[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Tastschalterblock.Unter
einem Tastschalterblock soll eine Gruppe von Schaltern (mindestens zwei) verstanden
werden, deren Kontakt nur während des Betätigens (Antippens) geschlossen wird, wobei
die Schalter funktionell so verknüpft sind, daß nur der jeweils zuletzt betätigte
"gilt", die übrigen aber daraufhin "ungültig" werden. Die Schalter sind also nicht
mechanisch, sondern elektrisch gegeneinander verriegelt. Damit der Benutzer erkennen
kann, welcher Schalter als betätigt angenommen wird, ist jedem Schalter eine Kontroll-Lampe
zugeordnet.
[0002] Derartige Tastschalterblöcke finden sich beispielsweise in elektronischen Musikinstrumenten;
mittels der Schalter wird beispielsweise die Klangfarbe der Töne verändert, um unterschiedliche
konventionelle Musikinstrumente zu simulieren.
[0003] Es ist bekannt, jeder Kontroll-Lampe einen der parallelen Ausgänge eines Schieberegisters
zuzuordnen.Von einer Steuereinheit werden Binärdaten seriell durch das Schieberegister
geschoben, um sie zu einer gesteuerten Baugruppe, etwa Filtern, Speichern usw. zu
übertragen. An den Registerausgängen steht jedoch ständig der Speicherinhalt in Form
von hohem oder niedrigem Pegel, und alle Lampen hängen mit einem Eingang an einer
Sammelschiene. Wenn diese beispielsweise hohen Pegel führt, entspricht einem Binärausgang
"O" des Registers die aufleuchtende Lampe; alle andern Ausgänge führen dann ebenfalls
hohen Pegel, so daß über den andern Lampen keine Potentialdifferenz steht.
[0004] Wenn von diesem Betriebszustand ausgehend (einer der Tastschalter war betätigt worden,
die Steuereinheit hat entsprechende Binärdaten geliefert und das Schieberegister entsprechend
geladen) ein anderer Schalter getippt wird, muß dies der Steuereinheit rückgemeldet
werden, damit diese das Schieberegister entsprechend umlädt.- Man könnte natürlich
von jedem einzelnen Schalter eine Leitungsverbindung zur Steuereinheit führen oder
die Schalter mit einem gesonderten Multiplexer abfragen, doch würde dies insbesondere
bei einer großen Anzahl von Schaltern im Schalterblock einen erheblichen Aufwand bedingen.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen, bei der die Abfrage der Schalter mit
einem Minimum an Aufwand, insbesondere hinsichtlich der Verdrahtung und unter weitgehender
Verwendung der vorhandenen Bauteile ermöglicht ist.
[0006] Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche definieren zweckmäßige und vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung.
[0007] Man kann aus der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele entnehmen, daß
nur vier oder sogar nur drei Leitungen zwischen der Steuereinheit und dem Tastschalterblock
benötigt werden, je nachdem, wieviel Datenverarbeitungskapazität die Steuereinheit
zur Verfügung stellen kann. Auf weitere Vorteile wird im Laufe der folgenden Beschreibung
hingewiesen.
[0008] Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen im einzelnen erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,
und
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 in analoger
Darstellung.
[0009] Die Steuereinheit 10 liefert seriell Eingangsdaten über Leitung 12 an ein Schieberegister
14. Nachdem das Schieberegister einmal durchgetaktet ist, stehen die binären Daten
auf den Leseausgängen 16.1, 16.2,...16.n des Schieberegisters 14. Es sei angenommen,
daß einem zuletzt betätigten Schalter 18.1, 18.2,..., 18.n ein Pegel "0" auf der zugeordneten
Ausgangsleitung 16 zugeordnet sei; die Ausgänge 16 sind mit der jeweils zu dem Schalter
gehörenden, z. B. in seiner Taste angeordneten Lampe 20.1, 20.2,..., 20.n verbunden.
Da die anderen Klemmen der Lampen 20 gemeinsam an einer hohen Pegel "V" führenden
Schiene 22 liegen, leuchtet die betreffende Lampe auf.
[0010] Die Schalter 18 sind mit Arbeitskontakten ausgestattet. Ihre eine Klemme ist mit
dem zugeordneten Ausgang 16 des Schieberegisters 14 verbunden, während die andere
Klemme beim Betätigen des Schalters durch Antippen kurzzeitig mit einer Signalisierleitung
24 verbunden wird. Die Signalisierung 24 liegt in den Schalter-Betätigungspausen über
einen Vorwiderstand 26 ebenfalls an dem hohen Pegel V.
[0011] Um festzustellen, ob ein Schalter angetippt wird, und welcher das ist, werden von
der Steuereinheit 10 aus über die Löschleitung 28 in bestimmten zeitlichen Abständen
die Inhalte des Schieberegisters 14 gelöscht, so daß an allen Ausgängen 16 gleichzeitig
der Pegel 0 steht. Ist zu diesem Zeitpunkt irgendeiner der Schalter 18
x geschlossen, erscheint auf der Signalisierleitun
g 24 demgemäß der Pegel "O". Daraufhin beginnt die Steuereinheit, Hochpegelbits durch
das Schieberegister zu schieben, wobei die Verschiebung durch den Takt auf Leitung
30 vorgesehen ist, und zwar solange, bis beim nächsten Zyklus wieder dieselbe Ausgangsleitung
16
X abgefragt wird. Über den noch geschlossenen Schalter gelangt dann ein V-Pe
qel auf Signalisierleitung 24, und die Anzahl der Hochpegelbits, die bis dahin ab Beginn
des Schiebezyklus von der Steuereinheit erzeugt worden sind, identifiziert die Position
des betreffenden Schalters 18
X in der seriellen Datenfolge am Ausgang des Schieberegisters.
