Brevet FR2185897A1 — publié le 19740104

La présente invention concerne un générateur de caractères alphanumériques codés destiné à améliorer la fiabilité et la souplesse d'utilisation des codes engendrés et à réduire le coût de réalisation des circuits associés au clavier. Avec les claviers de type courant1 toute pression accidentelle exercée simultanément sur deux touches voisines entraine l'élaboration d'un code résultant erroné, à moins de prévoir un dispositif électronique particulier de détection des doubles frappes qui a l'inconvénient d'accroitre le volume des circuits et leur coût. Un autre inconvénient réside dans l'obtentionFde plusieurs "modes" différents dans des conditions satisfaisantes de souplesse et de réalisation, en désignant ainsi la possibilité d'affecter des codes distincts aux lettres minuscules et majuscules par exemple. Dans ce cas, le passage du code "minuscules" au code majuscules correspondant s'obtient généralement par addition d'un bit 1 supplémentaire, ce qui introduit une relation de dépendance entre les deux codes. La difficulté est encore plus grande dans le cas des codes à trois modes dont la génération nécessite l'emploi de trois interrupteurs distincts, à raison d'un interrupteur par mode, ce qui pose des problèmes de réalisation. Un autre inconvénient encore des claviers de type courant réside dans la limitation des cadences maximales de commande des touches du clavier, due à l'utilisation de deux contacts, l'un de repos, l'autre de travail, en association avec chacune de s touches, afin de s'affranchir des conséquences possibles des rebonds des contacts. Le générateur de caractères alphanumériques codés suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients et d'améliorer les conditions d'utilisation des claviers de type classique et de les produire à un moindre coût. Suivant une première caractéristique, deux touches consécutives du clavier peuvent être simultanément enfoncées sans qu'il en résulte l'obtention d'un code erroné, ni qu'il soit nécessaire de prévoir un dispositif auxiliaire pour détecter la double frappe. Le code élaboré par la seconde touche n'apparait que lorsque la première est libérée. Suivant une seconde caractéristique, la matrice à diodes qui permet de générer les codes affectés aux différentes touches du clavier est remplacée par une matrice plus simple, obtenue en substituant à chacune des diodes le contact de travail établi lors de l'enfoncement d'une touche du clavier. Suivant une troisième caractéristique de l'invention, le contact de repos qui est jumelé au contact de travail précédent dans les claviers de type classique peut être supprimé du fait qutil n'est plus nécessaire de détecter les doubles frappes. Suivant une quatrième caractéristique de l'invention, les co- des correspondant aux différents modes possibles affectés à une même touche du clavier sont indépendants les uns des autres, ce qui introduit une très grande souplesse d'exploitation. Suivant une dernière caractéristique de l'invention, les différents modes s'obtiennent à partir de matrices distinctes qui utilisent cependant, soit des lignes communes, soit des colonnes communes. On comprendra mieux les caractéristiques de l'invention en se reportant aux dessins annexés qui illustrent les principales dispositions adoptées ou les dispositions de types connus qu'elles sont destinées à remplacer - la figure 1 représente la structure d'une matrice à diodes de type classique généralement utilisée pour la génération de caractères al phanumériques codés - la figure 2 montre comment il est possible, suivant une caractéristi que de l'invention, de réaliser très simplement une matrice de codage en substituant aux diodes de la figure 1 des contacts électriques qui, par l'intermédiaire de trous métallisés obtenus par électrolyse lors de la fabrication des lignes et colonnes de la matrice par la techni que des circuits imprimés, assurent les connexions désirées entre ces dernières - les figures 3 et 4-illustrent deux dispositions habituellement utili sées pour la génération de modes distincts - la figure 5 représente l'agencement général des circuits du généra teur de caractères alphanumériques codés suivant l'invention, dans le cas d'un mode unique ; - la figure 6 représente un agencement possible des circuits du généra teur de caractères alphanumériques codés suivant l'inv-ention, dans le cas de deux modes distincts. On reconnait, dans la figure 1 l'un des types de montages généralement utilisés pour engendrer des caractères alphanumériques codés à partir des touches d'un clavier. La matrice considérée ici à titre d'exemple comprend lignes 101, 102, ..., 108 et 4 colonnes 111, 112, 113, 114. A chacune de ces colonnes est associé un contact