SU1603409A1 - Device for input of graphic data - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода и отображени  информации. Цель изобретени  - повышение точности и надежности устройства. Указанна  цель достигаетс  в устройстве, содержащем матричный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), первый и второй аналоговые мультиплексоры, регистр приема информации, буферный регистр, блок управлени  выборкой строк, блок обмена информацией, генератор возбуждающих напр жений и блок считывани , тем, что в него введены формирователь тест-сигнала, третий мультиплексор и маска, выполненна  в виде матрицы прозрачных электродов, в узлах пересечени  которых расположены сенсорные контактные элементы, строчные и столбцовые электроды маски соединены соответственно с горизонтальными и вертикальными электродами ЖКИ. 3 ил.The invention relates to automation and computing and can be used in input / output devices and information display. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the device. This goal is achieved in a device containing a matrix liquid crystal display (LCD), first and second analog multiplexers, an information receiving register, a buffer register, a row control block, an information exchange block, a driving voltage generator, and a read block. the test signal shaper, the third multiplexer and the mask, are made in the form of a matrix of transparent electrodes, at the intersection of which there are sensory contact elements, horizontal and column mask electrodes oedineny respectively horizontal and vertical electrodes of LCD. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам ввода-вывода и отображени  информации дл  микропроцессорных устройств (например, персональных микро-ЭВМ, интеллектуальных терминалов , пультов и др.).The invention relates to automation and computing, namely, input-output and information display devices for microprocessor-based devices (e.g. personal microcomputers, intelligent terminals, consoles, etc.).

Цель изобретени  - повьшение точности и надежности устройстваоThe purpose of the invention is to increase the accuracy and reliability of the device.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкци  жидкокристаллической (ЖК) матричной панели с сенсорной клавиатурой; на фиг. 3 - варианты топологии сенсорных элементов и з.он замыкани  сенсорной клавиатуры.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 shows a liquid crystal (LCD) matrix panel design with a touch keyboard; in fig. 3 - variants of the topology of the sensor elements and z.on the closure of the touch keyboard.

Устройство содержит жидкокристаллический индикатор (гаси) 1, состо щийThe device contains a liquid crystal indicator (quenching) 1, consisting

из верхней 2 и нижней 3 стекл нных панелей , на внутренней поверхности которых размещены прозрачные горизонтальные (строчные) 4 и вертикальные (столбцовые) 5 электроды. Вертикальные электроды -5 соединены с выходами первого аналогового мультиплексора 6, а горизонтальные электроды 4 соединены с выходами второго аналогового | мультиплексора 7, выходы буферного регистра 8 соединены соответственно с информационными входаьш первого аналогового мультиплексора 6, а управл ющие выходы блока 9 управлени  выборкой строк соединены с управл юпдами входами второго аналогового мультиплексора 7. Информационные входы буферного регистра 8 соединены соответ-.from the upper 2 and lower 3 glass panels, on the inner surface of which transparent horizontal (lower case) 4 and vertical (column) 5 electrodes are placed. The vertical electrodes -5 are connected to the outputs of the first analog multiplexer 6, and the horizontal electrodes 4 are connected to the outputs of the second analog | the multiplexer 7, the outputs of the buffer register 8 are connected respectively to the information inputs of the first analog multiplexer 6, and the control outputs of the row control control unit 9 are connected to the control inputs of the second analog multiplexer 7. The information inputs of the buffer register 8 are connected respectively.

аbut

оо oo

;о ;about

3160340931603409

ственно с выходами регистра 10 приема информации, а информационные входы регистра 10 соединены с информацион ными входами блока 11 обмена информацией . Выходы блока 11 соединены с со ответству 01цими входами управлени  регистра 10 приема информации, буферного регистра 8, блока 9 управлени  выборкой строк, а также со входами уп- Q равлени  первого 6 и второго 7 аналоговых мультиплексоров. Выход тонально - го сигнала блока 11 соединен с зуммером 12о Выходы управлени  блока 11 соединены со входами управлени  тре- f5 тьего аналогового мультиплексора 13 Вход формировател  14 тест-сигнала соединен с соответствуюнщми выходами блока 11, а выход соединен со входом тест-сигнала третьего аналогового . 20 мультиплексора 13. Первый, второй и третий выходы генератора 15 возбу)д1,а- ющих напр жений подключен к третьему и четвертому входам второго аналогового мультиплексора 7с Первый выход 25 третьего аналогового мультиплексора 13 соединен с первым входом г;ервого аналогового мультиплексора 6 и первым входом второго аналогового мультиплек24 , образую цими узлы пересечени . Каж дый из К координатных электродов 23 соединен с одним из М строчных электродов 4, а каждьй из L координатных злектродов 24 соединен с одним из М столбцовых электродов 5о Элементы сен сорной клавиатуры 22 выполнены оптически совмещенными с сеткой столбцовых 4 и строчных 5 электродов. Порого вый элемент 16 и контактное перо 17 относ тс  к блоку 28 считывани .directly with the outputs of the register 10 receiving information, and the information inputs of the register 10 are connected to the information inputs of the information exchange unit 11. The outputs of block 11 are connected with the corresponding 01 inputs of the control of the information receiving register 10, the buffer register 8, the row selection control block 9, as well as the control inputs of the first 6 and second 7 analog multiplexers. The output of the tone signal of the block 11 is connected to the buzzer 12о. The control outputs of the block 11 are connected to the control inputs of the third analog multiplexer 13. The input of the test generator 14 is connected to the corresponding outputs of the block 11, and the output is connected to the third analog signal of the test signal. 20 multiplexer 13. The first, second and third outputs of the oscillator 15) d1, which are connected to the third and fourth inputs of the second analog multiplexer 7c. The first output 25 of the third analog multiplexer 13 is connected to the first input g; the first analog multiplexer 6 and the first the input of the second analog multiplex24, form the intersection nodes. Each of the K coordinate electrodes 23 is connected to one of the M lowercase electrodes 4, and each of the L coordinate electrodes 24 is connected to one of the M column electrodes 5o. The elements of the touch keyboard 22 are made optically aligned with the grid of column 4 and lower 5 electrodes. The threshold element 16 and the contact pen 17 are related to the read unit 28.

