DE2545533C2 - Tastatur-Schaltkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastatur-Schaltkreis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere auf einen solchen Tastatur-Schaltkreis, wie er in elektronischen Tischrechnern oder an Terminalen eines gewöhnlichen Rechners verwendet wird.

Eine Tastatur bzw. ein Tastfeld, das in einem elektronischen Tischrechner oder in einem Terminal eines gewöhnlichen Rechners verwendet wird, möchte man ohne mechanische Kontakte durch Einsatz von Halbleiterelementen aufbauen, so daß die Lebensdauer erhöht werden kann, selbst wenn die Häufigkeit der Benutzung zunimmt. Zu diesem Zweck wurden deshalb Tastatur-Anordnungen entwickelt, die Reluktanz- bzw. magnetische Widerstandselemente verwenden. Beispielsweise zeigt die US-PS 37 64 818 einen Schalterkreis, der Reluktanzelemente verwendet und der durch eine Temperaturkompensation für die thermischen Eigenschaften der Reluktanzelemente gekennzeichnet ist. Die Verwendung eines solchen Schaltkreises in einer Tastatur-Anordnung erfordert jedoch Verstärkerkreise für die einzelnen Reluktanzelemente und die Codierung muß durch eine Diodenmatrix erreicht werden. Dadurch wird der Schalterkreis komplex, wobei die Anzahl der erforderlichen Teile und auch der Leistungsverlust in nachteilhafter Weise wächst.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tastatur-Schaltkreis zu schaffen, der relativ einfach hinsichtlich seines Aufbaus ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Schaltkreis besitzt also eine aus m Reihen und π Spalten gebildete Matrix, von denen jede Reihe und Spalte mit einer Leiteranschlußklamme verbunden ist, und in welchem ein ein Relukianzelement und eine Diode enthaltender Reihenschaltkreis zwischen jeder Reihe und jeder Spalte geschaltet ist, wodurch die Schaltkreis-Anordnung vereinfacht und die Anzahl der Anschlußklemmen verringert ist. Dabei ist die Diode derart gepolt, daß sie von den Reihen zu den Spalten oder umgekehrt durchlässig ist, so daß die betreffenden Reluktateelemente nicht mit sich selbst eine Parallel-Impedanj'-Komponente bilden.

Ferner kann man fnit der Erfindung einen neuen ROM-Ansteuer-Codierer schaffen, in welchem eines der Signale von den Reihen und eines der Signale von den Spalten miteinander kombiniert wird, so daß dieses dann dem Eingangskreis eines ROM-Codierers eingegeben wird, wodurch ein bestimmtes Tastsignal erzeugt wird. Ferner kann mail bei dem erfindungsgemäßen Tastatur-Schalterkreis sowohl die Signale von Reihen und den Spalten als auch ein Leitsignal entweder von einer Spalte oder einer Reihe zur Erzeugung eines Tastatur-Ausgangssignals einem Gatterkreis zuführen. Die Matrix gemäß der Erfindung ist also aus m Reihen und η Spalten aufgebaut, von denrji jede mit einer Leiteranschlußklemme verbunden ist; sie ist mit einer Anzahl von kontaktlosen Tastschaltern bzw. Tastern zum Erzeugen eines Ausgangstastsignals als Folge einer Widerstandsänderung eines Reluktanzelementes versehen. Dazu ist ein ein Reluktanzelement und eine Diode enthaltender Reihenkreis zwischen jeder Reihe und jeder Spalte angeordnet, und es sind die Dioden so gepolt, daß sie entweder zu den Spalten oder zu den Reihen hin nach in Durchlaß vorgespannt sind. Zusätzlich ist ein erster Schaltkreis vorgesehen, der den Leiteranschlußklemmen entweder der Reihen oder der Spalten aufeinanderfolgend Impulse zuführt, und ein zweiter Schaltkreis, der als Reaktion auf Impulse, die an den Leiterklemmen dar Spalten oder Reihen erscheinen, die nicht mit dem ersten Schaltkreis verbunden sind, einen Ausgangsimpuls erzeugt Das Impulssignal vom ersten und das vom zweiten Schaltkreis werden dazu verwendet, um ein Tastatur-Ausgangssignal zu erzeugen, das einem bestimmten Tastschalter entspricht bzw. zugeordnet ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Schaltermatrix gemäß vorliegender Erfindung,