électrique tel que 121, 122, 123 ou 124, solidaire d'une touche du clavier ; tous les contacts sont normalement au repos.Pour obtenir le code caractéristique d'un caractère alphanumérique, il suffit - suivant un procédé bien connu - d'établir le contact de travail solidaire de la touche portant ledit caractère, ce qui - dans le cas d'une logique positive a pour effet de faire apparaître le potentiel zéro de la masse sur celles des lignes horizontales de la matrice qui sont connectées par des diodes au contact ainsi établi, cependant que le potentiel des autres lignes de la laême matrice reste inchangé.A titre d'exemple} ltétabîissement du contact de travail 121 a pour effet de faire apparaître un potentiel zéro sur chacune des deux lignes 101 et 103, un courant s'écoulant vers la masse par l'intermédiaire des diodes 131 et 141 d'une part, et par l'intermédiaire du contact de travail 121 d'autre part ; au même instant, chacune des autres lignes de la matrice conserve la valeur positive du potentiel qui lui est imposée par les circuits disposés en amont. Cette disposition présente deux inconvénients - d'une part, dans les cas d'utilisation de codes équilibrés à nombre constant de chiffres binaires 0 ou 1, l'abaissement accidentel et simultané de deux touches voisines du même clavier se traduit par la génération d'un code non équilibré, qui met donc en défaut la logique utilisée ; - d'autre part, elle ne permet qu'un seul mode : le mode "minuscule" ou le mode "majuscule". Il est aisé de mettre en évidence le défaut de logique qui se manifeste dans le premier cas en considérant, par exemple, l'établissement simultané des deux contacts de travail 121 et 122 de la figure 1 alors qu'un potentiel zéro doit apparaître sur les deux seules lignes 101 et 103 lorsqu'on établit le seul contact de travail 121, et sur les deux seules lignes 101 et 105 lorsqu'on établit le seul contact de tra vail 122, la manoeuvre simultanée des deux touches correspondantes du clavier fait apparaître des potentiels zéro sur les trois lignes 101, 103 et 105 par conduction des quatre diodes 131, 132, 141 et 142. Pour se protéger contre de tels défauts de logique, il faut prévoir un dispositif auxiliaire de contrôle des doubles frappes inhibant les codes mal générés, et qui impose à l'utilisateur de relâcher une touche avant d'en enfoncer une nouvelle ; un tel dispositif a l'inconvénient d'accroître les dimensions du circuit et d'être onéreux, la mise en place d'un contrôle de double frappe impliquant l'utilisation pour chaque touche du clavier d'un contact de travail, mais aussi d'un contact de repos. La figure 2 montre les simplifications obtenues, suivant une caractéristique de l'invention, lorsqu'on remplace les diodes de la figure 1 par des contacts de travail assurant la liaison entre les lignes et les colonnes de la matrice de caractères. Dans cette figure, les lignes 201 à 208 de la matrice et les colonnes 211 à 218 de la même matrice sont obtenues suivant la technique des circuits imprimés double face - donc de façon économique et fiable -, et réalisées suivant deux groupes de conducteurs parallèles. Entre ces deux groupes, ondispose le clavier 220 de type classique dont on a représenté l'une des touches 221 en traits pointillés, ainsi que le contact de travail associé 222.Ce dernier est relié à une ligne 202 du premier groupe de conducteurs et à une ligne 216 du second groupe au moyen de conducteurs auxiliaires portant les repères 223 et 224, les connexions électriques étant réalisées en chacun des points 225 et 226 de la figure. En pratique, les points de connexion 223 et 226 sont obtenus, suivant une disposition connue, en perçant d'abord deux trous dans la plaquette qui supportera sur l'une de ses faces les deux groupes de conducteurs 201 à 208 et 211 à 218 et, sur l'autre face, les conducteurs de liaison 223 et 224 ; puis en effectuant par électrolyse, lors de la fabrication du circuit imprimé, un dépôt métallique qui - en garnissant le volume délimité par le trou - assure un pont entre les conducteurs correspondants des deux faces. Avant de montrer comment le dispositif suivant l'invention peut permettre dé générer des caractères alphanumériques codés à plusieurs modes, on rappellera, au moyen des figures 3 et 4, deux procédés générale ment utilisés dans le même but. Dans la figure 3, on utilise un transcodage sur l'ensemble des codes générés, supposés limités, pour simplifier, à 4 chiffres binaires. Le code obtenu lors de l'établissement du contact de travail 301 correspondant au caractère à générer apparaît sur les lignes de sortie 311 à 314 de la matrice. Mais ce code - dont on a supposé qu'il était un code équilibré à deux chiffres 0 et à deux chiffres I - peut être modifié