DE2145119A1 - Dateneingabevorrichtung - Google Patents

Description

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY _{Λ Λ}

2Η5119

Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanmeldung

Unser Az.: 1343/Germany

OATENEINGABEVORRICHTUNG

■ Die Erfindung betrifft eine Dateneingabevorrichtung mit einem eine Vielzahl von Tasten aufweisenden Tastenfeld.

Bei einer bekannten Dateneingabevorrichtung der genannten Art sind Vorkehrungen getroffen, um beim Drücken einer zweiten Taste innerhalb eines Zeitraumes, in dem sich noch eine erste Taste in ihrer Arbeitsstellung befindet, die Eingabe von der zweiten Taste entsprechenden Daten bis zur Freigabe der ersten Taste zu verzögern.

Diese bekannte Dateneingabevorrichtung hat deshalb den Nachteil, daß die Geschwindigkeit der Dateneingabe durch die für die Betätigung und Freigabe der Tasten erforderliche Zeit begrenzt wird. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dateneingabevorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, bei der der erwähni"e Nachteil vermieden wird.

Die Erfindung betrifft somit eine Dateneingabevorrichtung n;it einem eine Vielzahl von Tasten aufweisenden Tastenfeld, und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Schieberegister mit mehreren den Tasten zugeordneten bistabilen Stufen sowie ein zweites Schieberegister mit der gleichen Anzahl bistabiler Stufen vorgesehen ist, daß ein Eingang des zweiten Schieberegisters mit einem Ausgang des ersten Schieberegisters und ein Ausgang des zweiten Schieberegisters zusammen mit dem Ausgang des ersten Schieberegisters mit einer Verknüpfungsschaltung

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verbunden ist, daß die Vorrichtung in aufeinanderfolgenden Zyklen in der Weise arbeitet, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb jedes Zyklus eine der gedrückten Taste zugeordnete bistabile Stufe des ersten Schieberegisters zur Speicherung einer ersten bistabilen Ziffer eingestellt wird, während die restlichen Stufen zweite binäre Ziffern speichern, und daß anschließend innerhalb jedes Zyklus die binäre Information in dem ersten Schieberegister in das zweite Schieberegister übertragen wird und außerdem seriell und synchron mit der zu Beginn dieses Zyklus in dem zweiten Schieberegister enthaltenen binären Information an die Ver-" knüpfungeschältung angelegt wird, und daß die Verknüpfungsschaltung ein Steuersignal immer dann erzeugt, wenn eine erste binäre Ziffer von dem ersten Schieberegister gleichzeitig mit einer zweiten binären Ziffer von dem zweiten Schieberegister an die Verknüpfungsschaltung angelegt wird, wobei das Steuersignal die Eingabe der der zuletzt gedrückten Taste entsprechenden Information steuert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. IA und IB eine schematische Darstellung der Tastenfeldcodierschaltung ;

Fig. 2A_f 2B, 2C und 2D ein Zeitdiagramm für den Arbeitsablauf der in den Fig. IA und IB gezeigten Codierschaltung; und

Fig. 3 ein DetaHschaltbild eines Teiles der in den Fig. IA und IB gezeigten Schaltung.

In den ^!Fig. IA und IB ist eine Tastenfeldschaltung 30 gezeigt. Eing Taktsignalquelle 15' erzeugt eine fortlaufende Folge von Takt impulsen, äie in aufeinanderfolgende Zeitgabezyklen Yl, Y2, Y3 usw. (Fig. 2A bis 2D) zu jeweils 16 Taktimpulsen eingeteilt sind. Die erste Taktimpulszeit in jedem Zyklus wird durch einen Ausblendimpuls STR bestimmt. Das Tastenfeld 10 der Tastenfeldschaltung 30 enthält 16 vonhand betätigbare Tasten Kl bis K16. Wird die Taste KI während eines ersten Zeitgabezyklus Yl gedrückt, wird ein "!"-Bit in die Stufe Bl des 16 Stufen aufweisenden Schieberegisters

