände r^ bis r-j« sind an ihrem einen Ende mit der Kathodenseite
der zugehörigen Dioden D1 bis Dq und an ihrem anderen
Ende gemeinsam mit der negativen Klemme der Spannungsquelle verbunden. Ferner sind die Dioden D1 bis Dq auf ihrer
Anodenseite mit den Gates der zugehörigen MOS-Transistoren T1 bis Τ« verbunden, deren Ausgangssignale den verschiedenen
lumineszierenden Anzeigeröhren Dp., bis Dpq zugeführt werden,
Gemäß Fig. 5 i3t die Klemme T11 über einen zur Rauschunterdrückung
dienenden Widerstand R mit einem hohen Widerstandswert geerdet, um zu verhindern, daß unnötige Informationen
an der Klemme T11 gespeichert werden, wenn nach dem Eingeben
eines Signals alle Tastschalter K1 bis Kg geöffnet werden.
Die. lumineszierenden Anzeigeröhren haben jeweils mehrere,
in Fig. 5 nicht dargestellte, nach Bedarf angeordnete Anoden, die Glimmlicht erzeugen, wenn an sie beim Einschalten
der betreffenden Röhre eine Anodenspannung angelegt wird.
Somit können die Anoden auf einem ausreichenden Anodenpotential gehalten werden, und durch Einschalten der Anzeigeröhren
ist o3 möglich, die gewünschten Zeichen sichtbar zu machen.
Anoden von gleicher Form und Anordnung, die in den einzelnen Anzeigeröhren vorhanden sind, sind miteinander verbunden,
und die einzelnen Anodengruppen sind an die zugehörigen Klemmen Vp1 bis Vp8 angeschlossen. An diese Klemmen wird die benötigte
Spannung nach Bedarf entsprechend den in der Operationsschaltung enthaltenen Informationen angelegt. Die Anzeigeröhren
werden durch die erwähnten Taktimpulse nacheinander angesteuert und so intermittierend zum Glimmen angeregt. Infolge
einer Nachwirkung erscheinen die dargestellten Zeichen dann als stehende Bilder.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden die Taktimpulse
bzw. Stellenverschiebungssignale Dp1 bis Dpg durch
das Betätigen der Tastschalter K1 bis Kq in keiner Weise beeinflußt.
Ohne das Vorhandensein der Dioden D1 bis Dg würden
beim gleichzeitigen Betätigen von zwei oder mehr der -Tastschalter
K1 bis Kq alle den betätigten Tastschaltern zugeführten
Ziffersignale auf das Erdpotential, d.h. den Pegel
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"1", gebracht. Während dieser Zeit würde daher der Anzeigeteil
außer Betrieb bleiben. Bei der Schaltung nach Fig. 5 mit den Dioden D1 bis DQ wird dagegen selbst dann, wenn die
Klemme T1Q durch gleichzeitiges Betätigen· von zwei oder mehr
Tastschaltern auf das Erdpotential, d.h. den Pegel 11I", gebracht
wird, das Ziffersignal mit dem negativen Pegel "0" in diesem Zeitpunkt nicht auf das Erdpotential gebracht, da
die entsprechende Diode in der Gegenrichtung vorgespannt ist. Daher befindet sich der Anzeigeteil in Betrieb» so daß jede
benötigte Information angezeigt wird.
Bei dieser Diodenschaltung bewirkt ferner das gleichzeitige Schließen von zwei oder mehr Tastschaltern» daß die
Klemme T-q auf den Pegel "1" gebracht wird, so daß ebenso
wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die kontinuierliche bzw. sich überschneidende Betätigung von Tasten möglich ist,
ohne daß ein falsches Eingangssignal weitergeleitet wird.
Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung des Tas,tschalterteile
6 nach Fig. 3. In Fig. 6 sind Elemente, die in Fig. 3 dargestellten Elementen entsprechen! jeweils in der gleichen
Weise bezeichnet. Zu der Schaltung gehören MOS-Traneistören
Ta1, Ta2 usw. bis Tc2 und Widerstände ra1, ra2, ra·, usw. bis
rc,. Diese Schaltung bildet eine Trennschaltung zwischen den Ausgangsklemmen F1 bis Pq einerseits und den Tastschaltern
K1 bis Kq andererseits. Hierbei handelt es sich um einen Ersatz
für die Dioden D1 bis Dq, und die Schaltung nach Fig.
arbeitet grundsätzlich in der gleichen Weise wie diejenige
nach Fig. 5· Ähnlich wie bei der Schaltung nach Fig. 5 ist
die Klemme T11 über einen großen Widerstand R geerdet, um
das Auftreten von Rauschen an dieser Klemme zu verhindern, wenn alle Tastschalter nach dem Eingeben eines Eingangssignals
geöffnet werden.
