DE3241393C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren elektronischen Rechner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Rechner ist aus der DE-OS 26 42 420 und der DE-OS 29 49 153 bekannt. Ein derartiger Rechner ist bereits recht gut gegen unbeabsichtigte Änderungen eines eingegebenen Programms geschützt, jedoch kann es immer noch vorkommen, daß der Betriebsarten-Wahlschalter unbeabsichtigt oder versehentlich betätigt wird und dann das eingegebene Programm doch teilweise oder ganz überschrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rechner so auszubilden, daß er ein eingegebenes Programm gegen unbeabsichtigte Änderungen noch besser schützt als die bisher bekannten Rechner.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben. Der erfindungsgemäße Rechner zeichnet sich durch eine Doppelsicherung aus. Zum einen liegt nämlich ein für sich bekannter Betriebsarten-Wahlschalter vor, der zwischen den Betriebsarten "Rechnen" und "Programmieren" umschaltbar ist, und zum anderen ist der Rechner noch durch eine Verriegelungseinrichtung gesichert, die in gesetztem Zustand das Einschreiben oder Löschen eines Programms verhindert.

Diese Doppelsicherung ermöglicht es dem Benutzer, den Rechner durch Setzen der Verriegelungseinrichtung mit sehr großer Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Überschreiben eines eingegebenen Programmes zu schützen, solange er nur rechnen möchte. Will der Benutzer dagegen z. B. ein eingegebenes Programm verändern, setzt er die Verriegelungseinrichtung zurück, so daß er jetzt durch einfaches Betätigen des Betriebsarten- Wahlschalters beim Wählen der Betriebsart "Programmieren" sein eingegebenes Programm verändern und beim Wählen der Betriebsart "Rechnen" Proberechnungen mit dem neuen Programm durchführen kann. Ist das Programm zu seiner Zufriedenheit verändert, versetzt er die Verriegelungseinrichtung wieder in den gesetzten Zustand.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines programmierbaren elektronischen Rechners;

Fig. 2 schematisches Blockdiagramm der Schaltung des Rechners von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Mikroprozessors gemäß Fig. 2;

Fig. 4-7 Flußdiagramme zum Erläutern von Betriebsarten des Rechners gemäß den Fig. 1-3.

Der in Fig. 1 dargestellte elektronische Rechner weist eine Anzeige 1 z. B. auf Flüssigkristallbasis vom Punktmatrixtyp auf. Ein Betriebsarten-Wahlschalter 2 dient dazu, den programmierbaren elektronischen Rechner willkürlich entweder in die Betriebsart "Rechnen (normale Betriebsart)" oder in die Betriebsart "Programmieren" zu schalten. Wenn der Betriebsarten-Wahlschalter 2 während der Betriebsart "Rechnen" betätigt wird, wird der Rechner in die Betriebsart "Programmieren" umgeschaltet. Wenn der Betriebsarten-Wahlschalter 2 dagegen während der Betriebsart "Programmieren" betätigt wird, wird der Rechner in die Betriebsart "Rechnen" umgeschaltet. Die so ausgewählte Betriebsart wird auf der Anzeige 1 durch ein Symbolsegment 3 dargestellt.

Eine Umschalttaste 4 dient gemeinsam mit dem Betriebsarten- Wahlschalter dazu, den Rechner in die Betriebsart "Reserve" zu schalten. Wenn der Betriebsarten-Wahlschalter 2 direkt nach der Umschalttaste 4 betätigt wird, wird der Rechner in die Betriebsart "Reserve" gesetzt, in der ein besonderer Befehl aus mehreren Zeichen einer der Reservetasten 7 zugeordnet werden kann. Buchstabentasten 5 dienen dazu, verschiedene Befehle in den Rechner einzugeben. Eine Eingabetaste 6 steuert die Ausführung der Bedienung. Wenn die Eingabetaste 6 betätigt wird, nachdem ein gewünschter Befehl durch die Buchstabentasten 5 eingegeben ist, wird das zum eingegebenen Befehl gehörige Programm ausgeführt.

