RU2121707C1 - Personal computer keyboard - Google Patents

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: each multifunctional key has electronic circuit and liquid-crystal display. Electronic circuits of keys are connected to command generation circuit. Commands are represented by voltage pulses which depend on mode. Electronic circuits of keys convert these commands to display code and display on it image of character or sign which is to be displayed on computer monitor and stored in memory when this key is pressed. EFFECT: facilitated use and simplified operations with computer, especially for novice users. 3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к персональным компьютерам, а точнее - к клавиатуре компьютеров. The invention relates to personal computers, and more specifically to a computer keyboard.

Известна клавиатура компьютера [1] , содержащая одно- и многофункциональные клавиши, состоящие из общего для всех основания, внешнего корпуса, магнита и геркона, закрепленного на основании (плате). Многофункциональными называются буквенно-цифровые клавиши, так как нажатием на эти клавиши могут быть введены разные символы в зависимости от включенного режима. Остальные клавиши относятся к однофункциональным (например, Enter, Shift, Alt, Ctrl и так далее). При нажатии на клавишу магнитное поле магнита воздействует на геркон, его контакты замыкаются и информация о нажатой клавише поступает в буфер клавиатуры, где эта информация обрабатывается. Known computer keyboard [1], containing single and multi-function keys, consisting of a common base for all, an external housing, a magnet and a reed switch mounted on the base (circuit board). Multifunctional keys are called alphanumeric keys, since by pressing these keys different characters can be entered depending on the mode activated. The remaining keys are single-function (for example, Enter, Shift, Alt, Ctrl and so on). When a key is pressed, the magnetic field of the magnet acts on the reed switch, its contacts close and information about the pressed key goes to the keyboard buffer, where this information is processed.

Недостатком известной клавиатуры является то, что, глядя на клавиатуру, невозможно определить, какой символ будет отображен на мониторе при нажатии на нее, так как некоторые клавиши могут выполнять одну из четырех функций, в зависимости от установленного режима. Режим ввода букв и символов может изменяться клавишами Shift, Caps Lock, Num Lock и так далее. Так, например, буква может быть латинской или русской, строчной или заглавной. Это вызывает определенные неудобства, особенно у пользователей-непрофессионалов. A disadvantage of the known keyboard is that, looking at the keyboard, it is impossible to determine which character will be displayed on the monitor when pressed, since some keys can perform one of four functions, depending on the set mode. The mode for entering letters and characters can be changed using the Shift, Caps Lock, Num Lock, and so on. So, for example, the letter can be Latin or Russian, lowercase or uppercase. This causes some inconvenience, especially among lay users.

Целью изобретения является повышение удобства пользования компьютером путем обеспечения возможности изменения изображения символов на клавишах в соответствии с тем, который будет отображен на мониторе при нажатии на данную клавишу. The aim of the invention is to increase the convenience of using a computer by providing the ability to change the image of the characters on the keys in accordance with the one that will be displayed on the monitor when you press this key.

Указанная цель достигается тем, что в известной клавиатуре компьютера, содержащей клавиши, на которых нанесены обозначения и которые через буфер соединены с процессором, многофункциональные клавиши содержат электронную схему (далее - электронная схема клавиши) и жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Клавиши соединены со схемой формирования команд. Команды формируются при переключении регистров клавиатуры. Команды представляют собой импульсы напряжения, различающиеся в зависимости от включаемого режима. В результате электронная схема клавиши формирует на жидкокристаллическом индикаторе изображение соответствующего знака или символа. This goal is achieved by the fact that in the well-known computer keyboard containing keys that are marked and which are connected via a buffer to the processor, the multifunction keys contain an electronic circuit (hereinafter - the electronic circuit of the key) and a liquid crystal display (LCD). The keys are connected to a command generation circuit. Commands are formed when switching keyboard registers. Commands are voltage pulses that vary depending on the mode being turned on. As a result, the electronic circuit of the key forms an image of the corresponding sign or symbol on the liquid crystal display.