Bei der Schaltung nach Fig. 6 können ähnlich wie bei derjenigen nach Fig. 5 Tastschalter kontinuierlich betätigt
werden, ohne daß falsche Eingangssignal^ weitergeleitet werden.
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Pig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung des Tastschalterteils, deren Hauptunterschied gegenüber der Schaltung nach
Pig» 6 darin besteht, daß Dioden D11 bis D^g zwischen den
Tastschaltern K- bis Kq einerseits und der Klemme T11 andererseits
liegen, und daß diese Dioden im Vergleich zu den in Fig. 5 dargestellten entgegengesetzt gepolt sind.
Bei dieser Schaltung wird das Potential an der Klemme
T11 auch dann nicht auf das Erdpotential gebracht/ wenn mehrere
Tastschalter gleichzeitig geschlossen werden. Werden z.B. die Tastschalter K- und Kp gleichzeitig betätigt, entspricht
während einer bestimmten Zeitspanne das Ziffersignal
Dp1 einem negativen Pegel ("Q"), während das Ziffersignal
dem Erdpotential entspricht. Werden diese Signale den zugehörigen Dioden D11 und D12 zugeführt, läßt die Diode D11 einen
Strom fließen, so daß die Klemme T1Q auf ein negatives Potential
gebracht wird, während die Diode D12 in der Gegenrichtung
vorgespannt ist, um das dem Erdpotential entsprechende Ziffersignal Dp2 in diesem Zeitpunkt daran zu hindern, die
Klemme T11 -zu beeinflussen. Ähnliches gilt während dta4 nächsten
Periode, während welcher die Zustände der Ziffersignale Dp1 und Dp2 miteinander vertauscht werden. Ähnlich wie bei
der Eingabeschaltung nach Pig. 1 erscheinen insgesamt beide
Impulse der Ziffersignale Dp1 und Dp2 in Multiplexfomr an
der Klemme T10'. ·
Bei der Schaltung nach Pig. 7 ist es natürlich auch
möglich, die Klemmen P1 bis Pg in der beschriebenen Weise
aufzufächern.
In diesem Pail ist jedoch zwischen der Klemme T11 und
Erde eine äquivalente Kapazität vorhanden, die z.B. auf die Gatekapazität eines Feldeffekttransistors mit isoliertem
Gate (IGPET), der an die Klemme T11 angeschlossen ist, und
eine ungeerdete Kapazität, z.B. eine Voreilkapazität, zurückzuführen
ist. Ist diese äquivalente Kapazität zu groß, besteht bezüglich der ',Yellenform des an der Klemme T11 er-,
scheinenden Impulssignals die Gefahr einer Verzerrung durch das Vorhandensein der Dioden D11 bis D1g.
309816/0826
■ — ID-
Pig. 8 zeigt eine weitere Ausführungeform, die es ermöglicht,
die soeben genannte Schwierigkeit zu vermeiden* In Fig. 8 erscheinen gleiche Elemente wie, in Fig. 7 mit den
gleichen Bezugszeichen. Der angedeutete Kondensator Ci reprleentiert
die erwähnte äquivalente Kapazität zwischen der Klemme T11 und Erde; um das Auftreten von Rauschen zu verhindern,
ist wiederum ein großer Widerstand 1 vorhandent mit
dem ein IGPET M parallelgeschaltet ist, der über sein Gate
Mit einem Bit signal W-" angeeteuert wird.
Wird während des Betriebs z.B. der Tastschalter K* geschlossen,
erscheint auf der Kathodenseite der Diode L11 ein
Ziffersignal, wie es in Pig. 9a dargestellt ist« In Fig. 9a
bis 9d entspricht der obere Pegel der -einzelnen Signale dem
Erdpotential und der untere Pegel einem negativen Potential. ffird das Ziffersignal Hp^ von einem vorbestimmten negativen
Pegel auf den Erdpotentialpegel gebracht, kann sioh die gespeicherte,
auf die äquivalente Kapazität Ci zurückzuführende Ladung nicht Über die Diode D11 entladen, da diese Diode in
der Gegenrichtung vorgespannt ist, so daß die ladung über den großen Rauschunterdrückungswiderstand R abgeführt wird. Der
Widerstand R muß einen hohen Widerstandswert haben, der nicht
verringert werden kann, um ein einwandfreies Arbeiten der die nächste Stufe bildenden logischen Gatterschaltung zu gewährleisten.
Wenn der IGPET U fehlt, wird daher die auf der.Anodenseite
der Diode D11, d.h. an der Klemme T11, erscheinende
Spannungswellenform mit einer großen Zeitkonetante f» CiR
verzerrt. Erscheint diese verzerrte Wellenform an der Klemme T-^, erscheinen trotz der Betätigung des Tastschalter K-j
auf äquivalente Weise zwei Ziffersignale Dp1 und Dpg, was
die gleiche Wirkung hat, wie wenn die beiden Tastschalter K1 und Kp betätigt werden, so daß eine Betriebsstörung auftritt,
bei der der Kodierer ein Ausgangssignal liefert, das
dem Schließen des Tastsohalters K, entspricht.