Fig.2 einen Schnitt in schematischer Darstellung eines kontaktlosen Tasters gemäß einem Ausführungsbeispiel, der im Schaltkreis der Fig. 1 verwendet werden kann,

F i g. 3 ein Schaltbild eines Schalterkreises gemäß einer Ausführungsform, der die erfindungsgemäße Schaltermatrix verwendet,

Fig.4 in graphischer Darstellung eine Reihe von Impulsformen, die an verschiedenen Elementen des in F i g. 3 dargestellten Schalterkreises erscheinen,

F i g. 5 ein Schaltbild eines Schmidt-Schaltkreises gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, der in der erfindungsgemäßen Schaltermatrix verwendet werden kann,

Fig.6 ein Blockdiagramm eines Tastatur-Schalterkreises gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

F i g. 7 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen ROM-Ansteuer-Codierers, und

F i g. 8 ein Blockdiagramm des Tastatur-Schalterkreises gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Schaltermatrix 10 mit m Reihen und η Spalten dargestellt, die m Reihen-Anschlußklemmen bzw. -pole Vi - Y_n, und π Spalten-Anschlußklemmen bzw. -pole X\ - X_n enthalten. Ein Reihenschaltkreis, der ein Reluktanz- bzw. magnetisches Widerstandselement RH//J= 1 ... /7V= 1 ... n) und eine Diode Di/i= 1 ... m,/= 1 ... π,) enthält, ist zwischen jeder Reihe und jeder Spalte angeordnet. Sämtliche Dioden D/, sind derart gepolt, daß sie den Strom von den Anschluß-

■ leiterklemmen Vi₁ Y₂.. .Y_n, zu den Anschlußleiterklemmen X\, Xj...X_n leiten. Folglich ist jedes einzelne Reluktanzelement dann, wenn Impulse nacheinander an die Leiterklemmen Y\, Yi... Y_n, angelegt werden, nie mit anderen Reluktanzelementen parallel verbunden. Auf diese Weise erscheint ein Signal an einer Leiterklemme Xj als Antwort auf eine Widerstandsänderung eines Reluktanzelementes RHij. Die Anzahl der Reluktanzelemente RHij ist gleich der Anzahl derjenigen der Tastschalter bzw. Taster, die auf der Tastatur bzw. auf dem Tastenfeld vorgesehen werden müssen. Wird eine Tastenoberseite gedrückt, ändert sich die Flußdichte, die an einem bestimmten Reluktanzelement RHjj anliegt, wodurch eine Widerstandsänderung des Elements RHy bewirkt wird. Ein bestimmtes Beispiel eines solchen Elementes ist in F i g. 2 dargestellt.

In F i g. 2 ist ein typischer Drucktastenschalter bzw. Taster 20 im Schnitt schematisch dargestellt. Er enthält ein feststehendes, U-förmiges Joch 21, das aus magnetischem Material gebildet ist und ein Paar Schenkel 21a und 21 b besitzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Reluktanzelement RHy an einer Oberfläche des Schenkels 21a befestigt, die dem anderen Schenkel 2ib gegenüberliegt. Ein Magnet 22, der an einem Tasteroberteil 23 befestigt ist, ist zwischen den Schenkeln 21a, 21 b des feststehenden Jochs 21 angeordnet, wobei seine Pole Wund 5dem betreffenden Schenkel 21a bzw. 216 gegenüberliegen. Sowohl der Magnet 22 als auch das Tasteroberteil 23 sind mittels einer Feder 24 vorgespannt, so daß eines der Pole des Magneten 22 normalerweise dem Reluktanzelement RHy gegenüberliegt und von diesem entfernt bzw. wegbewegt ist, wenn das Tasteroberteil 23 niedergedrückt ist. Nimmt man seinen Finger vom Tasteroberteil 23 weg, kehrt der Magnet 22 in seine Ausgangslage unter der Wirkung der Feder 24 zusammen mit dem Tasteroberteil bzw. der Taste 23 zurück.

