Brevet FR2575305A1 — publié le 19860627

Dispositif de commande par touches L'invention concerne un dispositif de commande par touches du type dans lequel les touches ferment, lorsqu'elles sont pressées, un contact entre des conducteurs reliés aux entrées/sorties d'un micro-ordinateur ou d'une logique câblée respectivement programmé ou agencée pour scruter l'état des touches, ces conducteurs étant constitués de M colonnes et de N lignes aux intersections desquelles sont situées les touches et les contacts associés. Dans les dispositifs de ce type les colonnes et les lignes sont générale- ment chacune reliées à une entrée/sortie ce qui mobilise M. N entrées/sorties, l'une d'elles pouvant éventuellement être remplacée par la mise à la masse d'une colonne ou d'une ligne. L'invention a pour objet un dispositif de commande par touches perfectionne de manière à minimiser le nombre d'entrées/sorties mobilisées pour le décodage et par conséquent à maximiser celles qui restent disponibles pour d'autres usages Un dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins une co; on- ne n'est reliée à une entrée/sortie que par une ligne avec interposition d'une diode entre la colonne et la ligne, I'intersection de cette colonne et de cette ligne ne comportant pas de touche et de contact associé. De préférence le dispositif comporte des moyens de rappel de l'état logiqui des lignes reliées au colonnes à un même état logique toujours le même en l'abser ce d'autre sollicitation. Le programme de scrutation du micro-ordinateur ou de la logique câblée équivalente comporte de-préférence les phases suivantes: - Configur.tion successive de chaque entrée/sortie dans lafonction (sortie inhibant l'action des moyens de rappel (R) pour cette entrée/sortie, les autres entrées/sorties étant configurées dans la fonction inverse (entrée). - Mise à 0 (ou à son complément) de la ligne testée et mémorisation de l'état logique des lignes. -Comparaison de l'état mémorisé et de l'état correspondant à l'absence de touche enfoncée. - Mémorisation du résultat (Z) de la comparaison. - Si le résultat (Z) indique une touche enfoncée, établissement d'un code de l'état des touches et comparaison avec un tableau de codes valides. Le code est avantageusement constitué d'une combinaison de l'état mémorisé et de l'état correspondant à l'absence de touche enfoncée. On peut en outre prévoir une colonne supplémentaire reliée à des moyens de rappel vers l'état logique opposé à l'état logique de rappel des lignes. Dans ce cas le programme de scrutation comporte une boucle préliminaire au cours de laquelle la colonne supplémentaire est testée. Enfin les moyens de rappel de l'état logique des lignes peuvent être avanta- geusement constitués en reliant à travers des résistances les entrées/sorties à l'alimentation positive du micro-ordinateur ou de la logique cablée. Dans ce cas la colonne supplémentaire est reliée à la masse. On a décrit ci-après un exemple de réalisation de l'invention sous forme de clavier à touches utisant un micro-ordinateur, avec référence aux dessins an- nexés dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique de l'ensemble du micro-ordinateur et du câblage des touches du clavier qui comporte 16 Touches. La figure 2 représente les relations logiques entre les lignes du clavier et les registres d'entrée'sortie dont 4 sont affectées à la gestion du clavier. La figure 3 est un tableau des valeurs hexadécimales attribuées aux touches. La figure 4 est un organigramme du programme principa;. La figure 5 est un organigramme du sous programme TOUCHE. La figure 6 est le tableau des codes valides. Le clavier 1 (figure 1) comporte 16 touches et le micro-ordinateur 2 est du type 6805P2 commercialisé en France par THOMSON-EFCIS. L'invention permet de ne mobiliser pour la scrutation des touch-es que 4 entrées/sorties du micro-ordinateur. Les entrées/sorties utilisées sont les 4 entrées/sorties de poids faible (AO à A3) du port A (figure 2). Le registre du port A et le registre directeur des données qui lui est asso- cié sont respectivement symbolisés PORTA (bits EO à E7) et DDRA (bits RO à R?). Des touches TIJ et leur contact associé sont disposés à chaque intersection de lignes LI et de colonnes CJ sauf pour les intersections de rang I égal à J. Les lignes LO à L3 sont chacune respectivement connectées par l'une de leurs extré- mités aux entrées/sorties AO à A3 et par leur extrémité opposée aux colonnes CO à C3 avec interposition d'une diode DO à D3. En outre les lignes LO à L3 