В качестве матричного ЖКИ 1 исполь зуетс  индикатор на основе фазового холестерико-нематического перехода (ХНП), который наблюдаетс  в гомеот- ропно ориентирующей жидкокристаллической  чейке с положительной величиной анизотропии диэлектрической проницаемости . Этот переход с бистабиль- ным- поведением тестуры холестерическо го жидкого кристалла в электрическом поле носит гистерезисный характер и обладает метастабильным состо нием в отсутствии пол . Данные особенности фазового ХНП позвол ют создать матрич но-адресуемый ЖКИ, работаюгций в режи- ме управл емой пам ти, при этом временна  диаграмма -функционировани As a matrix LCD 1, an indicator based on a cholesteric-nematic phase transition (CND) is used, which is observed in a homeotropic orienting liquid crystal cell with a positive dielectric constant anisotropy. This transition with the bistable behavior of the cholesteric liquid crystal in the electric field is hysteresis and has a metastable state in the absence of a field. These features of the phase CNP allow creating a matrix-addressable LCD, operating in the controlled memory mode, while the time diagram of the function

сора 1, Второй выход третьего анапого- д представл ет собой последовательностиCopy 1, The second output of the third anapogap is the sequences

3535

вого мультиплексора 13 соединен со вторым входом первого аналогового мультиплексора 6, а третий выход третьего аналогового мультиплексора 13 соединен со вторым входом второго аналогового мультиплексора Ус Вход порогового элемента 16 соединен с п тым выходом третьего.аналогового мультиплексора 13. Контактное перо 17 снабжено эластичным электропровод гцим .,„ наконечником 18 Выход порогового элемента 16 соединен с соответствующим входом блока 11. Блок 11 соединен микропроцессорной шиной 19 с внешними по отношению к устройству блоками - З микропроцессором 20 и блоком 21 пам  ти. Сенсорна  клавиатура 22, вьшолнен- на  на внешней цоверхности верхней стекл нной панели 2 1, содержит систему ортогональных прозрачных коор-г, динатньк электродов 23 и 24, изолированных между собой диэлектрическим - элементами 25, в узлах пересечени  которых размещены сенсорные элементы 26, состо щие из двух изолированных: друг от друга и лежащих в одной плос-- кости прозрачньпс провод идах площадок 2/, которые соединены с л оответствзто- щими 1:оординат1{ыми электродами 23 и The first multiplexer 13 is connected to the second input of the first analog multiplexer 6, and the third output of the third analog multiplexer 13 is connected to the second input of the second analog multiplexer Us The input of the threshold element 16 is connected to the fifth output of the third analogue multiplexer 13. The contact pen 17 is provided with an elastic electrical conductor. , “Tip 18” The output of the threshold element 16 is connected to the corresponding input of the block 11. The block 11 is connected by the microprocessor bus 19 to the blocks external to the device - 3 micro processor 20 and memory block 21. The touch keyboard 22, implemented on the outer surface of the upper glass panel 2 1, contains a system of orthogonal transparent coordinates, two lattices of electrodes 23 and 24, insulated with each other by dielectric elements 25, at the intersection of which sensory elements 26 are placed, consisting of of the two isolated: from each other and in the same plane, the transparent wires of the IDs of the pads 2 /, which are connected with the corresponding 1: coordinates 1 {23 electrodes and

синфазных и сдвинутых по фазе управ- л ющих импульсов с использованием двух уровней посто нных напр жений. К основным преимуществам ЖКИ на основе фазового ХНП относ тс  низкий уровень управл югигих напр жений, широкий угол обзора (до 140°С), что св зано с отсутствием пол ризаторов в конструкции, ЖКИ 1, а также наличие долговременной пам ти при .отключении управл ющего напр жени , в результате чего отпадает необходимость регенерации записанного изображени .in-phase and phase-shifted control pulses using two levels of DC voltage. The main advantages of LCDs based on phase CCPs include low control voltage levels, wide viewing angle (up to 140 ° C), which is due to the absence of polarizers in the design, LCD 1, as well as the presence of long-term memory voltage, resulting in no need to regenerate the recorded image.

На фиг. 2 показана конструкци  матричного ЖШ-i 1 с сенсорной клавиатурой 22. Элементы сенсорной клавиатуры 22 могут быть получены применением стандартных методов планарной технологии: напылени , фотолитографии и травлени . При этом координатные электроды 23 и 24, а также площадки 27 сенсорных элементов 26 могут быть получены напылением пленки двуокиси олова толщиной 1700 А с послед,ующими операци ми фотолитографии и травлени , формирующих заданную топологию на поверхности стекла. Матрица упом нутых прозрачных электродов 23 и 24  вл етс  маской (не обозначена),FIG. 2 shows the construction of matrix LHS-i 1 with a touch keyboard 22. The elements of the touch keyboard 22 can be obtained by applying standard methods of planar technology: sputtering, photolithography and etching. At the same time, the coordinate electrodes 23 and 24, as well as the pads 27 of the sensor elements 26 can be obtained by sputtering a tin dioxide film of 1700 A thickness with the afterbirth, photolithography and etching operations that form a given topology on the glass surface. The matrix of said transparent electrodes 23 and 24 is a mask (not indicated),

24, образую цими узлы пересечени . Каждый из К координатных электродов 23 соединен с одним из М строчных электродов 4, а каждьй из L координатных злектродов 24 соединен с одним из М столбцовых электродов 5о Элементы сенсорной клавиатуры 22 выполнены оптически совмещенными с сеткой столбцовых 4 и строчных 5 электродов. Пороговый элемент 16 и контактное перо 17 относ тс  к блоку 28 считывани .24, form the Zimi intersection nodes. Each of the K coordinate electrodes 23 is connected to one of the M horizontal electrodes 4, and each of the L coordinate electrodes 24 is connected to one of the M column electrodes 5o. The elements of the touch keyboard 22 are optically aligned with the grid of column 4 and horizontal 5 electrodes. The threshold element 16 and the contact pen 17 relate to a read unit 28.