Der Rechner weist weiterhin (Fig. 2) eine Steuerschaltung 11 zum Ansteuern der Anzeige 1 auf, die eine Ziffernanzeige, eine Buchstabenanzeige und die Symbolanzeige 3 umfaßt. Eine Tasteneingabeschaltung 12 ist verschiedenen Tasten der Tastatur zugeordnet. Die Tasteneingabeschaltung 12 erhält ein Tastenabtastsignal von einem Eingabe/Ausgabeanschluß 13 und gibt daraufhin ein Tastenrückgabesignal ab, das einem Mikroprozessor zugeführt wird. Der Rechner weist weiterhin Lese/Schreibspeicher (RAM) 15 auf, die als verschiedene Register dienen und zum wahlweisen Speichern von Daten, Betriebskennzeichen (Flags) sowie Programmen vorgesehen sind. Nur Lesespeicher (ROM) 16 speichern Steuerprogramme und Übersetzer zum Ausführen von Standardprogrammen. Ein Verbinder 17 dient dazu, den programmierbaren elektronischen Rechner mit äußeren Speichern zu verbinden, falls dies erforderlich ist.

Der (RAM) 15, der (ROM) 16 und die äußeren Speicher sind an einen Adreßbus 18, einen Datenbus 19 und einen Steuerbus 20 angeschlossen. Der erwähnte Eingabe/Ausgabeanschluß 13 ist ebenfalls an diese Busse angeschlossen und dient als Interface für den Mikroprozessor 14.

Der Rechner weist weiterhin einen Summer 21 auf, der durch eine Treiberschaltung 22 betätigt wird. Eine vorhandene Taktgeberschaltung 23 ist mit einem Kristalloszillator 24 versehen. Der erwähnte Eingabe/Ausgabeanschluß 13 dient weiterhin dazu, die Übertragung von Steuersignalen zwischen der Steuerschaltung des Mikroprozessors 56, der Taktschaltung 23 und der Treiberschaltung 22 zu übernehmen. Die Taktschaltung 23 speichert Zeitinformationsdaten. Ein weiterer Verbinder 25 dient dazu, den Rechner mit Geräten wie einem Datenaufnahmegerät, einem Drucker oder einer Diskette zu verbinden.

Der Mikroprozessor 14 erzeugt ein Synchronisiersignal HA und ein Ein/Aus-Signal DISP, die der Anzeigensteuerschaltung 11 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 14 erzeugt weiterhin Gegenelektrodensignale H ₀ bis H ₇, die der Anzeige 1 zugeführt werden. Die Anzeigensteuerschaltung 11 beinhaltet einen (nicht dargestellten) Anzeigenspeicher, bei dem jedes seiner Bits jedem Segment innerhalb der Anzeige 1 entspricht. Auf der Anzeige 1 wird also ein bestimmtes Muster dargestellt wenn ein gewünschtes Bildmuster in den Anzeigespeicher innerhalb der Anzeigesteuerschaltung 11 eingeschrieben ist.

In Fig. 3 ist der Mikroprozessor von Fig. 2 näher dargestellt. Der Mikroprozessor 14 weist einen Programmzähler 31 mit 16-Bit-Bauweise auf. Der Programmzähler 31 dient dazu, Adreßdaten zum Befehl zu speichern, der auf den gerade vom Mikroprozessor 14 ausgeführten Befehl folgt. Der im Programmzähler 31 gespeicherte Inhalt wird um eins erhöht wenn der nächste Befehl abgerufen wird. Ein Stapelzeiger 32 von 16-Bit-Bauweise dient dazu, die Adresse des Stapels anzuzeigen, der in einer "push-down"- Operation (Kellerungsprinzip) oder einer "pop-up"-Operation der Speicher gewählt werden soll. Datenregister 33, 34 und 35 sind von 16-Bit-Bauweise und sie dienen als Datenregister und Datenzeiger. Ein Akkumulator 36 dient dazu, Rechenergebnisse zu speichern und er wirkt weiterhin als Pufferregister zum Ausführen des Datentransfers zwischen einem äußeren Speicher und dem Mikroprozessor des Rechners. Ein Statusregister 37 speichert verschiedene Bedingungen wie Übertrag, Borgesignal, Nullsignal und Überlauf während der arithmetischen Rechenoperation.

