DE2409255C3 - Tastaturschaltungsanordnung zum Erzeugen von Codesignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung von Codesignalen, bestehend aus einer Drahtmatrix mit mehreren Zeilen- und Spaltendrähten, und Tastenschaltern an jedem Verbindungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähten in der Drahtmatrix zur elektrischen Verbindung von jeweils zwei sich schneidenden Zeilen- und Spaltendrähten.

Bei einem bekannten Beispiel einer Tastaturschaltungsanordnung, die in F i g. 1 der Zeichnungen gezeigt ist, sind an jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahtmatrix Tastenschalter vorgesehen, von denen jeder aus zwei miteinander verbundenen Schaltern besteht; sie sind zwischen zwei sich kreuzenden Drähten in Reihe geschaltet, und ihr Verbindungspunkt ist geerdet, und mit jedem Zeilen- und Spaltendraht sind Schaltkreise verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedruckt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte geerdet, um die Schaltkreise, die mit den beiden zugehörigen Drähten verbunden sind, zu steuern und dann einem Codierkreis Codesignale zuzuführen. Es tritt jedoch der Nachteil auf, ilal.t ein Tastenschalter, der in einer solchen Tastaturschaltungsanordnung verwendet wird, zwei Strompfade benötigt, d. k, er muß ein Doppelstrompfadschalter sein, und es ist daher notwendig, beide Schalter auf den beiden Strompfaden gleichzeitig zu betätigen.
Bei einem weiteren Beispiel einer bekannten Tastaturschaltungsanordnung, das in Fig.2 gezeigt ist, sind die Kombination von zwei Dioden und einem Schalter au jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahtmatrix und Pufferkreise bzw.

■ο Inverterkreise, die mit jedem Zeilen- und Spaltendraht verbunden sind, vorgesehen. In jeder Kombination ist der eine Anschluß des Schalters geerdet, und der andere Anschluß ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Kathoden der beiden Dioden verbunden, deren Anoden mit den zugehörigen sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähten verbunden sind. Wenn ein Tastenschalter gedruckt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte über die zugehörigen Dioden geerdet, so daß die Puffer- bzw. Inverterkreise gesteuert werden, die mit den beiden Drähten verbunden sind, und dann einem Codierkreis Codesignale zuführen. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, daß doppelt soviele Dioden wie Tasten benötigt werden und daß, wenn die Schaltungsanordnung durch Verwendung von TTL-Kreisen aufgebaut wird, die sich auf den niedrigen logischen Pegel beziehende Spannung um die Durchlaßspannung einer Diode erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Tastaturschaltungsanordnungen zu beseitigen und eine Tastaturschaltungsanordnung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat und bei der ohne Verwendung von Dioden einer Taste nur ein Schalter zugeordnet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Gruppe erster Schaltkreise, die mit jedem Zeilendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ein Stromfluß zu seinem Eingangsanschluß entsprechend einem logischen Eingangssignal hohen Pegels ermöglicht wird, und eine Gruppe zweiter Schaltkreise, die mit jedem Spaltendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ihm nur über einen der Tastenschalter Eingangsstrom zugeführt wird, wobei bei einem geschlossenen Tastenschalter von dem Eingangsanschluß des ersten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört zu dem Eingangsanschluß des zweiten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört, Strom fließt, so daß der erste und zweite Schaltkreis ein logisches Eingangssignal niedrigen Pegels erhalten und Codeausgangssignale erzeugen.

Die Zeilen- und Spaltendrähte sind demnach mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Schaltkreisen verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, so daß die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte mit dem Tastenschalter elektrisch verbunden werden, wird der Eingangsanschluß des zugehörigen ersten Schaltkreises

fto mit dem Eingangsanschluß des zugehörigen zweiten Schaltkreises über den Tastenschalter verbunden und damit werden beide Schaltkreise betätigt, um Codeausgangssignale zu erzeugen.

Jeder der ersten Schaltkreise kann als ein erster

6_s Pufferkreis mit einem Eingangstransistor, der eine Vorspannung erhäli, damit er normalerweise offen ist, und einem Ausgangstransistor, der normalerweise gesperrt ist, d. h. ein logisches Ausgangssignal hohen

Pegels abgibt, aufgebaut sein. Jeder zweite Schaltkreis kann als ein zweiter Pufferkreis, bestehend aus einem Transistor, der keine Eingangsvorspannung erhält und normalerweise gesperrt ist, d. h. ein logisches Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, aufgebaut sein. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, fließt durch den Tastenschalter und zugehörigen, sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähte Strom, so daß die Eingangsvorspannung des zugehörigen ersten Pufferkreises verringert wird und zugleich der zugehörige zweite Pufferkreis eine Eingangsvorspannung erhält, so daß die Ausgangssignale der Pufferkreise in solche mit niedrigem Pegel umgewandelt werden, um logische Ausgangssignale mit niedrigem Pegel zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Schaltbilder bekannter Tastaturschaltungsanordnungen,

FJg. 3 ein allgemeines Schaltbild einer Ausführungsform der Tastaturschaltungsanordnung gemäß der Erfindung und

Fig.4 ein detailliertes Schaltbild der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.

Fig.3 zeigt eine Tastaturschaltungsanordnung in einer Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Schaltern an jedem Kreuzungspunkt von Zeilendrähten 4 bis 7 und Spaltendrähten 8 bis 11 in einer Matrix 1, um die Verbindung zwischen zwei Zeilen- und Spalterdrähten, die zu irgendeinem der Kreuzungspunkte gehören zu ermöglichen. Eine erste Pufferkreisgruppe 2 als Gruppe erster Schaltkreise ist mit den Zeilendrähten 4 bis 7 und eine zweite Pufferkreisgruppe als Gruppe zweiter Schaltkreise ist mit den Drähten 8 bis 11 verbunden. Die Ausgänge der ersten und zweiten Pufferkreisgruppen 2 und 3 geben ein gewünschtes Codesignal ab.