Сущность изобретения поясняется схемами, на которых:
на фиг. 1 - дан внешний вид клавиши; внутреннее устройство;
на фиг. 2 - блок-схема формирователя команд;
на фиг. 3 - система команд;
на фиг. 4 - блок-схема электронной схемы клавиши;
на фиг. 5 - расположение импульсов команд относительно напряжения питания.The invention is illustrated by schemes in which:
in FIG. 1 - given the appearance of the key; internal organization;
in FIG. 2 is a block diagram of a command generator;
in FIG. 3 - command system;
in FIG. 4 is a block diagram of a key electronic circuit;
in FIG. 5 - location of the command pulses relative to the supply voltage.

Клавиатура включает клавиши, содержащие корпус 1, в котором расположена электронная схема 2 и жидкокристаллический индикатор 3, защищенный верхней прозрачной частью корпуса. Индикатор и схема соединены посредством проводника 4, например, ленточного. Команды поступают на электронную схему по двум гибким проводникам 5. В остальном конструкция клавиши ничем не отличается от известной. The keyboard includes keys comprising a housing 1 in which an electronic circuit 2 and a liquid crystal display 3 are located, protected by an upper transparent portion of the housing. The indicator and the circuit are connected by means of a conductor 4, for example, tape. The teams enter the electronic circuit through two flexible conductors 5. Otherwise, the design of the key is no different from the known one.

Жидкокристаллический индикатор состоит из двух стеклянных пластинок, между которыми находятся жидкие кристаллы, в виде маленьких точек - пикселей, каждый из которых может принимать один из двух цветов. Электронная схема клавиши, зажигая или гася те или иные пиксели, формирует различные знаки и символы. The liquid crystal indicator consists of two glass plates, between which there are liquid crystals, in the form of small dots - pixels, each of which can take one of two colors. The electronic circuit of the key, igniting or extinguishing certain pixels, forms various signs and symbols.

Блок-схема устройства, формирующего импульсы команды, показана на фиг. 2. Она состоит из формирователя 6, соединенного с буфером клавиатуры. Формирователь 6 соединен со схемой сложения 7 и формирователем 10. Выход схемы сложения 7 соединен со входом схемы 8 формирования импульсов запуска. Один из двух выходов схемы 8 соединен со схемой сложения 9, а другой - через линию задержки ЛЗ-1 со входом формирователя 10 импульсов команды, один из выходов которого подключен ко входу схемы сложения 9, а другой - через линию задержки ЛЗ-2 на вход формирователя 11 останавливающего импульса. Выходы этого формирователя соединены с формирователем 6 и схемой сложения 9. Выход схемы сложения 9 является выходом всей схемы. A block diagram of a command pulse generating device is shown in FIG. 2. It consists of a shaper 6 connected to the keyboard buffer. The shaper 6 is connected to the addition circuit 7 and the shaper 10. The output of the addition circuit 7 is connected to the input of the triggering pulse generating circuit 8. One of the two outputs of circuit 8 is connected to the addition circuit 9, and the other through the delay line LZ-1 with the input of the command pulse shaper 10, one of the outputs of which is connected to the input of the addition circuit 9, and the other through the delay line LZ-2 to the input shaper 11 stop pulse. The outputs of this shaper are connected to the shaper 6 and the addition circuit 9. The output of the addition circuit 9 is the output of the entire circuit.