Eine Adressenpufferschaltung 38 ist mit dem Adreßbuch AD ₀ bis AD ₁₅ verbunden. Der Mikroprozessor 14 weist weiterhin eine arithmetische Berechnungsschaltung 39 und eine Pufferschaltung 41 für arithmetische Berechnungszwecke auf. Eine Oszillatorschaltung 42 weist Anschlüsse XL ₀ und XL ₁ auf, die mit dem Kristalloszillator 24 verbunden sind. Ein Frequenzteiler (½) 43 ist mit der Oszillatorschaltung 42 verbunden und empfängt deren Ausgangssignale. Ein Ausgangssignal des Frequenzteilers 43 wird einer Taktsteuerschaltung 44 zugeführt, die die Erzeugung von Zeitgebersignalen auf ein Zeitgebersteuersignal (WAIT) hin steuern. Ein anderer Frequenzteiler 45 ist mit dem Frequenzteiler 43 verbunden und empfängt dessen Ausgangssignal. Das Ausgangsignal des Frequenzteilers 45 wird der Anzeigensteuerschaltung 11 als Synchronisiersignal HA zugeführt. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 45 wird auch einer Zeitgebersteuerschaltung 46 zugeführt. Die Zeitgebersteuerschaltung 46 steuert die Zähloperation und die Unterbrechung eines Zeitgeberzählers 47. Dieser Zeitgeberzähler 47 ist ein Polynomialzähler von 9-Bit Bauweise und dient dazu, Zeitintervalle für Zeitgeberunterbrechungen zu zählen.

Eine Unterbrechungssteuerungsschaltung 48 steuert die Unterbrechungsoperation entsprechend der Unterbrechungsanforderung, die durch Anschlüsse NMI und MI zugeführt wird und auf das Signal von der Zeitgebersteuerschaltung 46 her. Ein Zähler 49 dient dazu, das Gegenelektrodensignal zu erzeugen, das der Anzeige 1 zugeführt wird. Der Zähler 49 erhält ein Eingangssignal H _IN normalerweise als Synchronisiersignal HA. Eine Anzeige-Steuerschaltung 51 erhält Anzeige-Treiberspannungen V _DIS , V _A , V _B und V _M und erzeugt Gegenelektrodensignale H₀ bis H₇. Der Mikroprozessor 14 beinhaltet weiterhin Flip-Flops 52 und 53 für beliebige Zwecke, ein Flip-Flop 54 zum Steuern der Ein/Aus Operation der Anzeige und eine Datenbussteuerschaltung 55.

Signale, die über Eingangsanschlüsse IN₀ bis IN₇ in den Akkumulator 36 eingeführt werden, werden als 8-Bit-Daten gespeichert. Die Datenbusse D₀ bis D₇ übertragen die Daten in zwei Richtungen und bewirken dadurch das Einschreiben von Daten in einen äußeren Speicher oder das Lesen von Daten aus einem äußeren Speicher. Eine Schaltung 56 zur Befehlsdekodierung und zur Steuerung des Mikroprozessors steuert die Systemfunktion. Diese Schaltung 56 erzeugt verschiedene Steuersignale wie ein Speicherschreibsteuersignal R/W und Speicherfreigabesignale ME₀ und ME₁.