sont connectées à travers une résistance R à l'alimentation + 5V et sont ainsi rame- nées à l'état logique I en l'absence d'autre sollicitation. Une colonne supplémentaire C4 est reliée en permanence à la masse et comporte 4 touches (T04 à T34) à l'intersection des lignes LO à L3 remplaçant les 4 touches manquantes de la diagonale de la matrice 4 x 4. Le tableau de la figure 3 indique les valeurs hexadécimales affectées aux intersections des lignes et des colonnes (de $00 à $OF). On va maintenant exposer le principe de scrutation. On teste d'abord l'état des touches de la colonne C4 reliée à la masse en mettant en entrée les lignes LO à L3. Il suffit pour cela de mettre à O les bits RO à R3 du registre directeur de données DDRA. On met ensuite à O les bits EO à E3 du registre PORTA. Le mon- tage "pull-up" sur les entrées/sorties ramène à l'état 1 les bits EO à E3 sauf ceux correspondant à une ligne mise à la masse par la pression d'une touche de la co- 1 5 lonne C4. On teste ensuite chaque ligne LI pour détecter l'enfoncement d'une touche située aux intersections de cette ligne avec les colonnes CO à C3 en mettant en sortie la ligne LI, les autres lignes étant en entrée (bit Ri mis à 1 et les autres bits de DDRA mis à O). Comme précédemment on met alors à O les bits EO à E3 du registre PORTA. Le bit El reste à O (ligne LI conformée en sortie) et les autres bits sont ramenés à 1 par l'effet "pull-up" sauf ceux reliés par une diode DJ à une touche pressée de la ligne LI. On se refère maintenant aux figures 4 et 5 qui représentent respectivement les organigrammes du programme principal et du sous-programme TOUCHE. La scrutation commence à l'étape 100 du programme principal o lesous-pro- gramme touche est appelé. TOUCHE positionne à O le bit Z du registre d'état (ou registre codes conditions) du micro-ordinateur si une touche est enfoncée et à 1 dans le cas contraire. Si Z = 1 (étape 101) l'exécution passe à l'étape 111 o le bit Z est mis à O, Si Z = O, un sous-programme TEMP est exécuté (étape 102). Le sous-pro- gramme TEMP introduit simplement un délai de quelques millisecondes puis le sous-programme TOUCHE est à nouveau appelé (étape 103). Cette disposition pro- tège contre les effets de rebond des touches. Le bit Z est à nouveau testé (étape 104). Si Z = 1, il n'y a pas de touche pressée et l'exécution passe à l'étape 111. Dans le cas contraire l'exécution se poursuit par les étapes 105 et suivantes dont le r8le sera exposé après avoir examiné l'organigramme du sous-programme TOUCHE. Dans la première étape 200 du sous-programme TOUCHE, une variable mémoire D est initialisée à O. Le registre directeur de données DDRA est chargé (étape 201) avec la valeur D et le registre PORTA est mis à 0. A l'étape 202 on compare E3E2E1EO à D3D2DiDO les autres bits de PORTA et de DDRA étant masques ce qui en utilisant les mnémoniques usuels du 6805 peut se faire de la façon suivante Etape 201 STA D; O, 8, 4, 2, 1 dans D ORA # $FO STA DDRA LDA PORTA AND 4 $FO STA PORTA LDA PORTA ORA e $FO Etape 202 COMA; E3E2E1EO dans A CMP D A l'étape 202 on compare E3E2EIEO à D3D2DlDO. S'il n'y a pas iden- tité une touche est pressée et le bit Z est mis à O (étape 208). Dans le cas con- traire on teste D (étape 203). Si D n'est pas nui on le divise par 2 (étape 204) par un décalage à droite. Si D est nul on le met à 8 Létape 205) et on boucle sur l'étape 201. D prend donc successivemrent les,a'eurs binaires 1000 0100 0010 0001 et finalement O. Si D prend la valeur O après l'étape 204, le bit Z est mis à 1 (étapes 206 - 207) et on retourne au programme d'appel. Dans le cas contraire le branchement s'ef- fectue à l'étape 201. On voit donc qu'à l'étape 201 on a bien successivement mis les bits ROR1R2R3 de DDRA dans les états 0000 1000 0100 0010 0001 pour tester d'abord la colonne CA puis successivement l'intersection de chaque ligne LI avec les colonnes CO à C3. On va maintenant décrire les étapes 105 et suivantes du programme princi- pal. Z est positionné à O et l'accumulateur A contient E3E2ElEO comme bits de poids faible. On génère dans l'accumulateur le code E3E2E1EOD3D2DlDO en ef- fectuant 4 décalages à gauche puis un OU logique de l'accumulateur avec la varia- ble D retournée par le programme TOUCHE. Le code ainsi constitué est donc la combinaison des 4 bits de poids faible de PORTA et des 4 bits de poids faible de DDRA. A l'étape 106 on initialise le registre index X à O et en 107 on compare le code A à l'élément de rang X d'un tableau de codes TAB (figure 6). Tant que le