Somit stellt das Reluktanzelement RHy normalerweise einen hohen Widerstand dar, jedoch wird sein Widerstand verringert, wenn das Tasteroberteil 23 gedrückt wird. Alternativ kann der Taster 20 auch so aufgebaut sein, daß der Magnet 22 normalerweise außer Flucht mit dem Reluktanzelement RHy ist, sich jedoch in Flucht zu ihm bewegt, wenn das Tasteroberteil 23 gedruckt wird, so daß ein höherer Fluß durch das Element hindurchgeht. Dies erfordert ein entsprechendes Einstellen des Schaltkreises, der mit den Leiterklemmen Xu... X_n verbunden ist.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Schalterkreises, der die Schaltermatrix 10 gemäß F i g. 1 verwendet. Die Reihenklemmen Y\, Vj · ■ · Ym der Schaltermatrix 10 sind mit den einzelnen Ausgangsklemmen eines Ringzählers 30 über strombregenzende Widerstände RMu RM₂... RM_n, verbunden. Der Ringzähler 30 ist mit einem Impulsoszillator 40 verbunden, der Impulse erzeugt, die eine Periode besitzen, die verglichen mit der Dauer eines Tastsignals, das beim Drücken des Tasters 20 erzeugt wird, oder verglichen mit dem Zeitintervall, während dem das Reluktanzelement RHy einen verringerten Widerstand darstellt, genügend klein ist Beispielsweise können die vom Impulsgenerator 40 erzeugten Impulse eine Periode von 50 μβ bis 300 μ$ oder eine Taktfrequenz von 50 kHz bis 2 MHz besitzen. Andererseits sind die Spaltenklemmen Xu Xi... X_n der Schaltermatrix 10 mit der Basis einer Reihe von Transistoren 71, Ti... T_n einer ersten Stufe verbunden, die Teil eines Schmidt-Schaltkreises (Schmitt-Triggers) bilden, und femer über entsprechende äußere Basiswiderstände RAu RA₂... RA_n mit Erde verbunden. Es sei bemerkt, daß diese Widerstände RA₁, RA₂... RA_n in Reihe mit den Reluktanzelementen RHyverbunden sind und eine Vorspannung an den Transistoren Tu T₂... T_n bewirken.

Jeder der Reihenkreise, die das Reluktanzelement RHy und den Basiswiderstand RAj (j— 1 ... n) enthalten, ist über den Widerstand RMi (i~ 1... m) in Shunt geschaltet, der mit der Leiterklemme Y, (i-1... m) jeder Reihe verbunden ist und so den Einfluß der Temperaturabhängigkeit der Reluktanzelemente RHy kompensiert. Diese Temperaturkompensation ist im einzelnen in dem genannten US-Patent 37 64 818 beschrieben.

Die Emitter der Transistoren TuT₂-.-T_n, die die erste Stufe des Schmidt-Kreises bilden, sind miteinander und mit dem Emitter eines gemeinsamen Transistor TB der zweiten Stufe des Schmidt-Kreises verbunden, wobei sämtliche dieser Emitter durch einen gemeinsamen äußeren Emitterwiderstand RE mit Erde verbunden sind. Der Kollektor der Transistoren 7Ί, T₂... T_n ist über jeweils einen einzelnen Widerstand RBu RB₂... RB_n und über einen gemeinsamen Widerstand RC mit der Basis des Transistors TB verbunden, welche Basis über einen äußeren Basiswiderstand RD mit Erde verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren 7Ί, T₂... T_n sind einzeln mit η Ausgangsklemmen Zi, Z₂...Z_n eines Ringzählers 50 über äußere Kollektorwiderstände RFu RF₂... RF_n und ebenfalls einzeln mit Ausgangsklemmen Xu, X₂₂...X_nn verbunden. Der Ringzähler 50 ist so angeordnet, daß er für jeden vom Ringzähler 30 an die Leiterklemme K_t angelegten Impuls einmal fortschreitet Der Kollektor des Transistors TB ist über einen äußeren Kollektor-Lastwiderstand RGm'n einer Quelle V„ und direkt mit einer Leit- bzw. Taktklemme ST verbunden.