Anhand der Fig. 4 bis 7 wird im folgenden die Betriebsweise des bisher erläuterten elektronischen Rechners beschrieben. In Fig. 4 ist mit M ein Zähler zum Speichern der Betriebsarten des Rechners bezeichnet. FL bezeichnet ein Flag, das eine Verriegelungsbedingung anzeigt und FS stellt ein Flag dar, das die Betätigung der Umschalttaste anzeigt. Der Zähler M und die Flags FL und FS sind in einem Systembereich der Lese/Schreib-Speicher (RAM) 15 beinhaltet.

Tasteneingabeinformation wird in einem Schritt 101 gelesen. Wenn in einem Schritt 102 die Betätigung des Betriebsartenwahlschalters 2 festgestellt wird, wird zum Schritt 103 übergegangen, in dem der Zustand des Flag FL festgestellt wird. Wenn das Flag FL gesetzt ist, wird keine Funktion ausgeführt, so daß die Betriebsart unverändert bleibt. Wenn also der Rechner sich in verriegeltem Zustand befindet, wird er auch dann nicht in die Betriebsart "Programmieren" versetzt, wenn der Betriebsartenwahlschalter 2 betätigt wird.

Wenn im Schritt 103 jedoch festgestellt wird, daß das Flag FL rückgesetzt ist, werden die Schritte 104 bis 109 durchgeführt, um die Betriebsart des Rechners zu wechseln. M = 0 stellt die Betriebsart "Rechnen (normale Betriebsart)" dar, M = 1 stellt die Betriebsart "Programmieren" und M = 2 stellt die Betriebsart "Reserve" dar. In der Betriebsart "Rechnen" führt der Rechner dasjenige Programm aus, das in ihn durch aufeinanderfolgende Eingabe der Befehle "RUN" und "ENTER" durch die Buchstabentasten 5 und die Eingabetaste 6 eingegeben ist. Selbstverständlich können in der Betriebsart "Rechnen" die herkömmlichen Operationen durchgeführt werden. In der Betriebsart "Programmieren" kann ein gespeichertes Programm verändert werden, ein gespeichertes Programm kann gelöscht werden, oder ein neues Programm kann in den Rechner eingegeben werden. In der Betriebsart "Reserve" kann jede beliebige gewünschte Tastenoperationsfolge einer beliebigen der Reservetasten 7 zugeordnet werden. Zum Beispiel kann die Meldung "RUN" der Reservetaste (&) 7 zugeordnet werden. Wenn die Meldung "RUN" der Reservetaste (&) 7 während der Betriebsart "Reserve" zugeordnet worden ist, kann die Meldung "RUN" durch einfaches Betätigen der Taste 7 eingegeben werden, so daß es nicht erforderlich ist, die drei Buchstabentasten "R", "U" und "N" aufeinanderfolgend zu betätigen.

Aus den Schritten 104 bis 109 ist ersichtlich, daß wenn die Umschalttaste 4 nicht betätigt wird, insbesondere wenn das Flag FS rückgesetzt ist, die Betriebsart von M = 0 nach M = 1 oder von M = 1 oder M = 2 nach M = 0 wechselt. Genauer gesagt, wenn der Betriebsartenwahlschalter 2 unter der Bedingung betätigt wird, daß die Flags FL und FS rückgesetzt sind, wird der Rechner in die Betriebsart "Rechnen" versetzt, falls er vorher in der Betriebsart "Programmieren" oder "Reserve" lief. Wenn er zunächst in der Betriebsart "Rechnen" lief, wird er in die Betriebsart "Programmieren" versetzt.

Wenn der Betriebsartenwahlschalter 2 direkt nach der Umschalttaste 4 betätigt wird, ist die Folge unterschiedlich weil das Flag FS gesetzt ist, genauer gesagt, wenn der Betriebsartenschalter 2 unter der Bedingung betätigt wird, daß das Flag FL rückgesetzt ist und das Flag FS gesetzt ist, wird der Rechner in die Betriebsart "Reserve" gesetzt falls er vorher in der Betriebsart "Rechnen" oder "Programmieren" lief. Wenn er zuvor in der Betriebsart "Reserve" lief, wird er in die Betriebsart "Rechnen" versetzt.

