DK163459B - Kodeidentifikationsapparat - Google Patents

Description

i

DK 163459 B

Opfindelsen omhandler et kodeidentifikationsapparat af den i krav l's indledning angivne art, og som anvendes inden for kreditkorts- og regnskabsvæsen.

Fra beskrivelsen til U.S.A.-patent nr. 4 134 539 ken-5 des et apparat, hvor de på et kort indlæste kodedata aflæses række for række under kortets indføring i ap-paratet i synkronisme med stroboskopiske lysstrålebundter, der bestemmer kortets position. Et sådant apparat er vanskeligt at gøre vejrbestandigt, idet 10 lysstrålebundterne kan påvirkes af snavs og støv, og deres brændvidde kan ændres ved indsivning af vand i den optiske læser, såfremt det indførte kort er fugtigt. Da endvidere lysstrålebundterne skal tilkobles i rækkefølge, kræves der et stort antal 15 tråde imellem læseren og dennes styrelogik.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et kodeidentifikationsapparat af den angivne art uden denne ulempe.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved en konstruktion 20 af den i krav l's kendetegnende del angivne art.

Kortet kan her være magnetisk kodet ved hjælp af en opstilling af permanente magneter i et ikke-magnetisk kortmateriale i nogle udvalgte kodepositioner. Kode-detektorerne kan omfatte en række Hall-effekt-organer 25 af den i krav 2's kendetegnende del angivne art.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor:

Fig. 1 er en perspektivisk afbildning af et magnetisk kodet kort og en kortlæser i apparatet ifølge opfin-30 delsen, fig. 2 er et længdesnit igennem apparatet langs linien 2

DK 163459 B

2- 2 på fig. 1, fig. 3 er et tværsnit igennem apparatet langs linien 3- 3 på fig. 2, fig. 4 er et plansnit igennem apparatet langs linien 5 4-4 på fig. 2, fig. 5 er et blokskema for de elektroniske komponenter i apparatets læser, fig. 6 viser en del af kredsen i læseren med kompara-torer for ternære til binære signaler, og 10 fig. 7 er et blokskema for de elektroniske komponenter i en ændret udførelsesform for en kodelæser i apparatet ifølge opfindelsen.

Fig. 1-4 viser en læser 10 og et magnetisk kodet kortlegeme 11. Kortet 11 er udformet som et kileformet 15 formstoflegeme med en matrix af hule celler 12, i hvil ke der kan fastgøres magneter, hvis stilling og retning repræsenterer visse koder.

Læseren 10 omfatter et legeme 13 med en spalte 14 til optagelse af det kodede kort 11, og der er monteret 20 fire Hall-effekt-organer 15 på et printkort 16 inden i spalten 14, så at magneterne i kortet 11 passerer række for række under Hall-effekt-organerne 15, når kortet 11 indføres i spalten 14.

Fig. 5 viser et strømskema for Hall-effekt-organerne 25 15 i læseren 10 med udgange 17 forbundet til hver sin blok 18, der består af komparatorer for ternære til binære signaler, hvis kredsløb er vist detaljeret på fig. 6.

3

DK 163459 B

I hver af komparatorerne 18 påtrykkes det analoge udgangssignal 17 fra et Hall-effekt-organ 15, der kan være af typen Honeywell 634SS2, til den øverste klemme af et potentiometer 19 bestående af modstande RI, R2 5 samt til den inverterende indgang af en første kompa-rator 21. Potentiometerets foreningspunkt er tilsluttet den ikke-inverterende indgang af en anden kompara-tor 22, og et potentiometer RV1 er indstillet således, at de andre indgange af komparatorerne holdes på 10 den samme spænding, som ville være til stede ved midtpunktet af modstanden Ri. Under disse betingelser holdes udgangssignalerne af begge komparatorerne, der kan være af typen National Semiconductor LM324, begge på logisk O.