309816/0826
Der mit dem Widerstand R parallelgeschaltete IGFET M verhindert das Auftreten dieser Betriebsstörung als Folge der
Verzerrung der Wellenform. Er wird mit dem in Fig. 9c dargestellten Bitsignal Bt* angesteuert, um die infolge der äquivalenten
Kapazität Gi gespeicherte Ladung zu beseitigen. Daher erscheint an der Klemme T1* die in Fig. 9d gezeigte
Wellenform, woraus ersichtlich ist, daß die Betriebsstörung verhindert wird,
Die Impulsbreite des. Bitsignals Bt1 entspricht einem
Viertel der Impulsbreite der Ziffersignale Dp1 · bis Dp , und
die Impulsperiodendauer des Bitsignals ist die gleiche wie die Impulsbreite der Ziffersignale Dp1 bis Dpn. Bei elektronischen
Tischrechnern und dergleichen werden zusammen mit dem Bitsignal Bt1 weitere Bitsignale Bt1 bis Bt, von gleicher
Impulsbreite und Impulsperiodendauer, jedoch von unterschiedlicher Phase verwendet. Diese Bitsignale Bt1 bis Bt*
können auch dazu dienen, die dem Kodierer entnommenen parallelen binären Signale in serielle binäre Signale zum Steuern
arithmetischer Operationen und für andere Zwecke zu verwandeln.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine direkte Ausnutzung der bei elektronischen Tischrechnern und dergleichen
verwendeten Bitsignale zur Duchführung der beschriebenen Veränderung der Wellenform möglich.
Zwar wird gemäß Fig. 9d die Impulsbreite des an der
Klemme T11 erscheinenden Signals auf drei Viertel der Ziffersignalimpulsbreite
nach Fig. 9a verringert, doch führt dies in der Praxis zu keinerlei Schwierigkeiten, da sich die
Eingabevorgänge bei der dem Eingäbeteil 10 nach Fig. 3 nachgeschalteten
Speicherschaltung innerhalb kurzer Zeitspannen durchführen lassen.
/ Zwar dient bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ein IGFET zum Formen der Spannungswelle, doch läßt sich die gleiche
Wirkung auch mittels eines Bipolartransistors erzielen. Zu diesem Zweck kann man den Tranaistor mit seinem Emitter
und seinem Kollektor an die Klemmen des Widerstandes R
309016/0826
anschließen und der Basis des Transistors das Bitsignal BtV
zuführen.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung, ermöglicht es die
Erfindung, ein tastengesteuertes Eingabeschaltungssystem zu schaffen, aus dem sich lediglich unter geringfügiger Abänderung
des Tastschalterteils entweder eine verbesserte oder
eine auf bekannte Weise ausgebildete tastengesteuerte Eingabeschaltung ableiten läßt.
Dies bedeutet, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, mehrere verschiedene tastengesteuerte Eingabeschaltungen
gleichzeitig herzustellen, woraus sich sehr erhebliche Vorteile bezüglich der Vereinfachung der Fertigungseinrichtungen,
einer Verringerung der Zahl der Fertigungsschritte und daher auch der Senkung der Herstellungskosten ergeben.
Werden bei einer tastengesteuerten Eingabeschaltung
nach der Erfindung mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt, verhindert ferner der Gatterteil das Eingeben irgendwelcher
Tastsignale, so daß da3 Auftreten falscher Signale in jedem Fall verhindert wird.
Weiterhin werden gemäß der Erfindung die über die Tastschalter eingegebenen Signale auf der Basis einer Zeitunterteilung
weitergeleitet, so daß selbst dann nur richtige Signale eingegeben werden, wenn Tasten niedergedrückt gehalten
werden. Hierdurch wird eine sehr erhebliche Steigerung der Geschwindigkeit ermöglicht, mit der die Tastschalter betätigt
werden.
Schließlich ermöglicht es die Erfindung, die auf die Verwendung von Dioden zurückzuführende Verzerrung der Wellenform
der Ausgangssignale ,des Tastschalterteila zu verhindern.
