Сенсорная клавиатура

Сенсорная клавиатура

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (iiooss»

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиих . Социалистических

Реслублии (72) Авторы . изобретения

:Н. Н. Шумский, Ю. О. Мартемьянов и С. (7.l ) Заявитель (54) СЕНСОРНАЯ КЛАВИАТУРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического. контроля .и управления.

Известен сенсорный коммутатор, со-. держащий сенсорные площадки, мультиплексор, регистр, счетчики и логические элементы 1 1 .

Недостаток его — невозможность организапии устройства для большого. числа сенсорных переключателей, 1О

Наиболее близка к предлагаемой сен. сорная клавиатура, содержащая сенсорное поле, мультиплексор, регистр, счетчики и элементы ИЛИ-НЕ P2,).

Недостаток этого устройства — невозможность организации сенсорной клавиатуры для большого числа сенсорных переключателей, что сужает функциональные возможности, Бель изобретения — расширение функ20 пиональных возможностей.

Бель достигается тем, что в сенсорную клавиатуру, содержащую мультиплек2 сор, информационные входы которого сое динены с первыми выходами сенсорного поля, а управляющие входы подклюиены к первым выходам. счетчика и входам ре гистра, выходы которого соединены с вы- ходными шинами, и элемент ИЛИ-НЕ, введены дополнительный мультиплексор, триггеры, элемент И, элементы задеркки резисторы и элементы ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, причем вторые выходи сенсорного поля соединены с информационными входами дополнительного мультиплексора, управлякяцие входы которого подключены ко вторым выходам счетчика и другим вха дам регистра, выходы мультиплексора соединены с первыми входами соответствующих элементов и ИСКНЮЧАЮ

ШЕЕ ИЛИ и через соответствукпцие резиоторы подключены к тактовой шине, вторым входам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, входам элементов задержки и первому входу элемента И, вто рой вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход — с

311 4 рез элемент 12 И поступают тактовые импульсы с частотой f и шины столбцов сенсорного поля 1 подключаются с час-, тотой 112 через мультиплексор 3 к входу элемента 17 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, а шины строк - через мультиплексор 4 к входу элемента 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ с частотой f fm, где m =2ц. Таким образом, В исхОДНОм сОстОянии прОисходит поочередное подключение сенсорных площадок 2 к входам элементов 17, 18

ИСКЛЮЧА10ШЕЕ ИЛИ.

При касании оператора пальцем (одновременно) обеих частей сенсорной площад» ки 2 на входах элементов 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ оказываются включенными в некоторый момент времени интегрирующие цепи, состоящие из резисторов 15 и 16 соответственно и собсъвенной емкости оператора относительно земли, при этом сйнхронность колебаний на входах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ нарушится и на С-входах триггеров 8, 9 появляется импульс, который устанавливает на инверсных выходах триггеров 8, 9 логический «О".

"Через время Сз1, определяемое элемен1том задержки 13, триггеры 8, 9 по Рвходу изменяют свое состояние. Вследствие этого на Р-входе триггера 10 в некоторый момент времени от .Е.1 до Ф.-1+

+ 53 присутствует положительный импульс (фиг. 2д). Время З определяемое элементом задержки 14, выбрано та-, ким образом, что когда сигнал на С-входе триггера 10 переходит из логического

»О» в состоянии логической "1 на ) - входе триггера 10 присутствует уровень логической 1 (фиг. 2д и 2е). В результате на выходе триггера 10 формируется перепад напряжения от уровня логического "0" до уровня логической "1" (фиг. 2ж), по которому производится ОСЖ» новка счетчика 5 и запись информации с выхода счетчика 5 в сдвиговый регистр6, прекращается переключение сенсорных площадок 2 к общей шине мультиплексоров 3 и 4 и на выходах элементов 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляются серии импульсов. Так как разрядный счетчик 5 срабатывает от переднего фрОнта Импульса тактОвой частоты & Ос тановка счетчика 5 происходит по переднему фронту тактовых импульсов, задержанных на время З (фиг. 2ж), то разрядный счетчик 5 останавливается в кодовом состоянии, соответствующем номеру сенсорной площадки 2, которой коснулся оператор, в момент времени 41+

3 1005 входом счетчика, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧА101ЦЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно второго и третьего три геров, вторые входы которых подключены к выходу перво« го элемента задержки, а инверсные выходы — к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход последнего подключен к выходу 1g второго элемента задержки, а прямой выход - к входу записи регистра, а сенсорное поле выполнено на сенсорных площадках, электрически разделенных на две части, причем первые и вторые части сенсорных плошадок соединены соответственно с первыми и вторыми выходами сенсорного поля.