Der Betrieb des in F i g. 3 dargestellten Schaltkreises wird anhand der in Fig.4 dargestellten Wellen- bzw. Impulsformen beschrieben. Der Impulsgenerator 40 erzeugt die in Fig.4A dargestellten Impulse, die eine Verschiebeoperation des Ringzählers 30 bewirken. Somit erzeugt der Ringzähler 30 aufeinanderfolgende Impulse an den Leiterklemmen Ki, Y₂...Ym, wie in F i g. 4B dargestellt. Der Ringzähler 50 erzeugt Impulse, die eine Impulsbreite besitzen, die der Dauer eines einzigen Zyklus des Ringzählers 30 entspricht wie in F i g. 4C dargestellt. Im einzelnen entspricht der von der Ausgangsklemme Z\ des Ringzählers 50 erzeugte Anfangsimpuls der ersten Reihe von Impulsen, die an so den Leiterklemmen Kj bis Y_n, erzeugt werden, und der zweite Impuls vom Ringzähler 50 entspricht der nächsten Reihe von Impulsen, die an den Leiterklemmen K- bis Y- erzeugt werden_: usw. Die Frequenz der vom Ringzähler 50 erzeugten Impulse ist so gewählt, daß ein Zyklus des Ringzählers 50 oder die für die Maximalstufe (full stage) des Ringzählers 50 erforderliche Zeit, der, bzw. die durchschritten werden muß, geringer ist als das Zeitintervall, während dem das Tasteroberteil gedrückt wird, wodurch Impulse von allen Ausgangsklemmen Z\, Z₂ ...Z_n innerhalb einer Periode erzeugt werden können, während der ein Tastsignal entwickelt wird.

Es sei nun angenommen, daß ein Taster 20 zwischen der dritten Reihe (Klemme K3) und der zweiten Spalte (Klemme X₂) betätigt wird. Das Reluktanzelement RH₃₂ wird dann einen verringerten Widerstand besitzen, wodurch der an die Leiterklemme Kj angelegte Impuls bewirkt, daß ein Impuls gemäß Fig.4D an der

Leiterklemme A₂ erscheint.

Da der Transistor T₂ durch einen Impuls von der Ausgangsklemme Z₂ des Ringzählers 50 angesteuert wird, arbeitet er beim Zusammenfallen des Signals von der Leiterklemme A₂ und des Impulses von der Ausgangsklemme Z₂. Als Folge davon wird ein Signal gemäß F i g. 4E an der Ausgangsklemme A₂₂ erzeugt, die mit dem Kollektor des Transistors T₂ verbunden ist. Mit anderen Worten, es wird an der Ausgangsklemme A₂₂ in einer zeitlichen Lage, die durch die spezifische Kombination von Reihe und Spalte der Schaltermatrix bestimmt ist, ein Signal abgeleitet. Zu diesem Zeitpunkt erhält man ein Signal gemäß F i g. 4F am Kollektor des Transistor TB oder an der Leitklemme ST.

Wenn ein anderer Taster 20 gedrückt wird, wird ein ähnliches Signal an der entsprechenden Ausgangsklemme Xa erzeugt die durch die bestimmte Kombination einer Reihe und Spalte bestimmt ist So wird beim Drücken von mehr als einem Tasteroberteil nicht mehr als ein Tastsignal gleichzeitig erzeugt.

Im Schaltkreis der Fig.3, bei dem die Anzahl der Reluktanzelemente RHy, die mit einer Leiterklemme Y/ oder dem Widerstand RMi jeder Reihe verbunden sind, gering ist beispielsweise eins bis vier, kann das Niveau des an der Leiterklemme Xj erscheinenden Signals durch die Temperatur-Schwankung wesentlich beeinflußt werden, was eine Betriebsstörung des Transistors Tj zur Folge hat Dies kann dadurch vermieden werden, daß der gemeinsame äußere Emitterwiderstand RE durch ein Temperatur-Kompensationselement ersetzt wird, das eine der des Reluktanzelementes entgegengesetzte Temperaturcharakteristik besitzt, beispielsweise durch einen Thermistor oder eine Zener-Diode, die eine positive Teinperaturcharakteristik besitzt, während das in der Anordnung der F i g. 3 verwendete Reluktanzelement RHy eine negative Temperaturcharakteristik besitzt. Darüber hinaus können die festen Widerstände RBi, RB₂... RB_n gemäß Fig. 3 durch Dioden ersetzt werden.