Um ein unbeabsichtigtes Löschen oder eine Änderung des gespeicherten Programmes in dem Lese/Schreib- Speicher (RAM) 15 zu verhindern wird der Befehl "LOCK" in der Betriebsart "Rechnen" durch die Buchstabentasten 5 eingegeben und danach über die Eingabetaste 6 der Befehl "ENTER" eingegeben. Wenn der Befehl "LOCK" während der Betriebsart "Rechnen" eingegeben ist, wird das Flag FL gesetzt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Wie schon oben diskutiert, wird, wenn das Flag FL gesetzt ist, die Betriebsart (in der Betriebsart "Rechnen") nicht gewechselt, selbst wenn der Betriebsartenwahlschalter 2 während dieser Betriebsart "Rechnen" irrtümlich betätigt wird. Um die verriegelte Bedienung wieder aufzuheben, wird der Befehl "UNLOCK" durch Betätigen der Buchstabentasten 5 und der Befehl "ENTER" durch die Eingabetaste 6 eingegeben. Wenn der Befehl "UNLOCK" in den Rechner eingegeben ist, wird das Flag FL rückgesetzt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch ist der Betriebsartenwechsel auf ein Betätigen des Betriebsartenwahlschalters 2 hin möglich.

Gemäß der oben angegebenen Ausführungsform wird der Betriebsartenwahlschalter 2 zu gewünschter Zeit verriegelt, um zu verhindern, daß ein gespeichertes Programm in dem (RAM) 15 unbeabsichtigt geändert oder gelöscht wird. Der Verriegelungsbefehl muß nicht notwendigerweise über die Tastatur eingegeben werden. Der Verriegelungsbefehl kann auch in einem Programm enthalten sein. Wenn z. B. das Programm in der in Tabelle I angegebenen Art und Weise bestimmt ist, wird der Betriebsartenwahlschalter 2 nach der Operation von Zeilennummer 20 verriegelt und der Operation von Zeilennummer 110 entriegelt.
ZeilennummerAnweisung .. .. .. 10PRINT A 20LOCK 30INPUT X .. .. .. .. .. 110UNLOCK .. .. ..

Auf die Verriegelungsanweisung der Zeilennummer 20 hin, wird das Flag FL gesetzt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Verriegelungsbedingung wird so lange aufrechterhalten, bis die Entriegelungsanweisung gemäß Zeilennummer 110 ausgeführt wird, um das Flag FL rückzusetzen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Das heißt, daß die Verriegelungsbedienung für den Betriebsartenwahlschalter 2 auch dann ausführbar ist, wenn ein bestimmtes Programm durchgeführt wird.

Claims (3)

1. Programmierbarer elektronischer Rechner mit

• - einem Mikroprozessor (14),
• - einer Tastatur (4, 5, 6) zum Eingeben von Daten und Befehlen,
• - einem Lese/Schreibspeicher (15) zum Speichern eines Programms,
• - einem Betriebsarten-Wahlschalter (2) zum wahlweisen Einstellen der Betriebsart "Rechnen" oder der Betriebsart "Programmieren",

gekennzeichnet durch

• - eine Verriegelungseinrichtung, die durch einen Verriegelungsbereich einschaltbar ist und die in eingeschaltetem Zustand unter Steuerung des Mikroprozessors (14) verhindert, daß ein Programm in den Lese/Schreibspeicher (15) eingeschrieben oder in diesem gelöscht werden kann, selbst wenn durch den Betriebsarten-Wahlschalter (2) die Betriebsart "Programmieren" eingestellt ist.

2. Programmierbarer elektronischer Rechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung und der Betriebsarten- Wahlschalter (2) so miteinander verknüpft sind, daß der Rechner beim Ausschalten der Verriegelungseinrichtung bzw. bei ausgeschalteter Verriegelungseinrichtung in die am Betriebsarten-Wahlschalter jeweils eingestellte Betriebsart übergeht.