DE2249379A1

DE2249379A1 - Tastengesteuerte eingabeschaltung fuer elektronische geraete

Info

Publication number: DE2249379A1
Application number: DE2249379A
Authority: DE
Inventors: Kosei Nomiya; Takao Tsuiki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-10-08
Filing date: 1972-10-09
Publication date: 1973-04-19
Also published as: GB1402162A; US3818441A; NL7213611A; IT968793B; FR2155678A5; CA960587A

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 undWF_n 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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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 P_q. 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 ^zuS^e~ 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 FF_1Q 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 0_Q 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 D_Q 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.

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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 vorhanden_t 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.

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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 Dp_n. 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

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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:

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Claims

-₁₉~ 2243379

ANSPRÜCHE

1 »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-

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schalterteile 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 |Jasis

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des 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.

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