au moyen d'un circuit de transcodage 320, suivant la position occupée par la touche de sélection de mode 321 - lorsque cette touche est en position de repos, le code reçu de la ma trice se retrouve inchangé sur l'ensemble des sorties 331 à 334 - lorsque cette touche passe en position de travail, commandant ainsi l'autre mode possible, l'un des chiffres binaires de la combinaison précédente est modifié. Ce sont donc deux combinaisons codées distinctes qui sont éla- borées dans les deux cas sur l'ensemble des sorties 331 à 334. Dans la figure 4, le mode choisi s'obtient par la manoeuvre d'une touche 401 qui sélectionne l'une ou l'autre des deux matrices utilisées. On s'est limité, pour simplifier, à deux touches de caractères 411 et 412, chaque touche pouvant commander deux contacts de travail (a) et (b) qui s'établissent simultanément. Les deux matrices qu'il y a lieu de considérer comportent le même jeu de lignes horizontales 421 à 424, mais deux jeux de colonnes verticales (431, 432) et (441, 442) dont un seul à la fois est sélectionné au moyen de la touche de sélection de mode 401 : le premier jeu lorsque cette touche est en position 401 a, et le second lorsqu'elle est en position. 401 b. Les deux procédés illustrés par les figures 3 et 4 rendent difficile toute modification du ou des codes affectés à une meme touche du clavier en raison de la rigidité des circuits. On verra plus loin comment le générateur de caractères alphabétiques codés suivant l'invention permet de modifier le code en fonction du mode choisi avec toute la souplesse désirable. La figure 5 représente l'agencement général des circuits de ce générateur dans le cas d'un mode unique. Un compteur binaire 501 reçoit sur son entrée 502, par l'inter médiaire d'une porte 503, les signaux qu'une horloge auxiliaire applique en permanence sur l'une des deux entrées 504 de cette porte. A chaque periode des signaux d'horloge, le contenu du compteur 501 est incrémenté d'une unité. Le nombre des états distincts pouvant être définis par le compteur, au cours d'un même cycle, est choisi égal au nombre des points de la matrice 505 réalisée suivant les dispositions de la figure 2.Dans le cas d'une matrice de 8 x 8, on utilisera donc un compteur dont le contenu évoluera cycliquement de O à 63 au maximum, comme supposé dans la figure, en sorte que sur les six sorties de ce compteur apparaîtra à chaque instant une combinaison codée différente définie en binaire naturel ou en tout autre code et que l'on représentera sous la forme (b6 b5 b4 b3 b2 bol). Les trois bits (b3 b2 b1) des ordres binaires inférieurs et les 321 trois bits (b6 b5 b4) des ordres binaires supérieurs sont appliqués sur les entrées de deux distributeurs 506 et 507 à 8 sorties chacun. Les huit sorties du distributeur 506 sont connectées aux lignes horizontales de la matrice 505, qui sont donc explorées séquentiellement à la fréquence des signaux d'horloge. Le signal binaire singulier qui apparaît à un instant donné sur l'une des sorties du distributeur 506 peut donc être transmis vers les colonnes de la matrice 505 par ceux des contacts tels que 508 qui, au même instant, sont en position de travail. Le fonctionnement séquentiel du distributeur 507 est comparable à celui du distributeur 506, mais sa cadence d'exploration s'effectue à une fréquence 8 fois moindre. Le roule de ce distributeur est d'explorer cycliquement les 8 colonnes de la matrice 505 par l'intermédiaire d'un multiplexeur 509 dont la sortie unique 510 peut délivrer à chaque instant un signal binaire qui contrôle l'état de la porte 503. Si le contact 508 déjà considéré est disposé à l'intersection de la ligne (i) et de la colonne (j) de la matrice 505, il faudra attendre - par rapport à l'origine de chaque cycle du compteur 501 - que soit appliqué sur son entrée 502 un nombre n de périodes de signaux d'horloge égal à n = (i - 1) + 8(j - 1) avec : 1 et : 1 4 j z 8 A ce moment, le point de connexion de coordonnées (i,j) de la matrice 505 est sélectionné par le multiplexeur 509, et deux cas peuvent se produire - si le contact 508 associé à ce point de connexion est en position de repos, le multiplexeur délivre sur sa sortie un signal binaire de va leur 1 qui, appliqué sur l'entrée de contrôle de la porte 503, autorise la poursuite du fonctionnement cyclique du compteur 501 1 - si, au contraire, le contact 508 est en position de travail, le signal binaire de sortie du multiplexeur 509 prend la valeur 0, ce qui provo que le blocage de la porte 503 et l'arrêt de l'évolution du contenu du compteur 501 : la combinaison codée (b6 b5 b4 b3 b2 bl) qui apparaît alors sur les six sorties de ce compteur caractérise la touche du cla vier qui est associée au contact 508 en position de travail. Le