15 Når en magnet passerer hen under et Hall-effekt-organ 15, vil dettes udgangssignal enten stige eller falde fra det normale signalniveau, afhængigt af magnetens retning i forhold til organet. Hvis spændingen stiger, vil den ikke-inverterende indgang af komparatoren 20 22 til sidst stige op over den af potentiometeret VI ind stillede spænding, og udgangssignalet går over til logisk 1. Hvis spændingen falder som følge af den modsatte magnetretning, vil den inverterende indgang af komparatoren 21 til sidst synke ned under den af po-25 tentiometeret RV1 indstillede spænding, og dens udgangssignal vil gå over til logisk 1. For en vilkårlig magnetstilling i kortet 11 vil komparatorens udgangssignaler altså være:

Ingen magnet = 00 30 Magnet Nord = 01

Magnet Syd = 10

De otte udgange fra de fire komparatorer 18 fra ternære til binære signaler modtages af en signalbehandlende logikkreds bestående af en opbygning af konven- 4

DK 163459 B

tionelle logiske elementer, der omfatter en akkumulatorkreds af otte RS flip/flop-enheder 23, en ELLER-kreds 24 (af typen 4078) og en mikroprocessor 25, der kan være af typen RCA1802.

5 Flip/flop-enhederne 23 er forbundet med udgangene af komparatorerne 18 gennem otte indgangsledninger 26, og disse er forbundet med indgangsledninger 27 til ELLER-portkredsen 24. Kredsen 24 fremstiller et fælles ELLER-signal, der føres til mikroprocessoren 10 25 igennem en ledning 28. Hvor en eller flere magne ter nærmer sig Hall-effekt-organerne 15, og den ene af komparatorerne 18 giver et udgangssignal, går det fælles ELLER-udgangssignal til logisk 0, og denne kom-parators udgangssignal registreres af flip/flop-enheden 15 23. Samtidigt beordrer en afbrydelse af indgangssig nalet INT af mikroprocessoren 25 denne til at analysere den eksterne flagindgang EF1. Også de øvrige udgangssignaler fra komparatorerne 18, der ankommer efter det første udgangssignal, registreres af flip/ 20 flop-enhederne 23.

Når magneterne fjerner sig fra Hall-effekt-organerne, vender alle komparatorudgangssignalerne tilbage til logisk 0,og det fælles ELLER-udgangssignal går til høj. På dette tidspunkt indkobler mikroprocessoren 25 25, fordi EFl-signalet er gået over til høj, og pro grammet lodser flip/flip-indhoIdene ind i mikroprocessoren, som da tilbagestiller flip/flop-enhederne 23 ved at gøre Q-udgangssignalet først højt og derefter lavt. Derefter er flip/flop-enhederne 23 klar til 30 modtagelse af en ny række data.

Ved den logiske akkumulering af udgangssignalerne fra Hall-effekt-organet 15 undgås alle tab af koder som følge af forskelle i organets følsomhed, magnetstyrker og mekaniske variationer, og forudsat at der er mindst én 5

DK 163459 B

magnet i rækken, som vender enten nord eller syd i forhold til organet 15, vil det fuldstændige datamønster i rækken blive registreret.

Det forstås,, at de individuelle udgangssignaler fra 5 Hall-effekt-organerne 15 kan ankomme på forskellige tidspunkter og have forskellig amplitude på grund af forskelle i følsomhed, magnetstyrke osv. Endvidere kan kortet 11 ligge noget ude af flugt og kan indføres med forskellige hastigheder. Imidlertid etable-10 res det fælles ELLER-signal, når et eller flere af de indkommende signaler vokser over et vist niveau, og fortsætter, indtil det sidste signal har fjernet sig. Derfor repræsenterer det fælles ELLER-signal korrekt et tidsinterval, under hvilket en række af 15 kortmagneter passerer forbi Hall-effekt-organerne 15.

Den akkumulerende kreds af flip/flop-enheder 23 sørger for, at ethvert i dette tidsinterval modtaget udgangssignal registreres og indbefattes i det 8-bit-ord, der transmitteres til mikroprocessoren 25 ved afslut-20 ningen af dette tidsinterval.