В качестве матричного ЖКИ 1 используетс  индикатор на основе фазового холестерико-нематического перехода (ХНП), который наблюдаетс  в гомеот- ропно ориентирующей жидкокристаллической  чейке с положительной величиной анизотропии диэлектрической проницаемости . Этот переход с бистабиль- ным- поведением тестуры холестерического жидкого кристалла в электрическом поле носит гистерезисный характер и обладает метастабильным состо нием в отсутствии пол . Данные особенности фазового ХНП позвол ют создать матрич- но-адресуемый ЖКИ, работаюгций в режи- ме управл емой пам ти, при этом временна  диаграмма -функционировани As a matrix LCD 1, an indicator based on a phase cholesteric-nematic transition (CND) is used, which is observed in a homeotropic orienting liquid crystal cell with a positive dielectric constant anisotropy. This transition with the bistable behavior of the dough of a cholesteric liquid crystal in an electric field is hysteresis and has a metastable state in the absence of a field. These features of the phase CNP allow creating a matrix-addressable LCD, operating in the controlled memory mode, while the time diagram of the function

представл ет собой последовательностиis a sequence

5five

„ З „W

синфазных и сдвинутых по фазе управ- л ющих импульсов с использованием двух уровней посто нных напр жений. К основным преимуществам ЖКИ на основе фазового ХНП относ тс  низкий уровень управл югигих напр жений, широкий угол обзора (до 140°С), что св зано с отсутствием пол ризаторов в конструкции, ЖКИ 1, а также наличие долговременной пам ти при .отключении управл ющего напр жени , в результате чего отпадает необходимость регенерации записанного изображени .in-phase and phase-shifted control pulses using two levels of DC voltage. The main advantages of LCDs based on phase CCPs include low control voltage levels, wide viewing angle (up to 140 ° C), which is due to the absence of polarizers in the design, LCD 1, as well as the presence of long-term memory voltage, resulting in no need to regenerate the recorded image.

На фиг. 2 показана конструкци  матричного ЖШ-i 1 с сенсорной клавиатурой 22. Элементы сенсорной клавиатуры 22 могут быть получены применением стандартных методов планарной технологии: напылени , фотолитографии и травлени . При этом координатные электроды 23 и 24, а также площадки 27 сенсорных элементов 26 могут быть получены напылением пленки двуокиси олова толщиной 1700 А с послед,ующими операци ми фотолитографии и травлени , формирующих заданную топологию на поверхности стекла. Матрица упом нутых прозрачных электродов 23 и 24  вл етс  маской (не обозначена),FIG. 2 shows the construction of matrix LHS-i 1 with a touch keyboard 22. The elements of the touch keyboard 22 can be obtained by applying standard methods of planar technology: sputtering, photolithography and etching. At the same time, the coordinate electrodes 23 and 24, as well as the pads 27 of the sensor elements 26 can be obtained by sputtering a tin dioxide film of 1700 A thickness with the afterbirth, photolithography and etching operations that form a given topology on the glass surface. The matrix of said transparent electrodes 23 and 24 is a mask (not indicated),

В качестве диэлектрических элементов может использоватьс  пленка двуо киси кремни  толгщной 700 А, имеюща  размеры, достаточные дл  надежной изол ции ортогональных координатных электродов в узлах их пересечени . Соединение координатных электродов 23 и 24 сенсорной клавиатуры 22 с соответствующими строчными и столбцовыми электродами ЖКИ 1 при сборке может быть получено, например, применением специально отформованной металлической шины, котора  с одной стороны соединена с мeтaлличecки ш выводами, образующими электрические соединени , соответственно с провод щими строчными 4 и,столбцовыми-5 электродами, а с другой стороны - с координатньши провод щими электродами 23 и 24As dielectric elements, a silicon dioxide film of about 700 A can be used, having dimensions sufficient for reliable isolation of orthogonal coordinate electrodes at their intersections. The connection of the coordinate electrodes 23 and 24 of the touch pad 22 with the corresponding row and column electrodes of LCD 1 during assembly can be obtained, for example, by using a specially formed metal bus that is connected on one side to metal pins that form electrical connections, respectively 4 and, column-5 electrodes, and on the other hand, with coordinate electrodes 23 and 24

Возможные варианты топологии сенсорной кпавиатуры 22 показаны на фиг. 3. Варианты предусматривают различные форматы дл  рабочих полей сенсорных элементов 26, обеспечивающие режимы выбора отдельного знакоместа, команды, состо щей из нескольких символов или же пиктограмм, имеющие формат 16x16 точек изображени  матричного индикатора. При уменьшении размеров контактных площадок 27 сенсорных элементов 26 и увеличении числа координатных электродов до вьшолнени  услови  П К; М 1 сенсорна  клавиатура 22 модифицируетс  в сенсорный экран , позвол ющий обеспечивать с помощью контактного пера 17 блока 28 считывани  графический ввод информации с точностью i1 точка изображени  по горизонтали и вертикали, что вполне достаточно дл  многих практических применений диспле . В этом случае сенсорным элементом 26  вл етс  сам узел пересечени  ортогональных координатных электродов 23 и 24, а площадками сенсорного элемента  вл ютс  участки площади координатных электродов 23 и 24, наход щихс  в узле пересечени , как показано на фиг. 3. Логика работы первого 6 и второго 7 аналоговых мультиплексоров одинакова, тг Первый 6, второй 7 и третий 13 аналоговые мультиплексоры представл ют собой совокупность транзисторных КМОП- ключей (не показаны).Possible variants of the topology of the sensory cavity 22 are shown in FIG. 3. Variants provide various formats for the working fields of the sensor elements 26, providing modes for selecting an individual familiarity, a command consisting of several symbols or pictograms having a format of 16x16 pixels of the image of the matrix indicator. By reducing the size of the contact pads 27 of the sensor elements 26 and the increase in the number of coordinate electrodes until the fulfillment of the condition P K; The M 1 touch keyboard 22 is modified into a touch screen, which allows to provide, using the contact pen 17 of read unit 28, a graphical input of information with an i1 accuracy of the image point horizontally and vertically, which is sufficient for many practical applications of the display. In this case, the sensor element 26 is the intersection node itself of the orthogonal coordinate electrodes 23 and 24, and the areas of the sensor element are areas of the area of the coordinate electrodes 23 and 24 located in the intersection node, as shown in FIG. 3. The operation logic of the first 6 and second 7 analog multiplexers is the same, first First 6, second 7 and third 13 analog multiplexers are a set of transistor CMOS switches (not shown).