circuit est complété par un jeu de six portes 511 à 516 qui autorisent la lecture de la combinaison sélectionnée (b6 b5 b4 b3 b2 bl) par application d'un signal binaire de lecture appliqué- sur l'entrée 517 commune aux six portes. L'intéret du générateur de caractères alphanumériques codés selon l'invention, par rapport aux dispositifs connus de même type, réside dans les considérations ci-après - à chaque touche du clavier n'est associé qu'un contact de travail - les diodes de la matrice disparaissent et sont remplacées, comme illus tré dans la figure 2, par des trous métallisés sur un circuit imprimé double face ; - enfin, il n'est plus nécessaire de relâcher une première touche avant d'en enfoncer une seconde, le code correspondant à la seconde n'appa raissant que lorsque la première a été libérée. La figure 6 montre comment il est possible de constituer le générateur de caractères alphanumériques codés suivant l'invention lorsque l'on désire obtenir plusieurs modes. Dans ce cas, à chacun des distributeurs 506 et 507 sont associées deux matrices 505 (a) et 505 (b) d'une part et deux multiplexeurs 509 (a) et 509 (b) d'autre part, les circuits portant le repère (a) étant par exemple affectés aux minuscules et les circuits portant le repère (b) étant affectés aux majuscules.Les deux multiplexeurs sont sélectionnés, dans le cas de combinaisons codées à six bits (b6 b5 b4 b3 b2 bl), par un septième bit (b7) et son complément (b7), cependant que les sorties des multiplexeurs sont reliées entre elles pour constituer une sortie unique 510 utilisée, comme précédemment, pour commander l'arrêt de l'évo- lution cyclique du compteur 501 lorsque les conditions suivantes sont réalisées - d'une part, le point de connexion sélectionné dans celle des deux ma trices 505 (a) et 505 (b) qui est active à cet instant est le point de coordonnées (i, j) - d'autre part, le contact établi en ce point est un contact de travail appartenant à la touche dont on désire obtenir le code caractéristique (b7 b6 5 b4 3 2 bl) ou (b b6 b5 b4 b3 b2 bl) suivant le cas, 7 L'intérêt de cette extension du générateur de caractères alphanumériques codés suivant l'invention réside dans le fait que les deux contacts qui sont associés à une même touche du clavier pour l'obtention de l'un ou l'autre des deux modes possibles ne doivent pas correspondre nécessairement aux mêmes coordonnées (i, j) dans chacune des deux matrices 505 (a) et 505 (b). I1 en résulte qu'il 'y a plus aucune relation entre les différents codes affectés à une même touche selon le mode sélectionné, ce qui procure un avantage de souplesse par rapport aux dispositifs connus du même genre, tels que ceux illustrés par les figures 3 et 4. REVENDIAT IONS 1. Dispositif permettant de réaliser un générateur de caractères alpha numériques codés, caractérisé par l'emploi d'une matrice simplifiée dans laquelle les points de connexion sont constitués, non plus par des diodes comme dans les matrices de type classique, mais par de simples contacts de travail qui assurent chacun la liaison entre les lignes et les co lonnes de la matrice lorsque la touche du clavier qui correspond au caractère à générer est enfoncée, à l'exclusion de tout contact de repos comme dans les réalisations connues du même type. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les lignes et les colonnes de la matrice utilisée sont constituées par deux groupes de conducteurs parallèles disposés sur une même face d'une plaquette à circuits imprimés et que les conducteurs en provenance du contact de travail utilisé com me point de connexion sont disposés suivant l'autre face, les liai sons électriques entre les deux faces étant obtenues, lors de la fa brication du circuit imprimé, au moyen de deux trous métallisés ju dicieusement disposés. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matrice utilisée est complétée par une horloge qui commande l'avance d'un compteur dont les signaux de sortie explorent en permanence les lignes et les colonnes de la ma trice afin de déterminer l'adresse du point de connexion correspon dant au caractère à générer, et dont le fonctionnement est arrêté sous le contrôle d'un multiplexeur auxiliaire dès que cette adresse est identifiée, la lecture du contenu du compteur fournissant alors la représentation codée du même caractère jusqu'à ce que la touche correspondante du clavier soit libérée, même si une autre touche est simultanément enfoncée. 4. Dispositif suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il est possible d'affecter à une même tou che du clavier plusieurs modes indépendants les uns des autres, en attribuant à chacun des modes autant de matrices distinctes dont une seule à la fois est sélectionnée en fonction du mode choisi.