Ansprüche:
309816/0826
Claims (4)
- -19~ 2243379ANSPRÜCHE1 »J Tastengesteuerte Eingabeschaltung für elektronische Geräte, gekennzeich η e t durch einen Taktimpulsgeberteil (5) zum Abgeben mehrerer Impulsausgangssignale mit unterschiedlichen Impulsphasen über zugehörige Ausgangsklemmen, einen Tastschalterteil (6) mit mehreren Tastschaltern (K., bis Kq), bei denen jeweils eine Klemme mit der zugehörigen Ausgangsklemme des Taktimpulsgeberteils verbunden ist, während die andere Klemme jedes Tastschalters mit den ähnlichen Klemmen aller anderen Tastschalter verbunden ist, so daß an der gemeinsamen Verbindung ein Erdpotential-Impulsausgangssignal erscheint, wenn zwei oder mehr Tastschalter gleichzeitig betätigt werden, einen Gatterteil (7), der mit Hilfe der Tastschalter eingegebene Signale unter dem steuernden Einfluß der Ausgangssignale des Taktimpulsgeberteils und der Ausgangssignale des Tastschalterteils weiterleitet, einen Kodiererteil (8) zum Umwandeln der Ausgangssignale des Gatterteils in entsprechende binäre Signale, sowie durch einen Startimpulsgeneratorteil (9) zum Erzeugen eines Ausgangssignals auf der Basis des Ausgangssignals des Tastschalterteils, wobei das Ausgangssignal des Kodiererteils unter dem steuernden Einfluß des Ausgangssignals des Startimpulsgeneratorteils weitergeleitet wird.
- 2. ' Tastengesteuerte Eingabeschaltung, gekennzeichnet durch einen Taktimpulsgeberteil (5) zum Abgeben mehrerer Impulsausgangssignale mit unterschiedlichen Impulsphasen über zugehörige Ausgangsklemmen (P^ bis Pq), einen Tastschalterteil (6) mit mehreren Tastschaltern (K-, bis Kq), bei denen jeweils eine Klemme mit der zugehörigen Au3£angsklemme des Taktimpulsgeberteils verbunden ist, während die andere Klemme jedes Tastschalters mit den ähnlichen Klemmen aller anderen Tastschalter verbunden ist, einen Gatterteil (7), der mit Hilfe der Tastschalter eingegebene Signale unter dem steuernden Einfluß der Ausgangssignale des Taktimpulsgeberteils und der Ausgangssignale des Tast-309818/0826schalterteile weiterleitet, einen Kodiererteil (8) zum Umwandeln der Ausgangssignale des Gatterteils in entsprechende binäre Signale, sowie durch einen Startimpulsgeneratorteil (9) zum Erzeugen eines Ausgangssignals auf der Basis des Ausgangssignals des Tastschalterteils, wobei das Ausgangssignal des Kodiererteils unter dem steuernden Einfluß des Ausgangssignals des Startimpulsgeneratortöils weitergeleitet wird.
- 3. Tastengesteuerte Eingabeschaltung, gekennzeichnet durch mehrere Tastschalter, eine Einrichtung zum Zuführen phasenverschiedener Taktimpulse jeweils zu einer Seite der verschiedenen Tastschalter, mit den verschiedenen Tastschaltern in Reihe geschaltete Dioden (D- bis Dq), eine Einrichtung zum Zuführen von die betreffenden Tastschalter passierenden Impulssignalen zu einer gemeinsamen Klemme (T1-.) sowie durch eine Einrichtung (R), die dazu dient, die gemeinsame Klemme zu erden, wenn sich der Zustand der verschiedenen Taktimpulse ändert.
- 4. Integrierfes Gchaltungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine taatengesteuerte Eingabeschaltung vorhanden ist, zu der ein Taktimpulsgeberteil (5) zum Abgeben mehrerer Impulsausgangssignale mit unterschiedlichen Impulsphasen' über zugehörige Ausgangeklemmen (F-j bis Pq) gehört, ferner ein Tastschalterteil (6) mit mehreren Tastschaltern (K^ bis Kp), bei denen jeweils eine Klemme mit der zugehörigen Ausgangsklemme des Taktimpulsgeberteils verbunden ist, während die andere Klemme jedes Tastschaltera mit den ähnlichen Klemmen aller anderen Tastschalter verbunden ist, ein Gatterteil (7), der mit Hilfe der Tastschalter eingegebene Signale unter dem steuernden Einfluß der Ausgangssignale des Taktimpulsgeberteils und der Ausgangssignale des Tastschalterteils weiterleitet, ein Kodiererteil(8) zum Umwandeln der Ausgangssignale des Gatterteils in entsprechende binäre Signale sowie ein Startimpulsgeneratorteil (9) zum Erzeugen eines Ausgangssignals auf der |Jasis3 09816/0826des Ausgangssignala des Tastschalterteile, daß das Ausgangssignal des Kodiererteils unter dem steuernden Einfluß des Ausgangssignais des Startimpulsgeneratorteils vveitergeleitet wird, und daß mindestens der Taktimpulsgeberteil, der Gatterteil, der Kodiererteil und der Startimpulsgeneratorteil zu einer integrierten Halbleiterschaltung in Form eines einzigen Bausteins vereinigt sind.309816/0826
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