Устройство работает следующим об- разоМоThe device operates as follows.

Управление работой устройства в режимах записи изображени  и сканиро0Controlling the operation of the device in the modes of image recording and scan

5five

00

5five

вани  сенсорной клавиатуры осуществл етс  микропроцессором 20 по программе,. хран щейс  в блоке 21 пам ти.The touch keypad is operated by microprocessor 20 according to a program. stored in a block of 21 memory.

Блок 11 обеспечивает сопр жение с микропроцессором 20 и блоком 21 па- м ти, а также обеспечивает прием и вьшолнение команд управлени , прием данных и передачу их в регистр 10 приема информации. Данные при этом поступают по информационным щинам, св зьюа- ющим блок 11 и регистр 10 приема информации , а запись осуществл етс  сигналами управлени , поступающими из блока 11.Unit 11 provides interface with microprocessor 20 and unit 21, as well as provides for receiving and executing control commands, receiving data and transmitting them to information receiving register 10. In this case, data is received from informational streams, which connect unit 11 and information receiving register 10, and the recording is effected by control signals from unit 11.

Данные, соответствующие строке изображени , последовательно, побайтно или пословно записьго.аютс  в регистр 10 приема информации, имеющий П разр дов , катщый из которых соответствует своему элементу изображени  в записы ваемой строке. По сигналу травлени  блока 11 производитс  перезапись содержимого регистра 10 приема информации в буферный регистр 8, имеющий также П информационных разр дов. Наличие буферного регистра 8 позвол ет совместить процесс записи строки изображени  с приемом следующей строки изоб- 0 ражени  в регистр 10 приема информации . Перед проведением; пррцесса записи изображени  производитс  начальна  установка блока 9 управлени  выборкой строк. Блок 9 управлени  выборкой строк представл ет собой сдвиговый регистр на М разр дов. Начальному состо нию сдвигового регистра соответствует-наличие на выходах всех М разр дов состо ний логического О. В процессе записи изображени  происходит сначала запись логической 1 и первый информационный разр д сдвигового регистра, затем осуществл етс  последовательный сдвиг, логической 5 1 по всем М разр дам Начальна  запись логической 1 в первый разр д сдвигового регистра, а также последо- вательньш сдвиг по всем М разр дам обеспечиваетс  управл ющими сигналами блока 11 о Третий ан алоговый мультиплексор 13 в режиме записи обеспечивает коммутацию возбуждаюгцих напр жений ЖКИ 1. Таким образом, обеспечиваетс  подача возбу одающих напр жений ЖКИ 1 - на соответствующие входы первого 6 и второго 7 аналоговых мультиплексоров. Возбуждающие напр жени  ЖКИ 1, соот-.; ветствуюище определенным столбцам, по- даютс  на первьй и второй входы nejpao5The data corresponding to the image line is sequentially, byte-by-byte or word-by-word written to the information receiving register 10, having P bits, of which corresponds to its image element in the recording line. The etch signal of block 11 overwrites the contents of register 10 for receiving information into buffer register 8, which also has P information bits. The presence of the buffer register 8 makes it possible to combine the process of writing the image line with receiving the next image line in the information receiving register 10. Before conducting; During the image recording process, the initial installation of the row selection control unit 9 is performed. The row selection control unit 9 is a shift register for M bits. The initial state of the shift register corresponds to the presence at the outputs of all M bits of the logical O. states. In the process of recording the image, the logical 1 is first written and the first bit of the shift register is written, then a sequential shift is performed, the logical 5 1 over all M bits The initial recording of the logical 1 in the first bit of the shift register, as well as the sequential shift in all M bits, is provided by the control signals of the block 11 o The third analogue multiplexer 13 in the recording mode provides It cuts the switching of the excitation voltages of LCD 1. Thus, the supply of excitation voltages of LCD 1 is provided to the corresponding inputs of the first 6 and second 7 analog multiplexers. The stimulating voltages of LCD 1, respectively; For certain columns, appear on the first and second entrances of nejpao5

00

00

5five

г о аналогового мультиплексора 6, а возбуждающие напр жени  ЖКИ 1, соответствующие определенным строкам, по даютс  соответственно на первьш и второй входы второго аналогового мультиплексора 7.analog multiplexer 6, and the driving voltage of LCD 1 corresponding to certain lines are given respectively to the first and second inputs of the second analog multiplexer 7.