Det forstås af det ovenstående, at forudsat der er mindst én informationsbit i hver række, kan hoveddataene aflæses fra kortet 11 uden at skulle bestemme den absolutte stilling af kortet. Der er derfor intet 25 behov for lysstrålebundter, positionsafbrydere og lignende, og datamønsteret behøver ikke at indeholde positionsinformation i hver række, selv om den sidste række kan indeholde data, der angiver enden af den særskilte kodemeddelelse. Driftssikkerheden forøges ved nedbrin-30 gelse af det antal komponenter, der kunne svigte, og nedsættelsen af antallet af forbindelser imellem læseren og dennes styrelogik forøger yderligere driftssikkerheden, da mellemforbindelser er den største potentielle kilde til svigt i ethvert elektronisk anlæg.

35 En yderligere fordel er, at det ikke er nødvendigt at 6

DK 163459 B

ændre læserens udseende til at kunne optage kort med et forskelligt antal datarækker, idet det kun er nødvendigt at forudindstille logikken til et forventet antal rækker.

5 Fig. 7 viser et strømskema for en ændret udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, hvor læseren udspørges af et mikroprocessoranlæg styret af et passende programmel. Dette anlæg er fordelagtigt ved at kræve mindre materiel end den på fig. 1-5 viste ud-10 førelsesform. Ved regelmæssig prøveudtagning af Hall-effekt-spændingsudgangssignalerne kan anlægget endvidere bringes til at fungere over et større temperaturområde end den foregående udførelsesform.

Kredsen på fig. 7 omfatter komponenter til udspørgning 15 af to læsere ved anvendelse af én mikroprocessor. De to læsere er alment betegnet ved 41 og 42, og hver af læserne er forsynet med fire Hall-effekt-organer 43. Udgangssignalerne fra organerne 43 er over en fælles ledning 44 forbundet med en analog multiplekser (MUX) 20 45, der kan være af typen 4051. Ethvert udgangssignal fra Hall-effekt-organerne 43 kan forbindes til multi-plekserens udgang 46 ved at indstille den passende oktalkode på selektorledninger 47. Multiplekserens udgangssignal påtrykkes den øverste klemme af et poten-25 tiometer bestående af modstande RI, R2 samt til den inverterende indgang af en første komparator 48. Foreningspunktet af potentiometeret imellem modstandene RI og R2 er ført til den ikke-inverterende indgang af en anden komparator 49. Udgangssignalerne af komparatorerne 48 og 30 49 føres igennem ledninger 51 og 52 til eksterne flag indgange EF2 og EF3 af en mikroprocessor 53, der kan være af typen 1802.

Oktalkoden til udvælgelse af et særskilt Hall-effekt-organ 43 til udspørgning tilvejebringes af Dq, D^ og 35 D2 udgangene af mikroprocessoren 53. Dette signal fø-

DK 163459B

7 res til oktalkodeselektorledningerne 47 af multiplek-seren 45 igennem en låseenhed 54 samt til en digital/ana-log-konverter (DAC) 55. Oktalkoden lagres samtidigt med et dekodet N ledning nr. 4 signal fra mikroproces-5 soren 53 via.en dekoder 74C42. Dq - udgangssignalerne fra mikroprocessoren 53 leverer til digital/ana-logkonverteren 55 referencesignaler svarende til det udvalgte Hall-effekt-organ 43 således, at konverteren 55 frembringer et udgangssignal i en ledning 56, der 10 opretholder spændingen på den positive indgang af kom-paratoren 48 og den negative indgang af komparatoren 49 på den samme værdi, som er til stede ved midtpunktet af modstanden RI. Dette datum lagres samtidigt med et dekodet N ledning nr. 3 signal. Under en startsekvens af 15 apparatet og derefter periodisk køres et program til bestemmelse af den passende referencespænding, der skal frembringes af digital/analog-konverteren 55 for hvert Hall-effekt-organ 43. Denne værdi, der er forskellig for hvert af organerne 43, lagres i lageret af 20 mikroprocessoren 53.