F i g. 5 zeigt ein anderes Beispiel des Schmidt-Kreises, der mit der Leiterklemme X\ der Schaltermatrix 10 verbunden ist Die Leiterklemme Xj ist mit der Basis eines ersten Transistors Tj verbunden, dessen Emitter mit dem Emitter eines zweiten Transistors TBj und über einen äußeren Emitterwiderstand RKj mit Erde verbunden ist Der Kollektor des Transistors Ty ist über einen Widerstand RIj mit einer Spannungsquelle V_1x und über eine Diode DBj mit der Basis des Transistors TBj verbunden. Diese Basis ist über einen Widerstand RLj mit Erde und mit der Ausgangsklemme Zy des Ringzählers 50 über eine Reihenschaltung aus einer Diode DAj und einem Widerstand RNj verbunden. Der Kollektor des Transistor TBj ist mit der Spannungsquelle Vcc über einen Widerstand RJj und mit einer Ausgangsklemme A# verbunden.

Signale der in den Fig.4B und 4C dargestellten Impulsförmen werden der Leiterklemme Xj und der Ausgangsklemme Z₇-zugeführt so daß ein Signal an der Ausgangsklemme Xjg erzeugt wird, das die Reihe und Spalte anzeigt zwischen der der gedruckte Taster 20 geschaltet ist

Fig.6 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des Tastatur-Schalterkreises gemäß der Erfindung. In dieser Figur sind diejenigen Teile, die denen der Fig.3 entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern versehen und werden deshalb nicht nochmals beschrieben. Ein Schmidt-Kreis 60 (Schmitt-Trigger) der in Fig.3 dargestellten Art erzeugt ein Leitsignal an seiner Klemme ST, das an eine Vielzahl von UND-Gattern NAi, NA₂...NA_n, zusammen mit Signalen angelegt wird, die an die Leiterklemmen Yu Y₂... Y_n, der Schaltermatrix 10 vom Ringzähler 30 gelegt werden. Die Ausgangsklemmen dieser UND-Gatter sind mit den betreffenden Ausgangsklemmen des Tastatur-Schalterkreises verbunden. Zusätzlich sind diese Ausgangsklemmen mit einem eine Vielzahl von Eingängen aufweisenden ODER-Gatter OZ? verbunden, das wiederum mit dem Impulsgenerator 40 verbunden ist.

Das Leitsignal von der Klemme ST wird auch einer Vielzahl von UND-Gattern NAu, NA₂₂, NAi₃ und NAn zusammen mit einem binär codierten Signal zugeführt, das an den Ausgangsklemmen Bi, B₂, Bi und B^ des Ringzählers 50 erzeugt wird. Die Ausgangsklemmen dieser UND-Gatter schaffen einen codierten Ausgang vom Tastatur-Schalterkreis.

Im Betrieb erscheint, wenn ein bestimmter Taster gedrückt wird, von einem bestimmten UND-Gatter, beispielsweise vom Gatter NA₂, ein Ausgangsimpuls und unterbricht nach dem Durchgang durch das ODER-Gatter OÄden Betrieb des Impulsgenerators 40. Als Folge davon setzt sich das Ausgangssignal vom UND-Gatter NA₂ während der Zeit fort in der das Tasteroberteil 23 gerade gedrückt wird, und es wird, weil der Betrieb des Impulsgenerators 40 unterbrochen ist, der Code des an den Binärsignalklemmen Bi bis B< des Ringzählers 50 erhaltenen Ausgangssignales spezifiziert Demgemäß wird, selbst wenn das Tastenoberteil zweimal gedrückt wird, nur ein Eingangs-Tastsignal vom Tastatur-Schalterkreis übertragen. Da ein solcher Vorgang durch das Leitsignal gesteuert wird, das direkt vom Schmidt-Kreis abgeleitet wird, wird eine Reaktion mit sehr hoher Geschwindigkeit ohne jegliche wesentliche Verzögerung im Vergleich zur Betätigung des Tasters erreicht.

Das Blockdiagramm der F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ROM- bzw. Festwertspeicher-Ansteuer-Codierers, der die erfindungsgemäße Schaltermatrix 10 verwendet. Ein Impuls von einem Taktimpulsgenerator 11 bewirkt, daß ein 8-Bit-Zähler 12 schrittweise fortschaltet Ein 4-Bit-MSB-Signal, also das des höchstwertigen Bits vom Zähler 12, wird einem Decodierer 13 zur Umwandlung in ein Dezimalsignal zugeführt. Der Decodierer enthält vierzehn Ausgangsklemmen Ki, K₂... Km, die mit vierzehn Eingangsklemmen Si, S₂... S_n, des Eingangskreises des ROM-Codierers und ebenso mit der betreffenden Basis von vierzehn Transistoren TR_U TR₂... TR_n, verbunden sind. Die Emitter dieser Transistoren sind mit den Leiterklemmen Y\, Y₂... Y_n,der Schaltermatrix 10 verbunden und ihre Kollektoren sind mit einer Ausgangsldemme einer gemeinsamen Konstantspannungsquelle 15 verbunden.