Перед проведением записи изображени  производитс  начальное осветление экрана в течение 10 - 20 не подачей возбуждающих напр жений с четвертого и п того выходов генератора 15 возбуждающих напр жений н а столбцовые 5 и строчные 4 электрода. Этот процес обеспечиваетс  управл ющим сигналом блока 11, который подаетс  на соответ ствутоире входы управлени  первого 6 и второго Р аналоговых мультиплексоров , при этом соответствующие напр жени  возбуждени  ЖКИ 1 с соединенных третьих и четвертых входов первого 6 и второго 7 аналоговых мультиплексоров подаютс  соответственно на все строчные 4 и столбцовые 5 электроды.Before the image is recorded, the screen is first brightened for 10 to 20 by not applying exciting voltages from the fourth and fifth outputs of the generator 15 exciting voltages to column 5 and horizontal 4 electrodes. This process is provided by the control signal of unit 11, which is supplied to the corresponding control inputs of the first 6 and second P analog multiplexers, while the corresponding LCD 1 excitation voltages from the connected third and fourth inputs of the first 6 and second 7 analog multiplexers are respectively transmitted to all lowercase 4 and column 5 electrodes.

При записи кажд,ой из М строк эффективные действующие напр жени  обеспечивают изменение оптических состо ний элементов выбранной строки в соответствии с состо нием и«формационных выходов буферного регистра 8. При этом измен ютс  оптические состо ни  элементов выбранной строки которым соответствует, например, логическа  1 буферного регистра 8. Оптическое состо ние элементов невыбранных строк в процессе записи не измен етс .When recording each of the M lines, the effective effective voltages provide for changing the optical states of the elements of the selected line in accordance with the state and formational outputs of the buffer register 8. This changes the optical states of the elements of the selected line to which, for example, logical 1 buffer register 8. The optical state of the elements of the unselected rows during the recording process does not change.

После завершени  процесса записи изображени  на матричном ЖКИ 1 по управл ющим сигналам блока 11, поступа- ющих на входы управлени  третьего аналогового мультиплексора 13, производитс  изменение его коммутации дл  режима нулевой фазы сканировани . В этом режиме под управлением микропроцессора 20 производитс  периодическое тестирование и анализ наличи  касани  провод щим наконечником 18 контактного не- ра 17 выбранного элемента сенсорной клавиатуры 22. Дл  этого по команде микропроцессора 20 соответствующими управл ю1цими сигналами блока 11 регистр 10 приема информации, буферный регистр 8 и блок 9 управлени  выборкой строк сбрасываютс  в исходное состо ние, характеризуемое наличием логического О на всех выходах перечисленных элементов. Наличие логического О на всех управл ющих входахAfter the process of recording the image on the matrix LCD 1 is completed, the control signals of block 11 arriving at the control inputs of the third analog multiplexer 13 change its switching for the zero-phase scanning mode. In this mode, under the control of the microprocessor 20, periodic testing and analysis of the presence of the conductive tip 18 of the contact shaft 17 of the selected element of the touch keyboard 22 is performed. For this, at the command of the microprocessor 20, the corresponding control signals of the block 11 of the information receiving register 10, the buffer register 8 and the row selection control unit 9 is reset to the initial state, characterized by the presence of a logical O on all outputs of the listed elements. The presence of a logical O on all control inputs

00

, 0 , 0

2525

30thirty

5five

5050

5five

первого аналогового мультиплексора 6 обеспечит прохождение сигнала со второго входа на все П его выходы. В свою очередь логический О на всех М входах второго аналогового мультиплексора 7 обеспечивает прохождение сигнала с любого из М его выходов на его второй вход. В этом случае второй вход  вл етс  выходом, что обеспечиваетс  двунаправленными транзисторными КМОП-ключами (не показаны). Далее по команде микропроцессора 20 блок 11 управл ющим сигналом разрешает формирователю 14 тест-сигнала выдачу сигналов длительностью 5-10 мкс с периодом 50 мСо Тест-сигнал в соответствии с коммутахщей третьего- аналогового муль-- типлексора 13 поступает на второй вход первого аналогового мультиплексо- .ра 6 и, следовательно, на все П его выходы . Амплитудна  и временна  характеристика т.ест-сигнала обеспечивает в нулевой фазе сканировани  сохранение изображени  на экране ЖКИ 1. Подача тест-сигнала производитс  посто нно до момента касани  провод щим нако- . нечником 18 контактного пера 17 площадок 27 выбранного сенсорного элемента 26. При этом обеспечиваетс  про- ;х;ождение тест-сигнала на все П выходы первого аналогового мультиплексора 6 и на i-й координатный электрод 23, соединенньй с одной из площадок 27 выбранного сенсорного элемента 26 и соответственно на i-й выход второго аналогового мультиплексора 7, а также на его второй вход. Коммутаци  третьего аналогового мультиплексора 13 обеспечит прохолздение тест-сигнала с первого входа на п тьй выход, соеди- неный со входом порогового элемента 16. На. выходе порогового элемента 16 в исходном состо нии - логический О. Тест-сигнал вызьшает изменение состо ни  выхода порогового элемента 16. Состо ние выхода порогового элемента 16 контролируетс  микропроцессором 20, что будет распознано как наличие касани  и команда дл  осуществлени  первой и второй фазы сканировани , в процессе которых будет определ тьс  позици  (координаты) выбранного элемента сенсорной клавиатуры 22. Дл  осуществлени  первой фазы сканировани , в которой определ етс  координата выбранного элемента, по команде микропроцессора 20 управл ющим сигналом блока 11 производитс  изме-the first analog multiplexer 6 will ensure the passage of the signal from the second input to all P its outputs. In turn, the logical O on all M inputs of the second analog multiplexer 7 ensures the passage of a signal from any of its M outputs to its second input. In this case, the second input is an output, which is provided by bidirectional CMOS transistor keys (not shown). Then, at the command of the microprocessor 20, the control signal block 11 enables the shaper 14 of the test signal to output signals of 5-10 microseconds with a period of 50 mСо. The test signal in accordance with the switching third-analogue multiplexer 13 is fed to the second input of the first analog multiplex- .ra 6 and, therefore, on all P its outputs. The amplitude and temporal characteristic of the test signal ensures that the image on the LCD screen is saved in the zero phase of the scan. 1. The test signal is fed continuously until the moment of conductive contact. The contact bar 18 of the contact pen 17 of the pads 27 of the selected sensor element 26. At the same time, the test signal is provided to all P outputs of the first analog multiplexer 6 and to the i-th coordinate electrode 23 connected to one of the pads 27 of the selected sensor element 26 and, respectively, to the i-th output of the second analog multiplexer 7, as well as to its second input. The switching of the third analog multiplexer 13 ensures the continuation of the test signal from the first input to the fifth output connected to the input of the threshold element 16. On. the output of the threshold element 16 in the initial state is logical O. The test signal causes a change in the output state of the threshold element 16. The output state of the threshold element 16 is controlled by the microprocessor 20, which will be recognized as having a touch and a command to perform the first and second phases of scanning, in the process of which the position (coordinates) of the selected element of the touch pad 22 will be determined. To implement the first scanning phase, in which the coordinate of the selected element is determined, on the command of the microprocessor the processor 20, the control signal of the block 11 is measured