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übertragen. Das Schieberegister kann beispielsweise ein 4-Phasei-MOS-Transistor-Schieberegister sein. Die Übertragung des "1"-Bits erfolgt zur Taktzeit 17, d.h. während des ersten Taktimpulses des zweiten Zeitgabezyklus Y2 (siehe Fig. 2). Das "1"-Bit in der Stufe Bl des Schieberegisters 12 wird während des Zeitgabezyklus Y2 (Fig. 2A und 2B) durch die Stufen B2 bis B16 geschoben. Zur Taktzeit 33 wird es in die Stufe Cl des ebenfalls 16 Stufen aufweisenden Schieberegisters 14 geschoben. Nach den 16 Taktzeiten desVY^wird das Tastenfeld 10 zur Taktzeit 33, d.h. der ersten Taktzeit des Zyklus Y3, wieder aufgetastet, so daß ein der gedrückten Taste Kl des Tastenfeldes 10 entsprechendes "1"-Bit erneut in die Stufe Bl des ersten Schieberegisters 12 übertragen wird. Dies bedeutet, daß während jedes Zyklus von 16 Taktzeiten die in dem ersten Schieberegister 12 gespeicherte Information seriell aus der letzten Stufe B16 des ersten Schieberegisters 12 hinaus und in die erste Stufe Cl des zweiten Schieberegisters 14 hineingeschoben wird. Das "1"-Bit von der Stufe B16 und das "O^M-Bit von der Stufe C16 werden zur Taktzeit 33 an die Verknüpfungsschaltung 19 angelegt. Diese enthält einen mit dem Ausgang der Stufe C16 des zweiten Schieberegisters 14 verbundenen Inverter 54 und ein UND-Glied 52, dessen Eingänge mit dem Ausgang des Inverters 54 und dem Ausgang des Schieberegisters 12 verbunden sind. Die Verknüpfungsschaltung 19 erzeugt somit ein "1"-Ausgangssignal, wenn von der Stufe B16 ein "1"-Bit und von der Stufe C16 ein ^MO"-Bit geliefert wird. Bei allen anderen Eingangssignalkombinationen erzeugt die Verknüpfungsschaltung 19 ein "O"-Ausgangssignal. Das "1"-Bit-Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 19 auf dem Leiter 21 wird als Ladesignal bezeichnet. Die von den Schieberegisterstufen B16 und C16 gelieferten binären Bits werden während jeder Taktzeit an die Verknüpfungsschaltung 19 angelegt. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 19 zu den Taktzeiten 17, 33, 49, 65 usw. , d.h. die ersten

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Taktzeiten der Zyklen Y2, Y3, Y4, Y5 usw., zeigt an, ob die Taste Kl während den entsprechenden Taktzeiten 1, 17, 33 und 49 usw. als im gedrückten Zustand befindlich festgestellt wurde.

Ein während der Taktzeit 33 von der Stufe B16 kommendes "1"-Bit und ein von der Stufe C16 kommendes "O"-Bit zeigen an, daß die Taste Kl zu irgend einem Zeitpunkt während des Zyklus Yl gedrückt wurde. Das von der Verknüpfungsschaltung 19 gelieferte "l"~Äusgangssignal wird zur Taktzeit 33 an ein Durchschaltnetzwerk 18 angelegt. Ein zyklisch arbeitender 4-Stufen-Code-Zähler 16 wird durch vom Taktgeber 15 kommende Impulse weitergeschaltet und ist so beschaffen, daß er nacheinander die den Tasten Kl, K2, K3 usw. (siehe Fig. IA) zugeordneten Codekombinationen in aufeinanderfolgenden Taktzeiten eines Zeitgabezyklus erzeugt. Der Zähler 16 enthält in Fig. IB nichtgezeigte interne Verbindungen, um diese Codekombinationen zu erhalten.

Der Ausblendimpuls STR wird von einem Detektor 17

von
in Abhängigkeit/der Codekombination 0000 des Zählers erzeugt. Beispielsweise tritt die Tastencodekombination 0000 für die Taste Kl während der Taktzeiten 1, 17, 33, 49, 65 usw. auf. Ein Ladesignal zur Taktzeit 33 bewirkt die Öffnung des Durchschaltnetzwerks 18, so daß die Tastencodekombination für die Taste Kl in das Ausgangspufferregister 22 gelangt. Das Ladesignal wird außerdem einem Rechner 33 zugeführt, der daraufhin auf einem Leiter verschiedene Impulse erzeugt, um die Tastencodekombination aus dem Ausgabepufferregister 22 in den Rechner 33 zu schieben.