Fig.4 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Ausführungsform der Fig.3. Mit einem Tastenschalter 12, einem Zeilendraht 13, einem Spaltendraht 14 und Beispielen erster und zweiter Pufferkreise I und II, die mit dem Zeilendraht 13 und dem Spaltendraht 14 verbunden sind. Es wird zunächst der Fall beschrieben, wenn die Taste 12 offen ist, d. h. der Zeilendraht 13 den niedrigen logischen Pegel darstellt. Hierbei fließt von der Quelle V_n. zu der Basis eines Transistors Q2 über einen Widerstand R\ die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors Qi und eine Diode D\ in dem Pufferkreis I Strom und zugleich fließt von der Quelle Kv zu der Basis des Transistors Qi über einen Widerstand Ri und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Qi Strom. Der Transistor Qi ist daher offen, so daß die Basisspannung des Transistors Qi derart verringert wird, daß er gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang 15 des Pufferkreises I auf dem hohen logischen Pegel ist.

Dagegen erhält im zweiten Pufferkreis Il die Basis eines Transistors Qt keinen Strom, daß Spaltendraht 14 offen ist, so daß der Transistor Q₄ gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang 16 des Pufferkreises il auf dem hohen logischen Pegel ist. Somit sind beide Ausgänge 15 und 16 der Pufferkreise I und II auf dem hohen logischen Pegel, wenn die Taste 12 offen ist

Wenn die Taste 12 geschlossen wird, werden der Zeilendraht 13 und der Spaltendraht 14 direkt verbunden, so daß von dem Eingang des Pufferkreises I zu dem Eingang des Pufferkreises II über den Zeilendraht 13, die Taste 12 und den Spaltendraht 14 Strom fließt

Damit von dem ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II Strom fließen kann, ist es notwendig, die folgende Bedingung zu erfüllen:

+ V₁

Fl

Hierbei ist Vbe\ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Qi, VJn die Durchlaßspannung der Diode Di, Vbei die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q₂, Vfl£₄ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q₄.

Wenn alle Transistoren Siliziumtransistoren sind und die Diode eine Siliziumdiode ist, ergibt sich die Spannungsbeziehung durch:

I: 1 — 'Fl —

Durch Substitution der Spannungsbeziehung (2) in der Gleichung (1) erhält man:

3 V_ni± > B_n

die offensichtlich gültig ist. Dies bedeutet, daß die Basisspannung des Transistors Qi, Vbea wird und der Basisstrom nur fließen kann, wenn die Eingangsspannung größer als 3 Vbea ist. Daher erfolgt der Stromfluß vom Widerstand R\ im ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II über den Zeilendraht 13, die Taste 12 und den Spaltendraht 14, ohne daß irgendein Strom zur Basis des Transistors Qi fließt, so daß die Transistoren Qi und Q2 gesperrt sind und dann Strom von der Quelle V₁,- zu der Basis des Transistors Q3 über den Widerstand Ri fließt und den Transistor Qi öffnet.

Zugleich fließt Strom von der Quelle V_cc zu der Basis des Transistors Q₄ über den Widerstand R\, den Zeilendraht 13 und den Spaltendraht 14, so daß der Transistor Q₄ geöffnet wird. Wenn die Taste 12 geschlossen wird, sind somit die Ausgänge der Pufferkreise I und II auf dem niedrigen Pegel.

Obwohl in der obigen Beschreibung ein Pufferkreis als Beispiel eines Schaltkreises verwendet wurde, ist es auch möglich, einen Inverterkreis zu verwenden, der derart ausgebildet ist, daß das Ausgangssignal eines Pufferkreises in seine entgegengesetzte Phase umgewandelt wird. Es ist auch möglich, einen elektrischen Kontakt für einen Tastenschalterkontakt und eine Drahtmatrix mit eine/ beliebigen Anzahl von Zeilen- und Spaltendrähten zu verwenden. Obwohl die Drähte der Matrix zweckmäßigerweise in Zeilendrähle und Spaltendrähte unterteilt sind, ist auch die umgekehrte

fio Unterteilung möglich.

Hierzu 2 Blatt A

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung von Codesignalen, bestehend aus einer Drahtmatrix mit mehreren Zeilen- und Spaltendrähten, und Tastenschaltern an jedem Verbindungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähte in der Drahtmatrix zur elektrischen Verbindung von jeweils zwei sich schneidenden Zeilen- und Spaltendrähten, gekennzeichnet durch eine Gruppe erster Schaltkreise, die mit jedem Zeilendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ein Stromnuß zu seinem Eingangsanschluß entsprechend einem logischen Eingangssignal hohen Pegels ermöglicht wird, und eine Gruppe zweiter Schaltkreise, die .mit jedem Spaltendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ihm nur über einen der Tastenschalter Eingangsstrom zugeführt wird, wobei bei einem geschlossenen Tastenschalter von dem Eingangsanschluß des ersten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört, zu dem Eingangsanschluß des zweiten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört. Strom fließt, so daß der erste und zweite Schaltkreis ein logisches Eingangssignal niedrigen Pegels erhalten und Cod i e.ausgangssignale erzeugen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erste Schaltkreis als Pufferkreis (I) mit einem Eingangstransistor (Q\), der eine Vorspannung erhält, damit er normalerweise offen ist, und mit einem Ausgangstransistor, der normalerweise gesperrt ist, ausgebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Schaltkreis (II) als Pufferkreis mit einem Transistor (Q₄), der keine Vorspannung erhält und normalerweise gesperrt ist, tusgebildet ist.