Brevet FR2551896A1 — publié le 19850315

Terminal informatique à clavier et visualisation. La présente invention concerne un terminal informatique destiné notamment au dialogue entre un usager et une unité de traitement de données. Un tel terminal informatique comprend en règle générale un clavier, un organe de commande de visualisation, et un organe de visualisation proprement dit. Le terminal est destiné à etre relié à un interface de l'unité de traitement de données, en différentes bornes de cet interface que l'on appelle dans leur ensemble port. La tendance actuelle veut qu'un tel terminal permette un dialogue de plus en plus évolué entre l'usager et l'unité de traitement. Un tel dialogue, s'il est évolué, fait intervenir du côté du clavier un nombre de touches important, et du côté de la visualisation la possibilité d'afficher selectivement un nombre tout aussi élevé de caractères. La Demanderesse s'est ainsi posé le problème consistant à allier un clavier performant à un organe de commande de visualisation, plus classiquement dénommé organe contrôleur de visualisation, qui soit également performant, et ceci par le moyen d'un circuit qui soit aussi simple et aussi peu onéreux que possible. Un aspect plus perticulier du problème posé consiste à définir un terminal informatique qui comprenne un clavier à seize touches(ou moins)et permette la commande d'un visualisation de 80 caractères(ou moins),à partir d'un port parallèle de huit bits. La présente invention apporte une solution au problème ainsi posé. Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un terminal informatique destiné à etre relié au port d'inter- face d'une unité de traitement de données, qui comprend, en combinaison, d'une part un organe contrôleur de visualisation, relié aux bornes du port par des lignes formant bus bidirec- tionnel et par des lignes de commande, séparées des premières, et, d'autre part, un clavier matriciel dont les entrées d'interrogation sont commandées par les sorties d'un organe de décodage, excité lui-même par certaines bornes de bus du port, et dont les sorties sont reliées, par l'intermédiaire d'un organe isolateur de bus, à d'autres bornes de bus du port, tandis que l'une des lignes de commande est consacrée à l'actionnement des organes de décodage et isolateur pour rendre le clavier opératoire, et qu'une autre ligne de commande autorise le fonctionnement de l'organe controleur de visualisation. Plus particulièrement, le port d'interface étant de huit bits parallèles, quatre bits sont consacrés au bus bidirectionnel, et les quatre autres bits aux lignes de commande. Selon un autre aspect de l'invention, l'organe de décodage reçoit en outre la troisième des lignes de commande, comme signal à décoder, ce qui permet une interrogation sur huit fils pour une sortie sur deux fils, correspondant par conséquent à un clavier matriciel à seize touches. Selon un autre aspect encore de l'invention, l'organe contro- leur de visualisation est agencé pour recevoir, par groupes de quatre bits, des octets de données permettant la visualisation sélective de 80 caractères, et des octets d'instructions correspondants, ainsi que pour renvoyer, sur commande, des octets relatifs aux données en cours de visualisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la troisième ligne de commande sert alternativement comme signal à décoder pour l'interrogation du clavier matriciel et comme signal de sélection de mode pour le dialogue avec l'organe contrôle leur de visualisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaltront à l'examen de la description détaillée ciaprès, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est le schéma électrique général du mode de réalisation préférentiel du terminal selon l'invention ; et - les figures 2 et 3 sont des diagrammes temporels illustrant deux étapes particulières du fonctionnement du contrôleur de visualisation 3 de la figure 1. Sur la figure 1, la référence numérique 1 désigne un interface à huit bits parallèles, possédant des bornes référencées Io à 17. Cet interface peut par exemple faire partie d'une unité de traitement de données construite autour du circuit intégré microprocesseur 