DE2255372B2 - Tastatur mit einer abfrageanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit einer Abfrageanordnung zum Erzeugen von Abfragesignalen zum Abfragen des Tastenzustandes und zum Erzeugen eines Tastensignals an einem einer gedrückten Taste zugeordneten Ausgang und mit einer bistabile Elemente enthaltenden Sperranordnung, die das Tastensignal einer gedrückten Taste mit dem ersten Abfragesignal nach der Tastenbetätigung freigibt und danach durch Umschalten des bistabilen Elementes sperrt, wobei das bistabile Element durch Loslassen der Taste wieder in den freigegebenen Zustand zurückgeschaltet wird.

Eine derartige Anordnung für eine einzelne Taste ist aus der US-PS 35 08 079 bekannt. Die Taste muß dabei einen Umschaltkontakt besitzen. Die Sperranordnung, die die einmalige Abtastung des Tastensteilung sichern soll, besitzt zwei bistabile Elemente sowie zwei Rückkopplungswege. Ferner ist außer der Abfrageleiturig noch eine zusätzliche Taktleitung notwendig. Diese Anordnung ist also aufwendig aufgebaut und umständlich zu betreiben.

Eine Tastatur mit einer Abfrageanordnung für ein Tastenfeld mit in Reihen und Spalten angeordneten Tasten ist aus der US-PS 34 83 553 bekannt. Dabei ist jeder Taste eine bisiabile Kippstufe zugeordnet, die zum prellfreien Abtasten der Tasiensteliung dient. Eine Sperfäftördnung prüfi, ob mehr als eine Taste gleichzeitig gedrückt ist, und wenn dies der Fall ist, werden alle den Tasten zugeordneten bistabilen Kippstufen gelöscht. Bei dieser Anordnung ist es also nicht möglich, während der normalen Eingabe eine Taste bereits zu drücken, bevor die vorhergehend gedrückte Taste losgelassen wurde. Dies erschwert jedoch die Bedienung erheblich.

Eine Tastatur zur Abfrage einer Mehrzahl von Tasten bei denen eine Taste gedrückt werden kann, bevor die vorhergehend gedrückte Taste losgelassen wurde ist aus »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 13 Nr. 1, ]uni 1970, Seite 72 bis 73, bekannt. Die ίο Tasten werden durch ein gemeinsames Taktsignal abgefragt, und jede Taste ist mit einer monostabilen Kippstufe verbunden, die bei gedrückt gehaltener Taste nicht zurückkippt. Hinter diese monostabile Kippstufe ist eine weitere monostabiie Kippstufe geschaltet, die ein Signal abgibt, wenn die zugehörige erste monostabile Kippstufe in die aktive Stellung geschaltet wird. Dadurch gibt eine gedrückte Taste nur einmal, und zwar zu Beginn der Betätigung, ein Signal ab, so daß auch mehrere, nacheinander gedrückte Tasten entsprechend ίο nacheinander ein Signal abgeben, auch wenn die bereits gedrückten Tasten noch nicht losgelassen worden sind.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Taktimpulse regelmäßig ankommen müssen, wobei die daran angeschlossene Anordnung zur Verarbeitung der Tastensignale, beispielsweise ein Rechner, jederzeit bereit sein muß, die Signale gedrückter Tasten zu e.npfangen. Es ist jedoch möglich, daß zumindest einige Tastensignale einen längeren Vorgang in der angeschlossenen Bearbeitungseinrichtung auslösen, so daß vorübergehend keine neuen Tastensignale empfangen werden, wenn diese nicht aufwendig zwischengespeichert werden sollen. Der Abfragetakt kann in solch einem Falle nicht verzögert werden, da dann die Zeitkonstanten der monostabilen Kippstufen ebenfalls entsprechend geändert werden müßten. Ein zu langsamer Abfragetakt verhindert außerdem, insbesondere bei einer matrixförmigen Anordnung der Tasten, daß die Taste kurz nacheinander betätigt werden kann. Weiterhin erfordern monostabile Kippschaltungen Kondensatoren als zeitbestimmende Glieder, die sich nicht oder nur sehr schwierig als integrierte Halbleiterschaltungen realisieren lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tastatur mit Abfrageanordnung anzugeben, die einfach aufgebaut ist, sich leicht als integrierte Halbleiterschaltung realisieren läßt und eine Abfrage mit nur einer Abfrageleitung mit verschiedener Frequenz ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperranordnung nur ein einziges bistabiles Element und ein mit dessen Ausgang verbundenes Ausgangsverknüpfungsglied enthält, dessen weiterer Eingang das Signal der zugehörigen Taste empfängt, und daß die Taste und eine Abfragesignale führende Abfrageleitung über ein Eingangsverknüpfungsglied das bistabile Element in den freigebenden Zustand und das Ausgangssignal des Ausgangsverknüpfungsgliedes das bistabile Element in den sperrenden Zustand schaltet. Diese Anordnung benötigt nur wenige Verknüpfungsglieder und nur ein einziges bistabiles Element, die leicht mit einer Vielzahl gleicher Anordnungen auf einer Halbleiterscheibe zusammen integriert werden können. Durch das Fehlen jeglicher zeitabhängiger Glieder ist eine Abfrage mit einer nahezu beliebigen Geschwindigkeit möglich.