На фиг. l представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма его работы.

Сенсорная клавиатура содержит сен сорное поле 1 с сенсорными площадками 2„4-, разрядный счетчик 5, сдвиговый регистр 6 с вы25 ходными шинами 7, триггеры 8, 9 и 10, элемент 11 ИЛИ-НЕ, элемент 12 И, элементы задержки 13 и 14, резисторы

15 и 16, элементы 17 и 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, тактовую шину 19.

Сенсорная клавиатура работает слеЗО дующим образом. На тактовую шину 19 подается импульсное напряжение. Устройство выполнено таким образом, что не предъявляет высоких требований к частоте и скважности импульсов и практически работает при частоте повторения от 1 до 100 кГц- и скважности тактовых импульсов от 2 до 5. В исходном состоянии, когда палец оператора не касается одновременно двух частей одной из сенсорных площадок 2, на входах элементов

17, 18 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ колебания синфазные и строго синхронны (фиг. 2а и 2б до момента времени Ц, в этом случае элементы 17, 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 постоянно находятся в состоянии логического "О, на входы Р --триггеров 8 и 9 постоянно поступают через элемент задержки 13 импульсы с тактовой частотой f (фиг. 2 r).

В результате на входах элемента

11 ИЛИ-НЕ находится логическая 1, а на 3 -входе триггера 10 - логический

О, и тактовые импульсы, поступающие через элемент задержки 14 на С-вход триггера 10, обеспечивают на его выходе состояние логического 0 . Вследствие этого на вход разрядного счетчика 5 чеб 10053

+ С - происходит запись информации о

32 номере нажатой площадки 2 на выходные шины 7 регистра сдвига 6. Причем такт

Т

p>< < "з

5 где Т вЂ” период следования тактовых такт импульсов.

Kaz только оператор убирает палец с сенсорной площадки 2 синхронность колебаний на входах элементов 17, 18

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ восстанавливается и устройство возвращается в исходное состояние в момент времени Ф2 .

Твко образом, введение дополнительного мультиплексора, триггеров, элемен- >> тов И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элементов задержки, а также выполнение сенсорных площадок электрически разделенных, позволило организовать сенсорную клавиатуру для большого числа сенсор- 20 ных площадок.

Формула изобретения 251. Сенсорная клавиатура, содержшцая ,мультиплексор, информационные входы ко. торого соединены с первыми выходами сенсорного ноля, а управляющие входы подключены к первым вьг:одам счетчика За и входам регистра, выходы которого соединены с выходными цппщми, и элемент

ИЛИНЕ; о т л и ч а ю m а я с я тем, : что, с целью расширении функциональных и в нее введены дополни 3% тельный мультиплексор, триггеры, элемент И, элемент задержки, резисторы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вторые выходы сенсорного поля соедине,ны с информациаапами входами. дополни11 6 тельного мультиплексора, управляющие входы которого подкпючены к вторым выходам счетчика и другим входам регистра, выходы мультиплексоров соединены с первыми входаМи соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ и через соответствующие резисторы подключены к тактовой шине, вторьм входам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входам элементов задержки и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход - с входом счетчика, при этом выходы элементов ИСКЛЮЧАЮ

ШЕЕ ИЛИ.соединены с первыми входами соответственно второго и третьего триггеров, вторые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, а инверсные выходы — к соответствую щим входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пер вого триггера, второй вход последнего подключен к выходу второго элемента

° ° задержки, а прямой выход - к входу заси регистра.

2. Клавиатура по п. 1, о т л ич.а ю щ а я с я тем, что сенсорное поле выполнено на сенсорных площащках, электрически разделенных на две части, причем первые и вторые части сенсоркых площадок соединены соответственно с первыми и вторыми выходами сенсорного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 792583, кл. Н 03 К 17/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 752802, кл. Н 03 К 17/00, 07.07.78.

i0053ii

Составитель JL Закарова редактор,д.. долщщч Техред Л. Пекарь КоРректор N.

Заказ 1925/77 Tapm 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4