пение коммутации третьего аналогового мультиплексора 13 дл  данного режима работы, а также изменение режима работы регистра 10 приема информации. Регистр 10 переводитс  в режим работы сдвигового регистра, затем производитс  запись логической 1 в его первый разр д, В процессе первой фазы сканировани  по управл ющим сигналам блока |Q 11 производитс  сдвиг логической 1 регистра 10 приема информации в сторо-switching commutation of the third analog multiplexer 13 for a given operating mode, as well as changing the operating mode of the information receiving register 10. Register 10 is transferred to the shift register operation mode, then logical 1 is recorded at its first discharge. During the first scan phase, the control signals of the | Q 11 block shift the logical 1 register 10 for receiving information

мультиплексора 6 сохран ютс  неизменными во второй фазе сканировани . На выходе формировател  14 импульсов по с управл ющему сигналу блока 11 установитс  положительный потенциал, который будет сохран тьс  в течение всей второй фазы сканировани . Этот потенци- ал с i-ro выхода мультиплексора 6 будет поступать на i-й координатный электрод 23 ,сейсорной клавиатуры 22, Далее по командам микропроцессора 20 и управл юащм сигналам блока 11 блоком 9 будетосуществл тьс  последовану старших разр дов. После каждогоmultiplexer 6 is kept unchanged in the second phase of the scan. At the output of the pulse shaper 14, a positive potential will be established along the control signal of the unit 11, which will be maintained throughout the second scan phase. This potential from the i-ro output of the multiplexer 6 will flow to the i-th coordinate electrode 23, the seismic keyboard 22, Further, following the commands of the microprocessor 20 and controlling the signals of block 11 by block 9, the sequence of higher bits will be performed. After each

сдвига соответствующим сигналом блокаthe shift of the corresponding block signal

11 будет производитьс  перезапись со- 15 тепьное п одключение выходов второго11 there will be a rewrite of the 15

держимого регистра 10 приема информа- мультиплексора 7 через третий мультип лексор 13 ко входу порогового элемента 16. После кажд-ого подключени  микропроцессор 20 производит анализ сос- 20 то ни  выхода порогового элемента 16. При подключении j-ro координатного электрода 24 клавиатуры 22, соответции в буферный регистр 8. Синхронно по команде микропроцессора 20 в соответствии с управл ющим сигналом блока 11 на выходе формировател  14 тест- сигнала будет шормироватьс  сигнал длительностью 5-10 мкс.В соответствий с логической работы третьего аналогового мультиплексора 13 этот импульс с его первого выхода попадет на первый .вход первого аналогового мультиплек- сора бив каждом такте сканировани  . будет последовательно проходить с первого по М-й его выходыо Блок 9 упствующего выбранному сенсорному элементу , положительный потенциал через 25 ключи второго 7 и третьего 13 мультиплексоров поступает на вход порогового элемента 16 и измен ет состо ние его выхода. Микропроцессор при этом-определ ет координату Y выбранравлени  выборкой строк, а также второй зо ноцо сенсорного элемента 26, после аналоговый мультиплексор 7 в этом ре- -чего запоминает числа, соответствую- жиме сохран ют предыдущее состо ние. . дае координатам X и Y выбранного эле- Как только в процессе первой фазы сканировани  тест-сигнал по витс  наregister 10 receive information multiplexer 7 through the third multiplexer 13 to the input of the threshold element 16. After each connection, the microprocessor 20 analyzes the output signal of the threshold element 16. When connecting the j-ro coordinate electrode 24 of the keyboard 22, corresponding to the buffer register 8. Synchronously, at the command of the microprocessor 20, in accordance with the control signal of the block 11, the signal of the generator 14 of the test signal will be shortened by a signal with a duration of 5-10 microseconds. th multiplexer 13 this pulse with its first output to the first fall of the first analog multiplexer .The inputs b and c each scanning cycle. will sequentially pass from the first to the Mth of its output on Block 9 of the selected sensor element, the positive potential through 25 keys of the second 7 and third 13 multiplexers is fed to the input of the threshold element 16 and changes its output state. The microprocessor thus determines the Y coordinate selected by sampling the rows, as well as the second zone of the sensor element 26, after the analog multiplexer 7 it stores the numbers corresponding to the previous state. . given the X and Y coordinates of the selected element. As soon as during the first phase of the scan, the test signal turns on