Устройство работает следующим образом. На четыре входа формирователя 6 поступает информация с буфера клавиатуры о включенном регистре клавиатуры. При изменении регистра изменяются уровни напряжения на входе электронной схемы. При этом формирователь 6 формирует короткий импульс, появляющийся на выходе, соответствующем включенному регистру. Этот импульс поступает на схему сложения 9. После того как будет сформирован запускающий импульс, на выходе "б" формирователя 8 появится импульс и, пройдя через линию задержки ЛЗ-1, поступит на вход формирователя 10 импульсов команды. В зависимости от включенного регистра формирователь 10 сформирует от 1 до 4 импульсов команды, которые поступят на схему сложения 9. The device operates as follows. The four inputs of the shaper 6 receives information from the keyboard buffer about the included keyboard register. When the register changes, the voltage levels at the input of the electronic circuit change. In this case, the shaper 6 generates a short pulse that appears at the output corresponding to the included register. This pulse is fed to addition circuit 9. After the triggering pulse is generated, an output appears at the output “b” of the driver 8 and passes through the delay line LZ-1 and enters the input of the driver 10 of the command pulses. Depending on the included register, the shaper 10 will generate from 1 to 4 command pulses, which will go to addition circuit 9.

После того как будут сформированы импульсы команды, с выхода "б" формирователя 10 импульс через линию задержки ЛЗ-2 поступит на вход формирователя останавливающего импульса 11. Останавливающий импульс с выхода "а" формирователя 11 поступает на схему сложения 9. После сформирования останавливающего импульса с выхода "б" формирователя 11 на формирователь 6 поступит импульс, останавливающий работу всей схемы и возвращающий ее в исходное состояние. After the command pulses are generated, from the output "b" of the driver 10, the pulse through the delay line LZ-2 will go to the input of the driver of the stop pulse 11. The stop pulse from the output "a" of the driver 11 is fed to the addition circuit 9. After the formation of the stop pulse with output "b" of the shaper 11 on the shaper 6 will receive an impulse that stops the operation of the entire circuit and returns it to its original state.

Таким образом, на выходе схемы сложения 9 будет сформирована полная команда, вид которой в зависимости от включенного регистра показан на фиг. 3. Линии задержки ЛЗ-1 и ЛЗ-2 (фиг. 2) обеспечивают разницу во времени между импульсами I, II и II, III 3t секунд, при длительности импульса t секунд. В зависимости от включенного регистра количество импульсов команды II может быть от 1 до 4. Сформированные таким образом команды поступают на электронные схемы клавиш. Thus, at the output of addition circuit 9, a complete command will be generated, the form of which, depending on the turned-on register, is shown in FIG. 3. The delay lines LZ-1 and LZ-2 (Fig. 2) provide a time difference between pulses I, II and II, III 3t seconds, with a pulse duration of t seconds. Depending on the register turned on, the number of pulses of command II can be from 1 to 4. The commands thus formed are fed to the electronic circuitry of the keys.

Электронные схемы клавиш преобразуют команды в код жидкокристаллического индикатора с применением динамической индикации. Key electronic circuits convert the commands into a liquid crystal display code using a dynamic display.

Блок-схема электронной схемы клавиши изображена на фиг. 4. Она состоит из селектирующего конденсатора C, таймера 18, соединенного с электронным ключом 14 и одновибратором 12. С выходов одновибратора 12 и электронного ключа 14 сигналы поступают на счетчик 13. К выходам счетчика 13 подключены схема динамической индикации 15 и таймер 19. К выходам схемы динамической индикации 15 подключен жидкокристаллический индикатор 16. Напряжение питания и команды поступают на схему по двум проводникам, один из которых общий (⊥.). The block diagram of the electronic circuit of the key is shown in FIG. 4. It consists of a selector capacitor C, a timer 18 connected to an electronic key 14 and a one-shot 12. From the outputs of the one-shot 12 and an electronic key 14, the signals are sent to the counter 13. A dynamic indication circuit 15 and a timer 19 are connected to the outputs of the counter 13. dynamic indication circuit 15, a liquid crystal indicator 16 is connected. Supply voltage and commands are supplied to the circuit through two conductors, one of which is common (⊥.).

Электронная схема клавиши работает так. The electronic circuit of the key works like this.