Mikroprocessoren 53 styres af et udspørgningsprogram til at fungere som følger:

Oktalkoden til udvælgelse af et særskilt Hall-effekt-organ 43 påtrykkes multipleksselektorledningerne 47 25 igennem låseenheden 54. Derefter forspænder digital/analog-konverteren 55 komparatorerne 48 og 49 til et referenceniveau passende til det udvalgte Hall-effekt-organ 43. Såfremt en magnet befinder sig under det udvalgte Hall-effekt-organ 43, vil multiplekserens ud-3-0 gangssignal 46 være over eller under referencespændingen, afhængigt af magnetens feltretning. Derfor vil det ene af komparatorudgangssignalerne 51 og 52 være højt og det andet lavt, og disse udgangssignaler analyseres ved indkoblingsordrer i mikroprocessoren 53.

35 Derefter trinforøges multiplekserens oktalkode, og 8

DK 163459 B

Dq - Όη indgangssignalerne til digital/analog-konver-teren 55 ændres til at frembringe det komparator-re-ferencesignal, der passer til det nye Hall-effekt-organ 43. Derefter analyseres igen komparatorudgangs-5 signalerne ved indkoblingsordrer. Ved at fortsætte denne operation kan alle Hall-effekt-organerne 43 for den ene af læserne 41 og 42 repeterende skanderes i rækkefølge.

Mikroprocessoren 53 foretager en akkumulerende ELLER-10 behandling af de signaler, der frembringes gennem successive skanderingssekvenser. Signalerne fra en første skanderingssekvens opbevares i et midlertidigt lager og bliver derefter ELLER-behandlet med de signaler, der modtages fra den næste skanderingssekvens, til frem-15 bringelse af et første ELLER-resultat, der erstatter de i det midlertidige lager opbevarede signaler. Ved enden af hver på hinanden følgende skanderingssekvens bliver signalerne i lageret logisk ELLER-behandlet med de signaler, der er frembragt af den sidste skanderings-20 sekvens, og det nye ELLER-resultat overføres til lageret.

Til at begynde med, når der ingen udgangssignaler er fra Hall-effekt-organerne 43, sker der ingen signalakkumulering. Så snart der imidlertid optræder et udgangssignal fra et eller flere af Hall-effekt-organer-25 ne 43, vil der ske en kontinuert akkumulering af sådanne signaler i det midlertidige lager i mikroprocessoren 53. Denne operation fortsætter indtil det tids- |

punkt, hvor en skandering frembringer et O-signal, der angiver, at alle de i den pågældende koderække til-30 stedeværende magneter er passeret forbi Hall-effekt-organerne 43. Derefter vil mikroprocessoren 53 nulstille de akkumulerede data fra det midlertidige lager I

til et lagerregister og trinformindske en række-tæller.

Derefter fortsætter skanderingen til at kontrollere an-35 komsten af en anden magnetrække. Efter at et foreskrevet antal magnetrækker er passeret under Hall-ef- 9

DK 163459 B

fekt-organerne 43, trinformindskes rækketælleren til nul, og skanderingsoperationen ophører for at muliggøre en bearbejdning af de i lagerregisteret opsam-lede data.

5 Den logiske ELLER-behandling af dataene fra de successive skanderinger eliminerer virkningerne af varierende følsomhed af Hall-effekt-organet 43, varierende magnetisk feltstyrke og mekaniske fremstillingstolerancer, og forudsat at der er mindst én magnet et eller andet 10 sted i rækken, vil rækkens komplette datainformation blive registreret.

Et program til udførelse af de nævnte operationer gengives nedenfor. Dette program er beregnet til den på fig. 7 viste kreds med en RCA1802 mikroprocessor og 15 benyttende de viste EF2 og EF3 eksterne flagindgange til kontrol af komparatorerne. Det forstås imidlertid, at der kan anvendes en anden type mikroprocessor, og at de to bitkomparatordata kan lodses hen på samleskinnen af en mikroprocessor eller ind i en portkreds, såfremt 20 den aktuelle processor ikke har flagindgange.