1-ом выходе первого аналогового мультиплексора и, следовательно, на i-ом координатном электроде 23, замкну тым на электрод 24, он по витс  на i-OM выходе второго аналогового мультиплексора 7. В соответствии с логикой работы второго аналогового мультиплексора 7 тест-сигнал пройдет на его второй вход и на вход порогового элемента 16, состо ние которого в соответствии с импульсом на его входе будет логической Это состо ние микропроцессор 20 распознает как факт нахождени  первой координаты X выбранного сенсорного элемента. Координата будет определ тьс  числом сдвигов , произведенным по команде микропроцессора 20 в первой фазе сканировани . Цп  определени  второй координаты производитс  втора  фаза сканировани . Дл  этого по команде микропроцессора 20 блоком 11 производитс  изменение коммутации третьего анало-- гового мультиплексора 13. Состо ние егистра. 10, буферного регистра 8 иThe 1st output of the first analog multiplexer and, therefore, at the i-th coordinate electrode 23 closed on the electrode 24, it appears on the i-OM output of the second analog multiplexer 7. In accordance with the logic of the second analog multiplexer 7, the test signal will pass to its second input and to the input of the threshold element 16, the state of which in accordance with the pulse at its input will be logical. This state is recognized by microprocessor 20 as the fact of finding the first X coordinate of the selected sensor element. The coordinate will be determined by the number of shifts produced by the command of the microprocessor 20 in the first scanning phase. The second coordinate determination center performs the second scanning phase. To do this, at the command of the microprocessor 20, the block 11 changes the switching of the third analog multiplexer 13. The status of the register. 10, buffer register 8 and

. мента 26 в блоке 21 пам ти и произво- . дит через блок 11 подачу сигнала на , зуммер 12, извещаюидай об окончании сканировани . Микропроцессор 20 производит после этого проверку окончани  касани  выбранного сенсорного элемента путем подачи тест-сигнал-ха. 40 Состо ние управл ющих входов регистра 10, буферного регистра 8 и мультиплексоров 6, 7 и 13 сохран етс  неизменным до сохранени  контакта контактного пера 17 с площадками 27, а тест 5 сигнал будет проходить на вход порогового элемента 16, состо ние выхода которого контролируетс  микропроцессором 20. При по влении на выходе порогового элемента 16 состо ни  логичес- Q кого О регистры 8 и 10, блок 9 и . мультиплексоры 6. и 7 управл ющими сигч налами блока 11 перевод тс  в исходное состо ние, соответствующее хранению изображени  на экране ЖКИ 1. При этом на всех электродах 4,5,23 и 24. ment 26 in block 21 of memory and production-. Dit through unit 11, the signal is on, the buzzer 12, informing about the end of the scan. The microprocessor 20 then checks the end of touch of the selected sensor element by applying a test signal. 40 The state of the control inputs of the register 10, the buffer register 8 and the multiplexers 6, 7 and 13 remain unchanged until the contact pen 17 keeps contact with the pads 27, and the test 5 passes the signal to the input of the threshold element 16 whose output state is controlled by the microprocessor 20. When a threshold element 16 appears at the output, the state of logical Q registers 8 and 10, block 9 and. multiplexers 6. and 7 of the control signals of block 11 are reset to the initial state, corresponding to the storage of the image on the LCD screen 1. At the same time, on all electrodes 4,5,23 and 24

поддерживаетс  нулевой потенциал. Микч . ропроцессор производит интерпретацию полученного кода, соответствующего лозиции выбранного сенсорного элеменmaintains zero potential. Mikch The processor processes the interpretation of the received code corresponding to the position of the selected sensor element.

мультиплексора 6 сохран ютс  неизменными во второй фазе сканировани . На выходе формировател  14 импульсов по управл ющему сигналу блока 11 установитс  положительный потенциал, который будет сохран тьс  в течение всей второй фазы сканировани . Этот потенци- ал с i-ro выхода мультиплексора 6 будет поступать на i-й координатный электрод 23 ,сейсорной клавиатуры 22, Далее по командам микропроцессора 20 и управл юащм сигналам блока 11 блоком 9 будетосуществл тьс  последоватепьное п одключение выходов второгоmultiplexer 6 is kept unchanged in the second phase of the scan. At the output of the pulse driver 14, a positive potential is established at the control signal of unit 11, which will be maintained throughout the second scan phase. This potential from the i-ro output of the multiplexer 6 will flow to the i-th coordinate electrode 23, the seismic keyboard 22, Next, following commands from the microprocessor 20 and controlling the signals of block 11 by block 9, the outputs of the second will be connected

ствующего выбранному сенсорному элементу , положительный потенциал через ключи второго 7 и третьего 13 мультиплексоров поступает на вход порогового элемента 16 и измен ет состо ние его выхода. Микропроцессор при этом-определ ет координату Y выбранноцо сенсорного элемента 26, после чего запоминает числа, соответствую- дае координатам X и Y выбранного эле- The positive potential through the keys of the second 7 and third 13 multiplexers is fed to the input of the threshold element 16 and changes the state of its output. In this case, the microprocessor determines the Y coordinate of the chosen element of the sensor element 26, after which it stores the numbers corresponding to the X and Y coordinates of the selected element.

зо ноцо сенсорного элемента 26, после -чего запоминает числа, соответствую- . дае координатам X и Y выбранного эле- the button of the sensor element 26, after which it remembers the numbers corresponding to. give the X and Y coordinates of the selected element

. мента 26 в блоке 21 пам ти и произво- . дит через блок 11 подачу сигнала на , зуммер 12, извещаюидай об окончании сканировани . Микропроцессор 20 производит после этого проверку окончани  касани  выбранного сенсорного элемента путем подачи тест-сигнал-ха. 0 Состо ние управл ющих входов регистра 10, буферного регистра 8 и мультиплексоров 6, 7 и 13 сохран етс  неизменным до сохранени  контакта контактного пера 17 с площадками 27, а тест 5 сигнал будет проходить на вход порогового элемента 16, состо ние выхода которого контролируетс  микропроцессором 20. При по влении на выходе порогового элемента 16 состо ни  логичес- Q кого О регистры 8 и 10, блок 9 и . мультиплексоры 6. и 7 управл ющими сигч налами блока 11 перевод тс  в исходное состо ние, соответствующее хранению изображени  на экране ЖКИ 1. При этом на всех электродах 4,5,23 и 24. ment 26 in block 21 of memory and production-. Dit through unit 11, the signal is on, the buzzer 12, informing about the end of the scan. The microprocessor 20 then checks the end of touch of the selected sensor element by applying a test signal. 0 The state of the control inputs of the register 10, the buffer register 8 and the multiplexers 6, 7 and 13 remain unchanged until the contact pen 17 keeps contact with the pads 27, and the test 5 passes the signal to the input of the threshold element 16, the output state of which is controlled by the microprocessor 20. When a threshold element 16 appears at the output, the state of logical Q registers 8 and 10, block 9 and. multiplexers 6. and 7 of the control signals of block 11 are reset to the initial state, corresponding to the storage of the image on the LCD screen 1. At the same time, on all electrodes 4,5,23 and 24

поддерживаетс  нулевой потенциал. Микч . ропроцессор производит интерпретацию полученного кода, соответствующего лозиции выбранного сенсорного элемента и может вьшолн ть операции по обработке изображени .maintains zero potential. Mikch The processor processes the interpretation of the resulting code, which corresponds to the position of the selected sensor element, and can perform image processing operations.