Команды и напряжение питания поступают на схему по одному и тому же проводнику. Для выделения команд служит селектирующий конденсатор C. Расположение импульсов команд относительно напряжения питания показано на фиг. 5. Так как конденсатор не пропускает постоянное напряжение, то импульсы команды, беспрепятственно пройдя через конденсатор C, поступят на таймер 18. Запускающий импульс I команды запускает таймер 18. Через время 3t секунд на выходе таймера 18 устанавливается разрешающий уровень напряжения. Он поступает на одновибратор 12, и импульс с выхода одновибратора 12 сбрасывает счетчик 13, подготавливая его к приему информации. Этот же уровень напряжения устанавливается на входе электронного ключа 14, разрешая прохождение импульсов команды на счетчик 13. В качестве счетчика 13, может быть использована комбинация счетчика (в обычном его понимании), который преобразует приходящие на его вход импульсы в двоичный код, соответствующий количеству пришедших импульсов (двоичный счетчик), и дешифратора (например, двоично-десятичного), преобразующего этот двоичный код в десятичный. Таким образом, в зависимости от количества пришедших импульсов на соответствующем этому количеству импульсов выходе дешифратора установится уровень логической "1". После прохождения импульсов команды на одном из выходов "а" - "г" счетчика 13 появляется уровень логической "1". Он поступает на вход схемы динамической индикации 15, переключая ее на индикацию одного из четырех заранее установленых символов. После каждого импульса команды на выходе "д" счетчика 13 появляется импульс, запускающий таймер 19. Если же этот импульс последний, то через 3t секунд на выходе таймера появится уровень "1", в это же время со входа схемы поступит останавливающий импульс и, пройдя через электронный ключ 17, попадает на вход R схемы динамической индикации 15, разрешая индикацию. С выходов схемы динамической индикации сигналы будут поступать на жидкокристаллический индикатор 16, обеспечивая индикацию необходимого символа. Останавливающий импульс также сбросит таймер 18, возвращая всю схему в исходное состояние. Commands and supply voltage are supplied to the circuit along the same conductor. A selector capacitor C is used to select the commands. The location of the command pulses relative to the supply voltage is shown in FIG. 5. Since the capacitor does not pass constant voltage, the command pulses, freely passing through the capacitor C, will go to timer 18. The start pulse of command I starts timer 18. After 3t seconds, the output voltage of timer 18 is set to enable. He arrives at the one-shot 12, and the pulse from the output of the one-shot 12 resets the counter 13, preparing it to receive information. The same voltage level is set at the input of the electronic switch 14, allowing the transmission of command pulses to the counter 13. As a counter 13, a combination of the counter (in its usual sense) can be used, which converts the pulses arriving at its input into a binary code corresponding to the number of incoming pulses (binary counter), and a decoder (for example, binary decimal), which converts this binary code to decimal. Thus, depending on the number of incoming pulses, the logical level “1” will be set at the decoder output corresponding to this number of pulses. After passing the command pulses at one of the outputs "a" - "g" of the counter 13, the logical level "1" appears. He goes to the input of the dynamic indication circuit 15, switching it to the indication of one of the four pre-set characters. After each command pulse at the output "d" of counter 13, a pulse appears that starts timer 19. If this pulse is the last, after 3t seconds the level "1" will appear at the timer output, at the same time a stop pulse will come from the circuit input and, passing through the electronic key 17, it enters the input R of the dynamic indication circuit 15, enabling the indication. From the outputs of the dynamic indication circuit, the signals will be supplied to the liquid crystal indicator 16, providing an indication of the desired symbol. The stopping pulse will also reset timer 18, returning the entire circuit to its original state.

Каждая электронная схема, установленная в клавише, рассчитана на отображение определенного набора символов, свойственного только данной клавише. Таким образом, подавая на все клавиши одни и те же команды, можно получать изображения разных символов. Each electronic circuit installed in a key is designed to display a specific set of characters specific to a given key. Thus, giving all the keys the same commands, you can get images of different characters.

Источники информации. Sources of information.

1. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. Издание пятое, исправленное и дополненное. - М.: Финансы и статистика, 1994.1 1. Figurnov V. E. IBM PC for the user. The fifth edition, corrected and supplemented. - M.: Finance and Statistics, 1994.1

Claims (3)

1. Клавиатура персонального компьютера, включающая одно- и многофункциональные клавиши, на поверхности которых нанесены символы и которые через буфер клавиатуры соединены с процессором, отличающаяся тем, что каждая многофункциональная клавиша содержит жидкокристаллический индикатор и электронную схему, имеющую возможность управления жидкокристаллическим индикатором, соединенную со схемой формирования команд, предназначенной для электронных схем, клавиш и соединенной с буфером клавиатуры. 1. The keyboard of a personal computer, including single and multi-function keys, on the surface of which characters are printed and which are connected through the keyboard buffer to the processor, characterized in that each multi-function key contains a liquid crystal indicator and an electronic circuit having the ability to control a liquid crystal indicator connected to the circuit the formation of commands intended for electronic circuits, keys and connected to the keyboard buffer. 2. Клавиатура по п.1, отличающаяся тем, что электронная схема включает селектирующий конденсатор, предназначенный для выделения команд и запуска одного таймера и соединенный с входом одного электронного ключа и другим электронным ключом, выход одного таймера соединен с одновибратором, выход которого предназначен для сброса счетчика, выполненного с возможностью появления импульса на выходе "д" после каждого импульса команды и запускающего другой таймер, который соединен с одним электронным ключом, выход которого предназначен для сбора одного таймера и подключен к R-входу схемы динамической индикации, один таймер соединен с другим электронным ключом, выход которого подключен к входу счетчика, выполненного с возможностью появления уровня логической единицы на одном из выходов "а" - "д" после прохождения импульсов команды, выходы "а" - "г" счетчика подключены к схеме динамической индикации, к выходам которой подключен жидкокристаллический индикатор. 2. The keyboard according to claim 1, characterized in that the electronic circuit includes a selection capacitor designed to select commands and start one timer and connected to the input of one electronic key and another electronic key, the output of one timer is connected to a single-vibrator, the output of which is designed to reset a counter configured to receive a pulse at the output "d" after each pulse of the command and start another timer, which is connected to one electronic key, the output of which is designed to collect od timer and is connected to the R-input of the dynamic display circuit, one timer is connected to another electronic key, the output of which is connected to the input of the counter, made with the possibility of the appearance of the level of the logical unit at one of the outputs "a" - "d" after passing the command pulses, the outputs "a" - "g" of the counter are connected to a dynamic indication circuit, to the outputs of which a liquid crystal indicator is connected. 3. Клавиатура по п.1, отличающаяся тем, что схема формирования команд включает формирователь, соединенный с буфером клавиатуры, выход формирователя соединен с входами одной схемы сложения и формирования импульсов команды, выход одной схемы сложения соединен с входом схемы формирования импульсов запуска, один из выходов которой соединен с другой схемой сложения, другой вход которой соединен с одним из выходов формирователя импульсов команды, другой выход схемы формирования импульсов запуска через одну линию задержки соединен с другим входом формирователя импульсов команды, другой выход которого через другую линию задержки соединен с входом формирователя останавливающего импульса, выходы останавливающего импульса и импульса, останавливающего работу всей схемы которого соединены с входами формирователя и другой схемы сложения, выход которой является выходом схемы формирования команд. 3. The keyboard according to claim 1, characterized in that the command generation circuit includes a driver connected to the keyboard buffer, the output of the driver is connected to the inputs of one addition and pulse command generation circuit, the output of one addition circuit is connected to the input of the start pulse generation circuit, one of the outputs of which are connected to another addition circuit, the other input of which is connected to one of the outputs of the command pulse shaper, the other output of the start pulse formation circuit through one delay line is connected to another input the house of the command pulse shaper, the other output of which is connected through the other delay line to the input of the stop pulse shaper, the outputs of the stop pulse and the pulse stopping the operation of the whole circuit of which are connected to the inputs of the shaper and another addition circuit, the output of which is the output of the command generation circuit.

Images