Zur Taktzeit 33 speichert die Schieberegisterstufe Cl das "1"-Bit, das die Schieberegisterstufe B16 während der Taktzeit 33 der Verknüpfungsschaltung 19 zugeführt hat. Das "!"-Bit von der Stufe B16 wird während

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der Taktzeit 49 zusammen mit dem "1"-Bit der Stufe C16 an die Verknüpfungsschaltung 19 angelegt. Während dieser Taktzeit wird von der Verknüpfungsschaltung 19 kein Ladesignal erzeugt. Die Tasteicodekombination für die Taste Kl wird während der Taktzeit 49 nicht nochmals in das Ausgabepufferregister 22 übertragen, obwohl die Taste Kl während der Ausblendtaktzeit 49 noch gedrückt ist, da der Verknüpfungsschaltung 19 zu diesem Zeitpunkt zwei "1"-Bits zugeführt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine beliebige Anzahl (einschließlich der Gesamtzahl) der 16 Tasten gedrückt und in gedrückter Stellung gehalten werden kann, ohne daß andere Tasten freigegeben werden müssen und daß trotzdem eine Codekombination für jede Taste - und zwar für jede Taste nur einmal in den Rechner eingegeben wird. Dieses Merkmal wird im folgenden noch verdeutlicht, und zwar durch die Beschreibung der Operation der Tastenfeldschaltung,wenn die Taste K3 gedrückt wird, während die Taste Kl noch von der vorangehenden Tastenfeldoperation gedruckt ist.

Es sei angenommen, Afährend sich die Taste Kl noch in ihrer gedrückten Stellung befindet, innerhalb des Zyklus Y3 die Taste K3 gedrückt wird. Die durch die gedrückten Tasten Kl und K3 gegebene Information wird während des vierten Ausblendimpulses zur Taktzeit 49 in das Schieberegister 12 übertragen. Der Inhalt des Schieberegisters 12 wird seriell verschoben und zusammen mit dem Inhalt des Schieberegisters 14 während des Zyklus Y4 an die Verknüpfungsschaltung 19 angelegt. Ein aus der Stufe B3 herrührendes ^Ml"-Bit wird zur Taktzeit 63 aus der Stufe B16 geschoben und zusammen mit dem "O"-Bit, das während des vierten Ausblendimpulses zur Taktzeit 49 in die Stufe C3 übertragen wurde, an die Verknüpfungsschaltung 19 angelegt. Die letztere erzeugt deshalb zur Taktzeit 63 ein Ladesignal. Die Tastencodekombination 1011 für die Taste K3 wird demzufolge vom Zähler 16 über das Durchschaltnetzwerk 18 zu dem Ausgabepuffer-

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register 22 geleitet. Wie oben bereits beschrieben, wird diese Tastencodekombinat ion in Abhängigkeit, von den Schiebe impulsen auf dem Leiter 34 zum Rechner 33 übertragen.

Zur Taktzeit 65 wird das zur Taktzeit 49 von der Taste Kl in die Stufe Bl eingegebene "!"-Bit aus der Stufe Bl6 und das zur Taktzeit 49 in die Stufe Cl eingegebene "1"-Bit aus der Stufe C16 des Schieberegisi or 14 geschoben. Diese "1"-Bits von den Schieberegisters 12 und 14 zur Taktzeit 65 zeigen an, daß die zur Taktzeit 49 gedrückt*? Tapfe Kl noch immer gedrückt ist. Die Tastencodekombination für die Taste Kl wird deshalb zur Taktzeit 65 nicht vom Zähler 16 in das Ausgaberegister übertragen. Während des Gedrücktseins der Tasten Kl und K3 kann eine weitere Taste gedrückt werden, wobei nur die dieser Taste zugeordnete Codekombination in das Ausgaberegister und von dort in den Rechner 33 übertragen wird.

In Fig. 3 sind mehrere Tasteneingabestufen 56 gezeigt, von denen jede mit einer der Tasten Kl bis K16 zusammenarbeitet und außerdem sind die Stufen Bl und B16 des Schieberegisters 12 und die Stufen Cl und C16 des Schieberegisters 14 dargestellt. Durch Drücken einer Taste, beispielsweise der Taste K16, wird ein Reedkontakt 11 in der zugeordneten Eingabestufe 56 geschlossen. Dadurch wird ein Kondensator 116 auf eine Spannung von -12 Volt aufgeladen. Das Schließen des Reedkontaktes 11 ist normalerweise von Kontaktprellungen begleitet d.h. die Schaltkontakte schwingen während eines kurzen Zeitraumes zwischen ihrem geöffneten und geschlossenen Zustand hin und her. Der Transistor 23 wirkt als Diode und erlaubt die Aufladung des Kondensators 116 auf -12 Volt. Die Ladung des Kondensators wird während der Kontaktprellungen aufrechterhalten. Die· Ladung des Kondensators 116 dient dann als Eingangssignal für die Stufe B16 des Schieberegisters in dem es den Transistor 42 steuert. Die Ladung des Kondensators 116 wird so lange aufrechterhalten, bis die Sch i fiberegisterstufe B16 aufgetastet wurde. Die Auftastung erfolgt durch einen Ausblendimpuls STR, der an einen Transistor 46 armelegt wird. Ist der Kondensator 116 zu diesem Zeitpunkt auf -12 Volt

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aufgeladen, dies bedeutet, daß or eine "1" enthält, wird der ScIi ieberegi st erstuie B16 eine "1" über die Transistoren und 42 zugeführt.'1st der -Kondensator dagegen nicht auf -12 Volt geladen, sondern weist er ein Potential von +12 Volt auf, behält die Schieberegisterstufe als gespeicherten Inhalt eine "0" .