Bei einer Tastatur mit einer großen Anzahl von Tasten ist eine matrixferniige Anordnung der Tasten zweckmäßig. Hierfür ist eine Ausbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend einer Matrix in Reihen und Spalten angeordneten und durch

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Reihen- und Spaltenleiter verbundenen Tasten durch aufeinanderfolgende Erregung der Spaltenleiter durch die gemeinsam mit den in Reihen mit den Reihenleitern verbundenen Sperranordnungen als integrierte Schaltung aufgebaute Abfrageanord'Uing spaltenweise abfragbar sind. Dadurch brauchen nur wenige dieser Verbindungen zwischen der Tastatur und der integrierten Schaltung vorhanden zu sein. Falls mehrere Tastaturen zur Anlage gehören, können die Abfrageanordnung und die Sperranordnungen aller Tastaturen zusammengefügt werden, wodurch eine weitere Einsparung erzielt wird.

Die trlindung wird anhand eines Auslührungsbeispielses in den F i g. 1 und 2 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Tastatur mit sechs Tasten KW, K 12, K 13, K 21, K 22, K 23. Sie enthält einen Taktgeber Cl und einen Zähler T, zwei Spaltenleiter C\ und C2 und drei Reihenleiter Ri, R2, Λ 3. Die weiteren Einzelteile sind wie die Tasten numeriert, und zwar für die Taste KW: drei UND-Glieder A 11, G W und NW, ein Inverter /11, eine Diode D 11, ein bistabiles Element FFW und eine Ausgangsklemme BW. Der Taktgeber C/ gibt selbsttätig oder unter Steuerung einer nicht dargestellten äußeren Anordnung Taktimpulse ab. Gemeinsam mit dem Zähler Tbildet der Taktgeber Cl die Abfrageanordnung. Durch einen Taktimpuls wird der Zähler Tstets in die nächste Stellung gesetzt, wobei dann stets ein positiver Impuls an einem der Ausgänge erscheint. Diese können dazu ein differenzierendes Element enthalten. Angenommen, die Taste KW ist gedrückt, wodurch zwischen den beiden Kontakten jener Taste eine Verbindung gebildet wird. Dies kann eine galvanische Verbindung, aber auch eine kapazitive Kopplung od. dgl. sein. Dem UND-Glied A 11 werden nun zwei positive Signale zugeführt, und es gibt einen positiven Impuls weiter. Wenn das bistabile Element FFIl in der Ruhestellung ist, so ist sein Ausgangssignal hoch und empfängt das UND-Glied NW zwei hohe Signale. Dadurch wird der Ausgangsklemme ßll ein hohes Signal weitergeleitet. Dieses Signal wirkt wie die bereits genannten Kodedaten, und es kann schließlich in einem (nicht dargestellten) Dekoder dekodiert werden, bevor es weiterverarbeitet wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes NW wird zu einem Eingang des bistabilen Elements FFIl zurückgeführt, wodurch dies in die aktive Stellung versetzt wird. Dadurch wird sein Ausgangssignal niedrig, wodurch das UND-Glied N 11 gesperrt wird. Bei weiterer Ansteuerung des Spaltenleiters CIl erscheint kein Impuls mehr an der Ausgangsklemme ßll.

Wenn die Taste K W losgelassen und der Spaltenleiter Cl wieder durch ein hohes Signal angesteuert wird, so empfängt das UND-Glied All lediglich ein hohes Signal und gibt mithin kein hohes Signal am Ausgang ab. Wohl aber empfängt das UND-Glied GIl ein hohes Signal vom Spaitenleiter Cl. Der Ausgang des Inverters /11 gibt gleichfalls ein hohes Signal ab, so daß das UND-Glied G ti ein hohes Signal abgibt. Dadurch wird das bistabile Element FFIl in die Ruhestellung zurückgesetzt. Dadurch wird sein Ausgangssigna! hoch und der gesperrte Zustand des UND-Gliedes NIl aufgehoben. Wenn das UND-Glied A 11 jedoch ein hohes Signal abgibt, wird dies im Inverter /Il invertiert, so daß dessen Ausgangssignal niedrig wird. Dies verhindert das Rückstellen des bistabilen Elements FFIl.