8051 vendu par la Société américaine INTEL. On sait, à partir d'un microprocesseur de ce genre, définir un interface qui possède des bornes de bus bidirectionnel et des bornes de commande. Les bornes de bus bidirectionnel sont ici 10 à I3. Elles sont reliées pour la partie haute de la figure 1 à des lignes 20 à 23 respectivement, et pour sa partie basse à des lignes 10 à 13 respectivement. Parmi les bornes de commande, Ig et 16 sont reliées pour la partie haute de la figure 1 à des lignes 25 et 26. Pour la partie basse de la figure 1 I4, I5, et 17 sont reliées respectivement à des lignes 14, 15 et 17. Les lignes 10 à 13 formant le-bus bidirectionnel, ainsi que les lignes de commande 14, 15 et 17 aboutissent à un organe contrôleur de visualisation 3, qui est par exemple le circuit intégré 44780 vendu par la Société japonaise HITACHI, et permet la commande d'une visualisation à cristaux liquides à 80 caractères (ou moins),référencée 4. Les entrées de bus DBo à DB3 du contrôleur de visualisation 3 reçoivent respoctivement les lignes bidirectionnelles 10 à 13. La ligne 17 vient sur l'entrée de validation (ENABLE) du contrôleur 3. La ligne 14 vient sur son entrée de commande sélection de registres RS (REGISTER SELECT) du meme contrôleur de visualisation 3. En partie haute de la figure 1, les lignes 22 et 23 reliées aux bornes I2 et I3 aboutissent aux entrées respectives 'O' et'1' d'un organe de décodage constitué des blocs 5 à 7. Les lignes 22 et 23 sont appliquées aux entrées 'O'et'l' -du bloc 5, dont elles constituent deux signaux d'entrée à décoder. Les blocs 6 et 7 sont deux décodeurs un parmi quatre, que l'on appelle aussi démultiplexeurs deux vers quatre, comme le rappelle la mention 2DX4 portée sur la figure 1. L'homme de l'art sait que les lignes 22 et 23, excitées en signaux binaires, définissent ensemble quatre états possibles à un moment donné. Pour chacun de ces quatre états, on pourra exciter l'une, associée, des sorties du bloc 6, ou bien l'une, associée, des sorties du bloc 7. Les deux blocs 6 et 7 présentent par ailleurs des entrées de commande illustrées sous la forme d'une validation (EN pour ENABLE) de type ET ( & . Les deux portes ET de validation ainsi prévues dans les blocs 6 et 7 reçoivent l'une et l'autre le signal de la borne 16 du port d'interface, arrivant par la ligne 26, et complémenté à l'entrée de la porte ET. Par contre, la porte ET du bloc 6 reçoit tel quel le signal de la borne Ig du port d'interface, transmis par la ligne 25, alors que celle du bloc 7 le reçoit à travers une inversion comme le manifeste le petit cercle illustré à l'arrivée de la ligne 25 dans le bloc 7. I1 est précisé enfin, qu'au repos, tous les signaux sont au niveau logique '1-' dans le circuit de la figure 1, sauf mention contraire. De la sorte, lorsque la ligne 26 reçoit de la borne 16 un signal qui passe à 0, l'un ou l'autre des décodeurs 6 et 7 sera autorisé à fonctionner. Il prendra alors en compte la sortie du bloc 5, résultant des signaux présents sur les lignes 22 et 23, sous forme binaire, pour exciter une et une seule des lignes 30 à 37. Dans son ensemble, l'organe de décodage constitué des blocs 5 à 7 réalise donc un décodage un parmi huit, c'est-à-dire un démultiplexeur trois vers huit. Cet organe de décodage peut être constitué des circuits intégrés vendus sous la désignation LS 156 par la Société des Etats-Unis TEXAS INSTRUMENTS. Dans cet exemple de réalisation, les circuits 6 et 7 sont du type à sortie en collecteur ouvert, comme l'indique le losange porté à l'intérieur de ces blocs. Les lignes 30 à 37 vont donc interroger un clavier matriciel 2, défini par deux rangées de huit touches chacune. Ce clavier matriciel possède deux sorties 38 et 39. compte tenu de l'interrogation en collecteur ouvert, ces sorties 38 et 39 sont "tirées" vers le niveau logique '1' par des résistances respectives 40, reliées par ailleurs à un niveau de + 5 volts. Lorsqu'une touche est actionnée, par exemple la touche située en haut et à gauche, l'interrogation de l'une des lignes d'entrées - ici la ligne 30 - se traduira par l'apparition d'un niveau logique bas sur l'une des lignes de sorties, ici la ligne 38. Un tel niveau de