Nach dem Austastimpuls STR wird durch einen durch Verzögerung des Austastimpulses in einer Verzögerungsschaltung 50 erhaltenen Rückstellimpuls RST der Kondensator 116 eine Taktzeil nach dem Ausblendimpuls entladen. Die betreffende Datene"iigabeschaltung 56 ist somit mit der zugeordneten Schieberegisterstufe B16 nur während des Aufblendimpulses STR wirksam gekoppelt.

Während jeder Taktzeit wird das in einer Schieberegisterstufe enthaltene Bit über einen Transistor 44 in die nächste Stufe geschoben, so daß die eingegebene Information schrittweise in Richtung der Stufe B16 geschoben wird. Der Ausblendimpuls STR tritt jeweils einmal für je 16 Bitzeiten auf. Aus diesem Grunde wird der binäre Zustand des Kondensators 116 während der 16 Bitzeiten nur einmal abgetastet. Unmittelbar nach ,jedem Ausblendimpuls STR. d.h. während der nächsten Bitzeit, werden alle geladenen Kondensatoren 116 durch den Rückstellimpuls RST entladen. Die Entladungen der Kondensatoren 116 auf +12 Volt erfolgt über jeweils einen Transistor 48.

Die in Fig. 3 im einzelnen dargestellten Schieberegisterst ufen ent halten MOS-(Metall-Oxid-Halbleiter)-Transistoren und arbeiten in einer 4-Phasen-T'rchnik gesteuert durch Impulszüge Q . 0... O₃ und O₄. Die Impulszüge 0₂ sind in den Fig. 2A bis 2D dargestellt, wobei die Phase des Impulszuges O₂ ^{mit den} von/Taktsignalquelle 15 erzeugten Taktsignalen übereinstimmt. Selbstverständlich können auch beliebige andere Schieberegisterstufen verwendet werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn gleichzeitig mit der Taste K3 oder innerhalb des gleichen Zyklus Yl zur Taktzeit 10 die Taste Kl gedrückt würde, zur Taktzeit 31 (Fig. 2B) ein Ladesignal für die Taste K3 auftreten würde.

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Die Tastencodekonibination 1011 würde zur Taktzeit 31 in das Ausgabepuff erreg ist er 22 ü v-rt ragen werden. Außerdem würde zur Taktzeit 31 ein Eingabeanloi derungssignal an den Rechner 33 gesandt.

Zur Taktzeit 33 würde das Ladesignal für die Taste Kl an das Durchschaltnetzwerk 18 abgegeben werden. Die Tastencodekombination 0000 für die Taste Kl würde die 'fasteneodekombination 1011 lür die Taste K3 in dem Ausgabepufferregister 22 ersetzen. Zur Taktzeit 33 würde außerdem das Eingabeanforderungssignal für die Taste Kl an den Rechner 33 gegeben werden. Da bereits ein Eingabeanforderungssignal für die Taste K3 beim Eintreffen des Eingabeanforderungssignals für die Taste Kl im Rechner 33 vorhanden wäre, würde von diesem eine Fehlerbedingung festgestellt werden. Die Tastencodekombination für die Taste Kl würde vom Rechner 33 nicht gelesen werden. Der Rechner 33 würde anzeigen, daß eine zweite Eingabeanfrage aufgetreten ist bevor die Tastencodekombination für die Taste K3 aus dem Ausgabepufferregister 22 hinausgeschoben worden ist. Der Rechner 33 würde ein Fehlersignal erzeugen_f um anzuzeigen, daß während einer einzigen Zykluszeit zwei Tasten gedrückt wurden und würde Tastoncodekombinationen in dem Ausgabepufferregister 22 unbeachtet lassen. Da die Ausblendimpulse STR jeweils im zeitlichen Abstand von 112 Mikrosekunden auftreten, ist es äußerst unwahrscheinlich, daß eine Bedienungsperson innerhalb der Zykluszeit von 112 Mikrosekunden zur Eingabe von Daten zwei Tasten nacheinander zu drücken vermag. Somit ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Bedingungen für das oben genannte Fehlersignal auftreten, äußerst gering.