Um eine Temperaturkompensation der Reluktanzelemente RHij, die innerhalb der Schaltermatrix 10 angeordnet sind, zu erreichen, steuert diese Spannungsquelle 15 den Stromfluß durch die Elemente RHy entsprechend der Temperaturänderung. Die Leiterklemmen Xi, X₂ — X_n der Schaltermatrix 10 sind mit einem Schmidt-Kreis 16 verbunden, der jeden einzelnen Ausgang erzeugt Es sei bemerkt daß der Schmidt-Kreis 16 mit den in Fig.3 dargestellten Widerständen RAi, RA₂... RA_n versehen ist Der Schmidt-Kreis 16 kann von der Art eines herkömmlichen Hochgeschwindigkeitskreises sein, in welchem Falle der Schmidt-Kreis mit den Leiterklemmen Ai, X₂... X₁, einzeln verbunden ist

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Die vierzehn Ausgangsklemmen des Schmidt-Kreises 16 sind mit den anderen vierzehn Eingangsklemmen P\, P₂... P_n des ROM-Codierer-Eingangskreises 14 verbunden. Als Reaktion auf ein Paar gleichzeitig anliegender Eingangssignale spezifiziert der Eingangskreis 14 des ROM-Codierers ein bestimmtes Tastsignal, das durch eine bestimmte Kombination einer Reihe und Spalte bestimmt ist. Diese Ausgangssignale des Schmidt-Kreises 16 werden einer Multiplex-Einheit 17 zugeführt, die auch ein 4-Bit-LSB-Signal, also des niedrigstwertigen Bits, vom Zähler 12 empfängt, wodurch als Reaktion auf ein Ausgangssignal vom Schmidt-Kreis 16 ein Leitsignal erzeugt wird. Der Leitausgang des Multiplexers 17 betreibt einen die Oszillation anhaltenden Kreis 18, der den Betrieb des Impulsgenerators U unterbricht, wodurch der Zähler 12 angehalten wird.

Bei der obigen Schaltkreisanordnung wird unter der Annahme, daß der Zähler 12 bei hohem Niveau der Ausgangsklemme K₃ des Decodierers 13 angehalten hat, die Eingangsklemme S3 des Eingangskreises 14 des ROM-Codierers ebenfalls ein hohes Niveau einnehmen, wodurch alle Taster in der Reihe Y₃ der Schaltermatrix 10 betriebsbereit sind. Wenn ein Taster in der Spalte Λ5 unter dieser Bedingung gedruckt wird, stellt das Reluktanzelement Ä//35 einen verringerten Widerstand dar, wodurch ein Ausgangssignal vom Schmidt-Kreis 16 in der Spalte Xs erscheint. Die Eingangsklemme Ps des ROM-Codierers 14 wird ein hohes Niveau einnehmen. Wenn der Taster losgelassen wird, kehrt der Ausgang des Multiplexers 17 zu seiner Anfangsbedingung zurück, wobei seine abfallende Kante den die Oszillation anhaltenden Kreis 18 zum Entriegeln des Zählers 12 betätigt, der deshalb wieder zu zählen beginnt.