logique bas est perçu par l'organe isolateur de bs constitué des circuits 8 et 9, et constitué par exemple du circuit intégré LS 244 vendu par la Société des Etats-Unis TEXAS INSTRUMENTS. La partie 8 de ce circuit répond, comme l'organe de décodage constitué des blocs 5 à 7, au signal présent sur la ligne 26, appliqué avec inversion logique à son entrée F. Lorsque le signal sur la ligne 26 est bas (niveau logique 0), l'ensemble des circuits 8 et 9 est rendu passant, c'est-à-dire que les contenus des lignes 38 et 39 sont respectivement transmis aux-lignes 20 et 21. Cette transmission se fait avec une fonction de basculement à seuil du type "TRIGGER de SCHMIDT". Les sorties du circuit 9 sont du type à trois états, c'est-à-dire qu'elles ont un état "en l'air" lorsque l'entrée F du bloc 8 n'est pas validée.Enfin, le circuit 9 possède également une fonction de tampon. Dans ces conditions, en réponse à l'interrogation séquentielle des différentes touches du clavier 2 par les lignes d'en tréen 30 R 37, comme indiqué précédemment à propos de l'une des touches, l'isolateur de bus va à chaque interroqation d'une ligne détecter si l'une ou l'autre des deux lignes de sorties 38 et 39 passe à l'état O, et transmettre alors cette information à celle, correspondante, des lignes 20 et 21, d'où l'information retourne vers les bornes 10 et I1 de l'interface 1. On peut de cette manière faire travailler un clavier matriciel à seize touches avec quatre lignes de bus de l'interface 1, et seulement deux lignes de commande supplémentaires 15 et 16. On verra plus loin que l'une, I , de ces lignes de commande supplémentaires peut même servir aussi au fonctionnement du contrôleur de visualisation 3, de meme que bien entendu les lignes de bus bidirectionnel reliées aux bornes 10 à I3 de l'interface. Pour cela, référence est faite maintenant aux figures 2 et 3. Ces figures concernent le dialogue de l'organe contrôleur de visualisation 3 avec l'interface 1, respectivement pour la transmission d'un octet de commande et celle d'un octet de données. Pou un octet de commande, la ligne 15 reliée à l'entrée RS du contrôleur 3 demeure au niveau '0' (figure 2). La ligne 14 reliée à l'entrée de lecture-écriture R/W est elle aussi au niveau '0' ce qui indique l'écriture. La ligne 17 définira successivement en partie gauche de la figure 2, deux fronts descendants, pendant lesquels seront pris en compte successivement un premir groupe de quatre bits C1, puis un second groupe de quatre bits C2. Les deux groupes de quatre bits C1 et C2 définissent ensemble un octet de commande. On définit de la sorte des instructions utiles à la visualisation, par exemple numéro d'ordre du caractère à visualiser que l'on modifiera ultérieurement par l'écriture d'un octet de donées. La figure 2 montre également qu'entre deux opérations de dialogue de l'interface l avec le contrôleur 3, on vérifie l'état d'un drapeau d'occupation du contrôleur 3, ce drapeau étant manifesté sur la ligne 13, c'est-à-dire l'une des lignes du bus bidirectionnel. Deux étapes de contrôle de ce drapeau sont illustrées en partie centrale de la figure 2. Chaque étape comprend deux fronts descendants consécutifs du signal sur la ligne 17. Le premier de ces fronts descendants est pris en compte, pour surveiller l'état de la ligne 13. Le contrôleur 3 est considéré comme occupé si l'état de la ligne 13 est au niveau '1' lors du premier front descendant, ou libre dans le cas contraire. La deuxième étape de contrôle de drapeau d'occupation de la figure 2 a donné l'indication "libre". En conséquence, l'écriture d'une nouvelle commande définie par l'octet. C3 et C4 est effectuée dans la partie droite de la figure 2. On notera, au passage, que le signal de la ligne 14 est passé au niveau logique l pendant les étapes de contrôle du dra- peau d'occupation , ce qui indique la lecture. La figure 3 illustre un fonctionnement similaire, mais pour l'écriture d'octets de données. En partie gauche de la figure 3, le signal de la ligne 15 est maintenant au niveau '1' tandis que celui de la ligne 14 est comme précédemment au niveau 'O'. Deux fronts descendants consécutifs du signal de la ligne 17 sont utilisés pour écrire deux