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   Patentansprüche:

   I/. Dateneingabevorrichtung mit einem eine Vielzahl von Tasten aufweisenden Tastenfeld, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Schieberegister (12) mit mehreren den Tasten (Kl bis K16) zugeordneten bistabilen Stufen sowie ein zweites Schieberegister (14) mit der gleichen Anzahl bistabiler Stufen vorgesehen ist, daß ein Eingang des zweiten Schieberegisters (14) mit einem Ausgang des ersten Schieberegisters (12) und ein Ausgang des zweiten Schieberegisters (14) zusammen mit dem Ausgang des ersten Schieberegisters (12) mit einer Verknüpfungsschaltung (19) verbunden ist, daß die Vorrichtung in aufeinanderfolgenden Zyklen (Yl, Y2 usw.) in der Weise arbeitet, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt (STR) innerhalb jedes Zyklus eine der gedrückten Taste zugeordnete bistabile Stufe des ersten Schiebfciiegisters(12) zur Speicherung einer ersten bistabilen Ziffer eingestellt wird, während die restlichen Stufen zweite binäre Ziffern speichern, und daß anschließend innerhalb jedes Zyklus die binäre Information in dem ersten Schieberegister in das zweite Schieberegister übertragen wird und außerdem seriell und synchron mit der zu Beginn dieses Zyklus in dem zweiten Schieberegister enthaltenen binären Information an die Verknüpfungsschaltung (19) angelegt wird, und daß die Verknüpfungsschaltung ein Steuersignal immer dann erzeugt, wenn eine erste binäre Zifter (z.B. "1") von dem ersten Schieberegister (12) gleichzeitig mit einer zweiten binaren Ziffer (z.B. "0") von dem zweiten Schieberegister (14) an die Verknüpfungsschaltung angelegt wird, wobei das Steuersignal die Eingabe der der zulecat gedrückten Taste entsprechenden Information bewirkt .

   2. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Takt impulsquelle (15) erzeugten Taktimpulse die Verschiebung der Information in dem ersten und zweiten Schieberegister (12, 14)

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   steuern, daß diese TaktimpuLse außerdem als Zahl impulse einem zyklisch arbeitenden Zähler (16) zugeführt werden, wobei das Ausblendsignal (STR) jedesmal dann erzeugt wird, wenn der Zähler (16) eine vorbestimmte Zählung erreicht hat und den bestimmten Zeitpunkt innerhalb jedes Zyklus definiert.

   3. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (16) durch eine Reihe von Zählzuständen fortschreitet, deren Codekombinationen den durch die Tasten (Kl bis K16) darzustellenden Codekombinationen entspricht, und daß das genannte Steuersignal die Übertragung des laufenden Zählzustandes des Zählers

   ψ (16) in das Ausgaberegister (22) steuert.

   4. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Steuersignal ein Übertragungsnetzwerk (18) auftastet, um den laufenden Zählzustand parallel in das Ausgaberegister (22) zu übertragen und daß das Steuersignal außerdem an eine Auswertevorrichtung (33) angelegt wird, die aufgrund dieses Steuersignals ein Signal zur seriellen Übertragung des in dem Ausgaberegister

   (22) gespeicherten Zählwertes in die Auswertevorrichtung (33) erzeugt.

   5. Dateneingabevorrichtung nach einem der vorangehenden

   | Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Taste (Kl bis K16) eine Dateneingabestufe (56) zugeordnet ist, die einen Schalter (11) und einen diesem zugeordneten Ladungsspeicher (116) enthält, wobei durch Betätigen der Taste der Schalter (11) geschlossen und dem Ladungsspeicher (116) eine bestimmte Ladungsmenge zugeführt wird, und daß zu dem genannten bestimmten Zeitpunkt innerhalb jedes Zyklus die Einstellung der Stufen des ersten Registers (12) zur Speicherung der genannten ersten binären Ziffer (z.B. "1") dadurch bestimmt wird, daß der betreffende Ladungsspeicher (116) sich in dem genannten vorbestimmten Ladungszustand befindet.

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   6. Daiontfiiifiiihov)iTit:h1 uiifi nach Anspruch 5, dadurch {i('konn/.(.> lehnet , dal' tier Sehalter (U) ein Roedkontakt ist.

   7. Pal enei Hebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ^ekontizoichnet , daß das erste und zweite Schieberegister (12. 14) Metall-Oxid-Halbleiter-Transistoren enthalt.

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