10

DK 163459 B

0227 AA PLO RA

0228 F8 17 LDI KEYTO

022A BC PHI RC

022B F8 00 LDI 0

5 022D AC ' PLO RC

02 2E 9B 1 GHI RB

022F FA 80 ANI #80 "SWITCH"

0231 3A 81 BNZ 9F

0233 F8 00 LDI 0

10 0235 5A STR RA CLEAR RESULT BYTE

0236 9D 2 GHI RD

0237 A7 PLO R7 RESET

0238 1A INC RA

0239 F8 00 - LDI 0

15 02 3B 5A STR RA

023C E7 SEX R7

023D 64 OUT MUX

023E 63 OUT DAC

023F F8 01 LDI 1 20 0241 3E 46 BN3 JF -»COMP.IS HI CODE = 01.

0243 35 47 32 4F -COMP IS LO CODE = 00 0245 FE SHL *2 CODE = 10

0246 5A 3 STR RA

0247 2C 4 DEC · RC 16 BIT COUNTER

25 0248 9C GHI RC

0249 32 12 BZ ABORT

024B 64 OUT MUX

024C 63 OUT DAC

024D F8 04 LDI 4 BCT 3 30 024F 3E 54 BN3 3F +COMP IS HI CODE = 01 0251 35 58 B2 4F -COMP IS LO CODE = 00 0253 FE SHL *2 CODE = 10

DK 163459 B

11 !

0254 EA 3 SEX RA FOR OR' ING

0255 Fl OR

0256 5A STR RA

0257 . E7 SEX R7 FOR OUTPUT

5 0258 64 ' 4 OUT MUX

0259 63 OUT DAC

025A F8 10 LDI #10 BCT 3Λ2 025C 3E 61 BN3 3F +COMP IS HI CODE = 01.

025E 35 65 B2 4F -COMP IS HO CODE = 00 10 0260 FE SHL *2 CODE = 10 .

0261 EA 3 SEX RA FOR OR1 ING

0262 Fl OR

0263 5A STR RA -

0264 E7 SEX R7 FOR OUTPUT

15 · 0265 64 ,4 OUT MUX

0266 63 OUT DAC

0267 F8 40 LDI #40 BCT 3Λ3 0269 3E 6E BN3 3F +COMP IS HI CODE = 01.

026B 35 71 B2 4F -COMP IS LO CODE = 00 20 026D FE ' SHL *2 CODE = 10

026E EA 3 . SEX RA FOR OK'ING

026F Fl OR THIS IS NEW RESULT IF

MAGNET

0270 38 SKP -SO SKIP NEXT INSTR.

25 0271 0A 4 I.DN RA GET RESULT FROM PREVIOUS

HED

0272 B9 PHI - R9 TEMP STORE

0273 2A DEC RA POINTS TO OLD RESULT

0274 EA SEX RA

30 0275 F7 SM SUBTRACT OLD RESULT

0276 3B 7C BL 8F

0278 99 GHI R9 ELSE GET NEW RESULT

0279 5A STR RA - $ STORE IT

027A 30 36 BR 2B

* * 12

DK 163459 B

« 027C 99 8 GHX R9

027D 32 81 BZ 9F IF READING ZERO SKIP

027F 30 36 BR 2B

0281 29 9 DEC R9 -AND DECREMENT ROW COUNTER

5 0282 1A INC RA POINT TO NEXT RESULT BYTE

0283 89 GLO R9

0284 3A 2E BNZ IB DO NEXT ROW IF NOT ZERO

0286 30 88 BR KEYNM CONTINUE PROCESSING KEY

Claims (7)