groupes de quatre bits de données, respectivement D1 et D2, qui forment ensemble un octet de données. Ensuite, on procède à deux étapes de contrôle de drapeau d'occupation, deux étapes étant nécessaires à cause d'une réponse occupée sur la première. Pour ces deux étapes, le signal de la ligne 15 repasse au niveau 0, et celui de la ligne 14 monte au contraire au niveau 1. Le reste sapasse comme sur la figure 3.Après la réponse libre, on passe à l'écriture d'un nouvel octet de données (groupes de quatre bits D3 et D4), les états de lignes 14 et 15 redevenant les memes qu'en partie gauche de la figure 3. Il est aisé, à l'examen des diagrammes des figures 2 et 3, de comprendre comment le contrôleur de visualisation 3 permet d'assurer l'affichage d'un nombre important de caractères, en l'espèce jusqu'à 80 caractères dans le mode de réalisation particulier décrit. Pour cela, il utilise sept des huit bornes de l'interface 1, puisque la borne 16 est consacrée exclusivement à l'autorisation de fonctionnement de l'organe décodage constitué des blocs 5 à 7 et de l'organe d'isolation de bus constitué des blocs 8 et 9. I1 convient de souligner la grande simplicité des circuits de la figure 1, qui permet néanmoins d'associer à un interface de huit bits parallèles un clavier matriciel de seize touches, et un contrôleur de visualisation propre à exciter un dispositif de visualisation 4 à cristaux liquides opérant sur 80 caractères. Le terminal de la présente invention peut servir en de nombreuses applications, notamment celles où un usager demande pa le clavier une certaine quantité de marchandise, que l'affichage va alors indiquer, -pour contrôle, avant la délivrance de cette marchandise. Revendications. 1. Terminal informatique, destiné à etre relié au port d'interface (1) d'une unité de traitement de données, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, d'une part un organe contrôleur de visualisation (3), relié aux bornes du port (Io à I7) par des lignes (10 à 13) formant bus bidirectionnel et par des lignes de commande (14, 15, 17) séparées des premières, et d'autre part un clavier matriciel (2), dont les entrées d'interrogation sont commandées par les sorties (30 à 37) d'un organe de décodage (5,6,7), excité lui-meme par certaines bornes de bus (I2, I3) du port, et dont les sorties (38,39) sont reliées, par l'intermédiaire d'un organe isolateur de bus (8, 9, 20, 21), à d'autres bornes (loti I1) de bus du port, tandis que l-'une des lignes de commande (16 26) est consacrée à l'actionnement des organes de décodage et isolateur pour rendre le clavier opératoire, et qu'une autre ligne de commande (I7, 17) autorise le fonctionnement de l'organe contrôleur de visualisation. 2. Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le port d'interface étant de huit bits parallèles, quatre bits sont consacrés au bus bidirectionnel, et les quatre autres bits aux lignes de commande. 3. Terminal selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux des bits de bus (I2, I3) sont appliqués (22,23) à l'or- gane de décodage (5, 6, 7) et les deux autres (loi I1) sont reliés (20, 21) à la sortie de l'organe isolateur de bus (8, 9). 4. Terminal selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de décodage (5, 6, 7) reçoit en outre la troisième (25) des lignes de commande comme signal à décoder, ce qui permet une interrogation sur huit fils pour une sortie sur deux fils, correspondant par conséquent à un clavier matriciel à seize touches. 5. Terminal selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe contrôleur de visualisation (3) est agencé pour recevoir, par groupes de quatre bits, des octets de données permettant la visualisation sélective de 80 caractères, et des octets d'instructions correspondants, ainsi que pour renvoyer, sur commande, des octets relatifs aux données en cours de visualisation. 6. Terminal selon la revendication 5, prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que la troisième ligne de commande (25,15) sert alternativement comme signal à décoder (25) pour l'interrogation duclavier matriciel et comme signal de sélection de mode.(15) pour le dialogue avec l'organe contrôleur de visualisation.