Das Blockdiagramm in Fig.8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Tastatur-Schalterkreises gemäß der Erfindung für einen ASCII-Code ohne die Verwendung eines ROM-Coci:erers. Diejenigen Teile, die denen in Fig.7 entsprechen, sind mit gleichen Bezugsziffern oder -zeichen versehen und werden nicht im einzelnen beschrieben. Das Leitsignal vom Multiplexer 17 wird UND-Gattern M4₂i, NA₂₂, NA₂₃ und NA_2A zusammen mit einem 4-Bit-Signal der MSB-Seite, also der mit dem höchstwertigen Bit, zugeführt, das vom Zähler 12 dem Decodierer 13 zugeführt wird. Das Leitsignal wird auch an die UND-Gatter ΝΛ31, NA₃₂, NA₃₃ und Λ/Λ34 zusammen mit dem 4-Bit-Signal der LSB-Seite, also der mit dem niedrigstwertigen Bit, gelegt, das vom Zähler 12 dem Multiplexer 17 zugeführt wird. Diese UND-Gatter arbeiten zum Erzeugen eines Tastatur-Ausganges, der für einen bestimmten Taster kennzeichnend ist, der gemäß dem ASCII-Code codiert ist

Beim Betrieb wird das Leitsigna! vom Multiplexer 17 über den die Oszillation anhaltenden Kreis 18 an ein NAND-Gatter NA zusammen mit dem Taktimpuls vom Taktimpulsgenerator 11 gelegt, so daß der Taktimpuls nicht zum Zähler 12 gelangen kann. Somit wird der Betrieb des Zählers 12 unterbrochen, wobei ein Signalcode definiert wird, der vom Zähler 12 dem Decodierer 13, dem Multiplexer 17 und den UND-Gattern NA_2i bis NAu, NA31 bis NAn zugeführt wird. Wenn ein bestimmtes Tasteroberteil zweimal gedrückt wird, um ein zweites Tastsignal, das von dem ersten zu erscheinenden verschieden ist, zu bewirken, verhindert folglich das Vorhandensein des Leitsignals, das in Reaktion zum ersten Tastendruck erzeugt wird, daß der Ausgang des Tastatur-Schalterkreises durch das zweite Tastsignal beeinflußt wird, wodurch ein Überlauf-(roll-over-)Fehler vermieden wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