code A n'a pas été trouvé on incrémente X jusqu'à la valeur maxi du tableau TAB et on boucle sur l'étape 107. Si aucune comparaison n'a donné l'égalité le bit Z est mis à O en 111. Dans le cas contraire on sort avec le bit Z= 1 (étape 108) et la valeur du regis- tre X représente le numéro d'ordre du code. On résoud ainsi le problème des touches "fantôme" (cas d'un code ne figu- rant pas dans TAB si deux touches sont simultanément appuyées). Le bit Z est testé à l'étape 112. Si Z est différent de O le sousprogramme CODE est appelé, sinon la scrutation des touches est reprise à l'étape 100. Le sous-programme CODE peut par exemple, en fonction des codes entrés au clavier, envoyer (ou recevoir) des informations en direction de périphériques branchés sur des entrées/sorties disponibles. Bien entendu l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit. C'est ainsi que le micro-ordinateur pourrait être remplacé par des circuits inté- grés spécifiques de l'application ou tout autre combinaison équivalente de micro- processeur, boitiers d'entrée/sortie et mémoires. Par ailleurs les touches au lieu d'être rassemblées dans un clavier pourraient être réparties différemment dans l'espace. Revendications 1. Dispositif de commande par touches (1) du type dans lequel les touches (TIJ) ferment, lorsqu'elles sont pressées, un contact entre des conducteurs (L l, CJ) reliés aux entrées/sorties d'un micro-ordinateur (2) ou d'une logique câblée respectivement programmé ou agencée pour scruter les touches (TIJ), ces conduc- teurs étant constitués de M colonnes (CJ) et de N lignes (LI) aux intersections des- quelles sont situées les touches et les contacts associés (TIJ), caractérisé en ce qu'au moins une colonne (CO à C3) n'est reliée à une entrée/sortie (AO à A3) que par une ligne (LO à L3) avec interposition d'une diode (DO à D3) entre!a colonne et la ligne, l'intersection de cette colonne et de cette ligne ne comportant pas de touche et de contact associé (TOO, T11, T22, T33). 2. Dispositif de commande par touches selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comporte des moyens de rappel (R) de l'état logique des lignes (LO à L3) reliées aux colonnes (CO à C3) à un même état logique toujours le même en l'absence d'autre sollicitation. 3. Dispositif de commande par touches selon la revendication 2,-caractéri- sé en ce que le programme de scrutation du micro-ordinateur (2) ou de la logique câblée comporte les phases suivantes: - Configuration successive de chaque entrée/sortie (AO à A3) dans la fonc- tion (sortie) inhibant l'action des moyens de rappel (R) pour cette entrée/sortie, les autres entrées/sorties étant configurées dans la fonction inverse (entrée). - Mise à O (ou à son complément) de la ligne testée et mémorisation de l'état logique (E3E2E2EO) des lignes. - Comparaison de l'état mémorisé et de l'état correspondant à l'absence de touche enfoncée. - Mémorisation du résultat (Z) de la comparaison. - Si le résultat (Z) indique une touche enfoncée, établissement d'un code de l'état des touches et comparaison avec un tableau de codes valides. :v. Dispositif de commande par touches selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on utilise comme code de l'état des touches une combinaison (E3E2E1EOD3D2D1DO) de l'état mémorisé (E3E2ElEO) et de l'état correspondant à l'absence de touche enfoncée (D3D2DIDO). 5. Dispositif de commande par touches selon la revendication 2 ou la reven- dication 3 caractérisé en ce qu'il comporte une colonne supplémentaire (C4) reliée à des moyens de rappel vers l'état logique opposé à l'état logique de rappel des lignes (LO à L3). 6. Dispositif de commande par touches selon les revendications 3 et 5 caractérisé en ce que le programme de scrutation comporte une boucle prélimi- naire au cours de laque lle les entrées/sorties (AO à A3) sont toutes configurées simultanément dans la fonction (sortie) inverse de celle inhibant l'action des moyens de rappel (R) puis mises à O (ou à son complément) pour tester les touches (T14) de la colonne supplémentaire C4. 7. Dispositif de commande par touches selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 6 caractérisé en ce que les moyens de rappel de l'état logique des lignes sont constitués par des résistances (R) reliant les entrées/sorties (AO à A3) à l'alimentation positive du micro-ordinateur (2) ou de la logique câblée. 8. Dispositif de commande par touches selon les revendications 5 et 7 caractérisé en ce que la colonne supplémentaire (C4) est reliée à la masse.