[0012] Anstelle des Abfragesignals auf der I,öschleitung 28 kann man auch von der Steuereinheit
10 aus einen Schiebezyklus lang Nullen über den seriellen Dateneingang geben, bis
auf der Signalisierleitung, wie zuvor, der Nullpegel über den Schalter 18
X durchgeschaltet wird. Damit wird die Anzahl der Leitungen von vier auf drei verringert,
doch vergrößert sich der Aufwand in der Steuereinheit wegen der größeren Zahl der
zu verarbeitenden Daten.
[0013] Bei dem insoweit beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei jedem Abfragevorgang
der Inhalt des Schieberegisters gelöscht und wird neu aufgebaut. Dies ist natürlich
dann unerwünscht, wenn die Schalter 18 relativ selten betätigt werden. Um die Steuereinheit
zu entlasten, kann der Inhalt des Schieberegisters beim Abfragezyklus zunächst ungelöscht
bleiben, indem der Abfrageimpuls von Löschleitung 28' -- wie in Fig. 2 dargestellt
-- UND-Gatter 32.1, 32.2,..., 32.n entsperrt, die zwischen Ausgangsleitungen 16.1,
16.2,..., 16.n und die Schalter 18.1, 18.2, ..., 18.n gelegt sind.
[0014] Es versteht sich, daß die Anzahl der Schalter 18 mit Kontrollampen 20 nicht auf die
dargestellten vier bzw. drei beschränkt sind. Das Schieberegister 14 ist handelsüblich;
sind mehr Schalter vorhanden, als der Speicherkapazität des Schieberegisters entspricht,
können weitere Schieberegister nachgeschaltet werden.
[0015] Der Abfrageimpuls auf der Löschleitung 28 braucht im obenerwähnten Anwendungsfall
nur etwa alle 100ms erzeugt zu werden, und zwar für die Dauer einer Sequenz.
[0016] Werden versehentlich gleichzeitig mehrere Tastschalter 18 gedrückt, so wird der in
der Schiebesequenz letzte als derjenige identifiziert, der als betätigt gelten soll,
wie man leicht einsieht.
[0017] Es ist anzumerken, daß der Schalterabfrageimpuls zwar alle Lampen 20 kurzzeitig unter
Betriebsspannung ersetzt, daß aber das Tastverhältnis viel zu gering ist, um die Lampen
zum Aufleuchten zu bringen, natürlich mit Ausnahme derjenigen Lampe, die ohnehin den
getippten Schalter anzeigen soll.
[0018] Ferner ist zu erwähnen, daß die beschriebene Schaltungsanordnung zusätzliche Kippkreise
überflüssig macht, die mechanischen Schaltern üblicherweise wegen etwaigen Kontaktprellens
nachgeschaltet werden.
[0019] Ein Äquivalent zur Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Verwendung eines TRISTATE-Schieberegisters
mit dem Vorteil, daß die unmittelbare bequeme Verbindung Lampe-Schalter wie in Fig.
1 dann ebenfalls möglich ist.
1. Schaltungsanordnung mit einem Schieberegister, dessen Datenausgänge mit Signallampen,
denen jeweils ein Tastschalter zugeordnet ist, verbunden sind, und mit einer Steuereinheit
zum sequentiellen Ansteuern des Schieberegisters zwecks Übertragung von dessen Inhalt
auf einen Ausgangskanal, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tastschalter (18) mit einer
Klemme an den Datenausgang (16) der zugeordneten Lampe (20) und mit der anderen Klemme
an eine einen Binärpegel (V) führende Signalisierleitung (28) angekoppelt ist, daß
die Steuereinheit (10) zum Anlegen des andern binären Pegels (0) in bestimmten Zeitabstanden
an die Schalter (18) ausgebildet ist, wobei dieser von einem getasteten Schalter (18)
auf die Signalisierleitung (28) durchgeschaltet wird und die Steuereinheit daraufhin
Bits mit dem ersten binären Pegel (V) an den seriellen Dateneingang (12) des Schieberegisters
(14) legt, bis dieser über den dem noch qeschlossenen Schalter zugeordneten Datenausgang
(16) des Schieberegisters (14) auf der Signalisierleitung (28) erscheint, so daß die
Anzahl der Bits mit dem ersten binären Pegel (V) die Position des getasteten Schalters
in der Schiebesequenz identifiziert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit
(10) den anderen binären Pegel (0) gleichzeitig an alle Schalter (18) über eine Löschleitung
(28) anlegend ausgebildet ist, wobei der Speicherinhalt des Schieberegisters (14)
gleichzeitig gelöscht wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit
(10) Bits des anderen binären Pegels (0) während bestimmter Schiebesequenzen an den
Dateneingang (12) des Schieberegisters anlegend ausgebildet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Datenausgänge
(16) des Schieberegisters (14) und die Schalter (18) jeweils ein UND-Gatter (32) gelegt
ist, an dessen Entsperreingang die Löschleitung (28')gekoppelt ist.