Die Schaltung enthält ferner die Reihenleiter R 1... 3. An sich sind diese nicht immer notwendig. Sind jedoch die Sperranordnungen und die Abfrageanordnung von den Tasten entfernt angeordnet (etwa in einer integrierten Schaltung), brauchen nur wenige Verbindungen zu den Tasten geführt zu werden, nämlich für jede Reihe nur ein Reihenleiter und für jede Spalte nur ein Spaltenleiter. Dies wird anhand Fig. 2 beschrieben. Angenommen, die Taste K 21 wird nach der Taste K 11 gedrückt, während letztere gedrückt bleibt. Wenn der Spaltenleiter Cl angesteuert wird, so gibt das UND-Glied NW durch die sperrende Wirkung des bistabilen Elements FFW kein hohes Signal ab. Über den Reihenleiter R1 wird der Ansteuerungsimpuls (Abfrageimpuls) am Spaltenleiter Cl zu einem Eingang des UND-Gliedes A 21 weitergeleitet. Durch die Diode D21 wird dieser Impuls jedoch weiter gesperrt, so daß kein weiterer Effekt entsteht. In bestimmten Fällen kann man manchmal die Dioden weglassen, wenn beispielsweise das Abfragesignal durch eine gedrückte Taste abgeschwächt wird, Angenommen, der Abfrageimpuls hat eine Amplitude von 1 V und die Abschwächung beträgt 50%. Dann empfängt von dem Abfrageimpuls an Cl das UND-Glied A W einen Impuls von 1 V und einen von '/2 V und das UND-Glied A 21 einen Impuls von '/2 V (unmittelbar über R 1) und einen von '/< V (noch einmal abgeschwächt durch die gedrückte Taste K 21). üei einer bestimmten Bemessung wird das UND-Glied A 21 kein hohes Ausgangssignal geben.

Fig. 2 zeigt eine Tastatur mit 16 Tasten K W ... K 44, die der Deutlichkeit halber in der eigentlichen Tastatur KB gesondert dargestellt sind. Die Anordnung enthält ferner eine integrierte Schaltung LSI, die 16 Moduln M W... 44, jeweils für die entsprechend numerierten Tasten, und die Abfrageanordnung A V enthält. Die Moduln enthalten die Sperranordnungen und sind anhand von Fig. 1 beschrieben. Der Modul MIl enthält etwa das bistabile Element FFIl, die UND-Glieder A 11,GIl und N 11 und den Inverter /11. Jeder Taste ist eine Diode zugeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Zwischen der Tastatur KB und der integrierten Schaltung bestehen 8 Verbindungen, nämlich die Spallenleiter Cl ...4 und die Reihenleiter R 1 ... 4. Auch, für viele Tasten braucht diese Anzahl nicht groß zu sein, für 64 Tasten etwa nur 16, nämlich 8 Reihenleiter und 8 Spaltenleiter. Die Reihenleiter sind über die jeweiligen Eingänge der UND-Glieder A 11 ... 44 (in F i g. 1 mithin der untere Eingang) mit den Moduln verbunden, die Spaltenleiter sind außer mit einem Kontakt der Tasten der zugehörigen Spalte mit den Moduln über die jeweiligen Eingänge der UND-Glieder A 11 ...44 und CIl ... 44 verbunden (in Fig. 1 stets die oberen Eingänge). Die Ausgangsklemmen der Moduln M11... 44 können mit Eingängen des Dekoders verbunden sein, der die Kodedaten in einen Kode, etwa einen Parallel- oder Serien-Binärkode umwandelt. Im ersten Fall sind iür Io Tasten vier und für 64 Tasten sechs Leitungen .notwendig. Die Anzahl, von Leitungen sind klein und lassen sich in einer integrierten Schaltung leicht verwirklichen. Es is' mithin günstig, den Dekoder gemeinsam mit der Abfrageanordnung und den Moduln als integrierte Schaltung auszubilden.

Die Erfindung umfaßt ebenfalls andere Ausführungen der Tastatur, etwa durch Verwendung anderer Arten von Verknüpfungsgliedern in den Sperranordnungen. Ebenso können andere Arten von Tasten verwendet werden, etwa Tasten mit einem Unterbrechungskontakt. Stets werden jedoch Kodedaten einer gedrückten und gedrückt gehaltenen Taste nur einmal weitergeleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tastatur mit einer Abfrageanordnung zum Erzeugen von Abfragesignalen zum Abfragen des Tastenzustandes und zum Erzeugen eines Tastensignals an einem einer gedrückten Taste zugeordneten Ausgang und mit einer bistabile Elemente enthaltenden Sperranordnung, die das Tastensignal einer gedrückten Taste mit dem ersten Abfragesignal nach der Tastenbetätigung freigibt und danach durch Umschalten des bistabilen Elements sperrt, wobei das bistabile Element, durch Loslassen der Taste wieder in den freigegebenen Zustand zurückgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperranordnung nur ein einziges bistabiles Element (FFH, FF12...) und ein mit dessen Ausgang verbundenes Ausgangsverknüpfungsglied (N 11, N12...) enthält, dessen weiterer Eingang das Signal der zugehörigen Taste empfängt, und daß die Taste und eine Abfragesignale führende Abfrageleitung über ein Eingangsverknüpfungsglied (GW, G 12...) das bistabile Element in den freigebenden Zustand und das Ausgangssignal des Ausgangsverknüpfungsgliedes das bistabile Element in den sperrenden Zustand schaltet.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend einer Maihx in Reihen und Spalten angeordneten und durch Reihen- und SpaltenJeiter verbundenen Tasten durch aufeinanderfolgende Erregung der Spaltenleiter durch die gemeinsam mit den in Reihen mit den Reihenleitern verbundenen Sperranordnungen als integrierte Schaltung aufgebaute Abirageanordnung spaltenweise abfragbar sind.