Процесс сканировани  осуществл ет с  достаточно быстро..The scanning process takes place rather quickly.

HanpijMep, дл  сканировани  пол  клавиатуры размером 20x20 сенсорных элементов 26 требуетс  не более 400 500 МКС о Дл  графического сенсорного диспле  процесс сканировани  аналоги чен и дл  формата 200x200 точек изоб ражени  займет не олее мс.HanpijMep, to scan a 20x20 keyboard field of the sensor elements 26, requires no more than 400,500 MKCs. For a graphic touchscreen display, the analog scanning process and for a 200x200 image format will take no more than a ms.

Р1зменение состо ний столбцовых 5 и строчных 4 электродов в процессе сканировани  не приведет к изменению качества изображени , поскольку амплитуды действующих сигналов не превышают пороговых значений, привод щих к изменению состо ни  элементов матричного МКИ 1.Changing the states of the column 5 and lower 4 electrodes during the scanning process will not change the image quality, since the amplitudes of the acting signals do not exceed the threshold values leading to a change in the state of the elements of the matrix MKI 1.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  ввода -вывода графи ческой информации, содержащее матричный жидкокристаллический индикатор (ffiKII), первый аналоговьй мультиплексор , выходы которого соединены с вертикальными электродами ЖКИ, второй аналоговьй мультиплексор, вькоды которого подключены к горизонтальным электродам ЖКИ, регистр приема информации , выходы которого соединены с информационными входами буферного регистра , выходы которого подключены к информационным входам первого аналого вого мультиплексора, блок управлен:и  выборкой строк, выкоды которого сое- динены с управл юйщми входами втррого аналогового мультиплексора, блок обмена информацией, одни из выходов которого подключены к информационным входам регистра приема информации, а другие выходы соединены с управл ющими входами регистра приема информаA device for input-output graphic information containing a matrix liquid crystal indicator (ffiKII), the first analog multiplexer, the outputs of which are connected to the vertical LCD electrodes, the second analog multiplexer, which codes are connected to the horizontal electrodes of the LCD, the information receiving register, the outputs of which are connected to information the inputs of the buffer register, the outputs of which are connected to the information inputs of the first analog multiplexer, the control unit: and a sampling of lines, which codes They are connected to the control inputs of the second analog multiplexer, the information exchange unit, one of the outputs of which is connected to the information inputs of the information receiving register, and the other outputs are connected to the control inputs of the reception register ции , буферного регистра, блока управлени  выборкой строк, первого и второго аналоговых мультиплексоров, и генератор возбуждающих напр жений, блок считывани , выход которого соединен с управл ющим входом блока обмена информацией, отличаю щее- с   тем, что, с целью повьшени  точJQ ности и надежности устройства, оно содерлсит формирователь тест-сигнала, третий аналоговый мультиплексор и маску, выполненную в виде матрицы npoi зрачных электродов, в узлах пересече-buffer register, the row control block, the first and second analog multiplexers, and the exciting voltage generator, the read block, the output of which is connected to the control input of the information exchange block, is characterized in that, in order to increase the accuracy and device reliability, it contains the test signal shaper, the third analog multiplexer and the mask, made in the form of a matrix of npoi transparent electrodes, at the intersection nodes |5 ни  которых расположены сенсорные кон тактные элементы, строчные и столбцовые электроды маски соединены соответственно с горизонтальными и вертикальными электродами MKIi, выход5 which are located sensory contact elements, the lowercase and column electrodes of the mask are connected respectively to the horizontal and vertical electrodes MKIi, output 20 формировател  тест-сигнала соединен с входом тест-сигнала третьего аналогового мультиплексора, первьш второй и третий выходы генератора возбуждающих напр жений подключены соответст25 венно к первому, второму и третьему управл ю1цим входам третьего аналогового мультиплексора, первый и второй выходы Которого подключены к первому и второму управл ющим входам первогоThe test signal generator 20 is connected to the test signal input of the third analog multiplexer, the first second and third outputs of the exciting voltage generator are connected respectively to the first, second and third control inputs of the third analog multiplexer, the first and second outputs of which are connected to the first and second control inputs of the first 2Q аналогового мультиплексора, третий и четвертый выходы которого соединены с четвертым выходом генератора возбуждающих напр жений,.п тьш выход которого подключен к третьему и четвертому управл ющим входам второго аналогового мультиплексора, первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами третьего аналогового мультиплексора, четвертьй управл ющий вход которого подключен к соответствующему выходу блока обмена информацией , причем задающий вход блока считывани  соединен с п тым выходом третьего аналогового мультиплексора.2Q analog multiplexer, the third and fourth outputs of which are connected to the fourth output of the exciting voltage generator, whose three outputs are connected to the third and fourth control inputs of the second analog multiplexer, the first and second control inputs of which are connected respectively to the third and fourth outputs of the third analog multiplexer, the fourth control input of which is connected to the corresponding output of the communication unit, and the master input of the reading unit is connected to the fifth output of the third analog multiplexer. 3535 4040 Фиг. гFIG. g 2222