1. Kodeidentifikationsapparat, omfattende et kodet kortlegeme (11)-med successive rækker af kodepositioner (12) og en læser (10) for kodelegemet, hvilken læser omfatter et legeme (13) med en kanal (14) til bevægel-5 se af kodelegemet med rækken af kodepositioner forlø bende på tværs af kodelegemets bevægelsesretning, og en række kodedetektorer (15) fordelt over kanalens tværgående retning således, at ved bevægelse af kortlegemet langs kanalen vil rækkerne af kodepositioner i ko-10 delegemet successivt passere rækken af kodedetektorer med den ene kodeposition af hver række liggende i flugt med den ene kodedetektor, hvilke kodedetektorer frembringer udgangssignaler, der angiver en kodeinformati-on på kodepositionerne, når disse passerer forbi kode-15 detektorerne, hvor læseren (10) desuden omfatter et signalbehandlingsorgan, der er indrettet til at modtage udgangssignaler fra alle kodedetektorerne, kendetegnet ved, at signalbehandlingsorganet er indrettet til at bestemme, hvornår der forekommer et udgangs-20 signal fra en eller flere af kodedetektorerne (15) som et mål for tidsintervaller, under hvilke successive rækker af kodepositioner (12) passerer forbi kodedetektorerne, til at akkumulere kodedetektorudgangssignaler modtaget under tidsintervallerne, og til at registrere 25 de akkumulerede signaler ved afslutningen af hvert af tidsintervallerne.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kodedetektorerne (15) omfatter ternær/binær-kompa-ratorer (18) til omdannelse af ternære kodeindgangs- 30 signaler til binære udgangssignaler.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet DK 163459 B ved, at signalbehandlingsorganet er indrettet til at bestemme, når der forekommer et udgangssignal fra en eller flere af kodedetektorerne (15), ved en kontinuerlig logisk ELLER-behandling af alle de individuelle 5 udgangssignaler fra kodedetektorerne således, at der udledes ELLER-signaler, der angivner tidsintervallerne.

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at signalbehandlingsorganet omfatter: - en række signalregistreringsorganer (23) med indgangs- 10 ledninger (26) forbundet med kodedetektorerne (15) og konditionerbare til at registrere signaler modtaget fra kodedetektorerne via indgangsledningerne, - et akkumulerende datalagerorgan indrettet til at optage og registrere akkumulerede signaler fra signal- 15 registreringsorganerne, - en logisk ELLER-portkreds (24) med en række indgangsledninger (27) forbundet hver især til de respektive indgangsledninger af signalregistreringsorganet og med en enkelt udgangsledning, og som er indrettet 20 til i udgangsledningen at frembringe de logiske ELLER- signaler fra hvert signal i indgangsledningerne til signalregistreringsorganet, og - et styreorgan indrettet til at modtage de logiske ELLER-signaler og til under varigheden af disse at 25 konditionere signalregistreringsorganerne til at re gistrere signalerne fra kodedetektorerne og ved afslutningen af hvert ELLER-signal at overføre de registrerede signaler til det akkumulerende datalagerorgan.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, i DK 163459 B at signalregistreringsorganet (23) omfatter en række flip/flop-kredse.

6. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at signalbehandlingsorganet er indrettet til repe- 5 terende at skandere udgangssignalerne fra kodedetekto-rerne (15) i rækkefølge, til ved afslutningen af hver skanderingssekvens at undersøge, hvilke signaler der er blevet modtaget under skanderingssekvensen, og til at akkumulere signaler modtaget under tidsintervaller-10 ne, når der er modtaget mindst ét signal under hver skanderingssekvens.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at signalerne akkumuleres under hvert tidsrum ved en akkumulerende logisk ELLER-behandling, hvor signalerne 15 af den første skanderingssekvens ELLER-behandles med signalerne fra den anden skanderingssekvens til udvikling af et første ELLER-resultatsignal, hvor signalerne af den tredje skanderingssekvens ELLER-behandles med det første ELLER-resultatsignal til udledning af 20 et andet ELLER-resultatsignal, hvor signalerne af den fjerde skanderingssekvens ELLER-behandles med det andet ELLER-resultatsignal og så fremdeles, indtil en skanderingssekvens ikke udviser noget signal, og at det sidste af ELLER-resultatsignalerne registreres som 25 de akkumulerede signaler for det pågældende tidsinterval .