1. Patentansprüche:

   I. Tastatur-Schaltkreis, insbesondere für elektronische Rechner, mit einer Matrix aus m Reihen und π Spalten, wobei m und η positiv ganzzahlig sind und jede der Reihen und Spalten mit einer Leiterklemme einzeln verbunden ist,dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltermatrix (10) vorgesehen ist, die eine Vielzahl von Serienkreisen mit einer Diode (Df₁) und einem Reluktanzelement (RHy) enthält, von denen jeder Serienkreis zwischen eine bestimmte Reihe und eine bestimmte Spalte geschaltet ist und so einem bestimmten Tastschalter (20) zugeordnet ist, daß alle Dioden (D₁J) so gepolt sind, daß sie von is den Reihen zu den Spalten oder umgekehrt durchlässig sind, und die Reluktanzelemente (RHjJ) so aufgebaut sind, daß sich die Flußdichte an ihnen durch Drücken des Oberteils (23) eines bestimmten Tasters (20) ändert, wodurch sich der durch das Element gegebene Widerstand ändert, und daß ein erster Stromkreis zum aufeinanderfolgenden Anlegen von Impulsen an die entweder mit den Reihen oder mit den Spalten verbundenen Leiterklemmen (Y, X) und ein zweiter Stromkreis vorgesehen ist, der auf die Impulse reagiert, die an den Spalten oder Reihen erscheinen, die nicht mit dem ersten Stromkreis verbunden sind, wodurch dann, wenn ein bestimmter Taster (20) betätigt wird, ein entsprechendes Tastsignal vom zweiten Stromkreis erzeugt wird.
2. 2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis mit den Leiterklemmen (^verbunden ist, die mit der Anode der Dioden (DiJ) der Schaltermatrix (10) verbunden sind.
3. 3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis einen Ringzähler (30) enthält.
4. 4. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis einen Taktzähler (12), einen Decodierer (13) zum Decodieren eines Binärsignals vom Zähler und eine Transistorschaltung enthält, die mit der Ausgangsklemme des Decodierers verbunden ist.
5. 5. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschaltung eine Vielzahl von Transistoren (TR) und eine Konstantspannungsquelle (15) besitzt und daß die Basis der Transistoren mit einer Vielzahl von Ausgangsklemmen des Decodierers (13) und deren Emitter mit den Leiterklemmen (X) einzeln verbunden sind und deren Kollektor mit der Spannungsquelle (15) verbunden ist.
6. 6. Schaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle (15) die Temperaturabhängigkeit der Schaltermatrix (10) kompensiert.
7. 7. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von strombegrenzenden Widerständen (RM) enthält, die zwischen dem ersten Stromkreis und den Leiterklemmen (Y) einzeln geschaltet sind.
8. 8. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis mit den Leiterklemmen (X) verbunden ist, die mit der Kathode der Dioden (DiJ) der Schaltermatrix (10) verbunden sind.
9. 9. Schaltkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis einen Schmidt-Kreis (16,60) enthält
10. 10. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Kathode der Dioden der Schaltermatrix (10) verbundenen Leiterklemmen (X) über entsprechende Widerstände (RA) einzeln mit Erde verbunden sind.
11. 11. Schaltkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmidt-Kreis (16, 60) eine Vielzahl von Transistoren (T) einer ersten Stufe enthält, die mit den Leiterklemrnen (X) einzeln verbunden sind, und ferner einen Transistor (TB) einer gemeinsamen zweiten Stufe, der mit dem Emitter der Transistoren (T) und über einen gemeinsamen äußeren Emitterwiderstand (RE) mit Erde verbunden ist
12. 12. Schaltkreis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame äußere Emitterwiderstand (RE)eine thermische Charakteristik besitzt, die derjenigen der Reluktanzelemente (RHj) entgegengesetzt ist, wodurch dieser als temperaturkompensierendes Element arbeitet.
13. 13. Schaltkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis einen Zähler (50) enthält, der dem Schmidt-Kreis (16,60) ein den betreffenden Leiterklemmen entsprechendes Impulssignal zuführt, und daß das Impulssignal eine Pulsbreite von einer Dauer besitzt, die einem Zeitintervall entspricht, während dem an jeder der mit den Spalten oder Reihen verbundenen Leiterklemmen Impulse erscheinen.
14. 14. Schaltkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Schmidt-Kreis (16,60) eine Vielzahl von Transistoren (T) einer ersten Stufe enthält, deren Emitter gemeinsam verbunden sind, und ferner einen Transistor (TB) einer zweiten Stufe, dessen Basis derart geschaltet ist, daß er das Kollektorsignal der Transistoren der ersten Stufe und das Impulssignal vom Zähler (50) empfängt.
15. 15. Schaltkreis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zähler (50) enthält, der mit dem Kollektor der betreffenden Transistoren (T) der ersten Stufe über einzelne Widerstände (RF) verbunden ist.
16. 16. Schaltkreis nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Transistors (TB) der zweiten Stufe mit einer Leitsignalklemme (ST) verbunden ist.
17. 17. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ROM-Eingangs-Codierer zum Empfangen eines Signals vom Decodierer (13) und eines Signals vom zweiten Stromkreis enthält, um ein Tastsignal zu bestimmen, das einem bestimmten Taster (20) entspricht, der durch eine bestimmte Kombination einer Reihe und einer Spalte bestimmt ist, und daß er einen Multiplexer (17) zum Durchlassen eines Signals vom zweiten Stromkreis und einen die Oszillation anhaltenden Stromkreis (18) enthält, der den Zählvorgang des Taktzählers (12) als Reaktion auf ein Ausgangssignal vom Multiplexer unterbricht.
18. 18. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Multiplexer (17) zum Durchlassen eines Signals vom zweiten Stromkreis, einen die Oszillation anhaltenden Kreis (18) zum Unterbrechen des Zählvorgangs des Taktzählers (12) als Antwort auf ein Ausgangssignal vom

    Multiplexer und eine Vielzahl von UND-Gattern ΛΜ21-24, NAn -34) enthält, die den Ausgang des Multiplexers (17) und ein Binärsignal vom Taktzähler (12) empfangen.
19. 19. Schaltkreis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis einen ersten Ringzähler (30) und einen Impulsoszillator (40) zum Zuführen eines Taktinipulses zum ersten Ringzähler enthält, ferner eine Vielzahl von UND-Gattern (NA_n, NA_n-h), die das Leitsignal vom Transistor (TB) der gemeinsamen zweiten Stufe empfangen und die vom ersten Ringzähler (30) zur Schaitermatrix (10) geführten Ausgangssignale trennen, und des weiteren ein ODER-Gatter (OR), das mit den Ausgängen der Vielzahl von UND-Gattern verbunden ist, um den Betrieb des Impulsoszillators (40) dann zu unterbrechen, wenn ein Taster (20) betätigt wird.