DE2832673A1

DE2832673A1 - Tastenfeldcodiersystem

Info

Publication number: DE2832673A1
Application number: DE19782832673
Authority: DE
Inventors: Rathindra Nath Devchoudhury
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1979-02-08
Also published as: CA1100598A; DE2832673B2; US4121048A; FR2399063A1; FR2399063B1; GB2001790B; GB2001790A; JPS5425624A; DE2832673C3

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Tastenfeldcodiersystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art.

Ein bekanntes Tastenfeldcodiersystem dieser Art enthält einen Festwertspeicher, welcher für die einzelnen Tasten des Tastenfeldes charakeristische Codes speichert, wobei der für eine gedrückte Taste ausgewählte Code von einem oder mehreren an den Pestwertspeicher in Abhängigkeit von der Betätigung von Umschalttasten des Tastenfeldes angelegten Signalen abhängt.

Nachteilig bei diesem bekannten System ist, daß die Anzahl der möglichen Umschaltoperationen durch die Größe des Festwertspeichers begrenzt ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Tastenfeldcodiersystem anzugeben, welches diese Beschränkungen nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines Tastenfeldcodiersystems;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein in dem in Fig. 1 dargestellten System verwendetes Tastenfeld;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer Schaltermatrix;

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Fig. 4 ein Zeitgabediagramm;

Fig. 5A und 5B Schaltungen für zwei der in dem Tastenfeld angeordneten Umschalttasten;

Fig. 6 (A bis F) verschiedene Signalformen zur VeranschauIichung der Arbeitsweise der Umschalttasten des Tastenfeldes; und

Fig. 7 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Teils des Tastenfeldsystems.

In Fig. 1 ist ein Tastenfeldcodiersystem in Blockform dargestellt. Das System enthält ein Tastenfeld 20 mit einer Tastenschalter-Diodenmatrix und eine Tastenfeld-Codiereinheit 22 zur Aufnahme von von dem Tastenfeld 20 kommenden eine gedruckte Taste desselben kennzeichnenden Signalen und zur Ausgabe von Daten in Form eines Mehr-Bit-Codes, welcher die gedrückte Taste kennzeichnet und einer Verarbeitungseinheit 24 zugeführt wird, welche die Daten in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsgebiet des Tastenfeldsystems verarbeitet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zur Kennzeichnung der jeweils gedrückten Taste der Sieben-Bit-USA-Standard-Code for Information Interchange (ASCII) verwendet. Selbstverständlich können auch andere Mehr-Bit-Codes verwendet werden. Die Tastenfeldcodiereinheit 22 ist in der Lage in η-fach überlappender Eingabeoperation zu arbeiten, wobei η eine beliebige ganze Zahl sein kann. Unter überlappender Eingabeoperation soll in der vorliegenden Beschreibung die Fähigkeit verstanden werden, die Signale einer gedrückten Taste selbst dann anzunehmen und zu codieren, wenn eine oder mehrere zuvor gedrückte Tasten zum Zeitpunkt des

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Drückens der letzten Taste noch nicht wieder freigegeben wurden. Ein Beispiel eines Tastenfeldsystems mit dieser Fähigkeit ist in der US-PS 3 675 239 beschrieben.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendetes Tastenfeld 20 dargestellt. In diesem Tastenfeld 20 ist eine Vielzahl alphanumerischer Tasten enthalten, welche jeweils für das Schreiben von Groß- 28 und Kleinbuchstaben 30 bzw. entsprechende andere bei Geschäftsvorgängen zu druckende oder einzugebende Zeichen eingerichtet sind. Das Tastenfeld enthält ferner eine Vielzahl von Operationstasten und eine Reihe von durch den Kunden programmierbare Tasten 29. Normalerweise enthält das Tastenfeld zwei Umschalttasten 32 und 34, um die einer gedrückten Steuertaste 26 entsprechenden Daten von Klein- auf Großbuchstaben umzuschalten, wobei die Umschalttaste 32 zum Zeichen dafür gedrückt wird, daß eine Umschaltoperation beginnt, während die Umschalttaste 34 zum Zeichen dafür gedrückt wird, daß die Umschaltoperation beendet ist. Für verschiedene Geschäftsvorgänge hat es sich als wünschenswert erwiesen, weitere Umschalttasten zur Verfügung zu haben, wie dies in Fig. 2 durch die Taste 36 (Funktionstaste), die Taste 38 (Steuertaste), die Taste 40 (Mehrfach-Code) und die Taste 41 (Wiederholungstaste) angedeutet ist. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß jede beliebige Taste 26 des Tastenfeldes so ausgestaltet werden kann, daß sie als Umschalttaste arbeitet.

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In Fig. 3 ist eine Schaltermatrix schematisch dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 42 versehen ist und zusammen mit dem Tastenfeld 20 dazu verwendet wird, ein einer beliebigen gedrückten Taste 26, welche in dem Tastenfeld 20 als Umschalttaste verwendet wird, entsprechendes Signal auszugeben. Diese Schaltermatrix enthält eine Vielzahl von Eingangszeilenleitern Κ..-R und eine Vielzahl von Ausgangsspaltenleitern C₁-G . Die Reihen- und Spaltenleiter sind über Schaltungsmittel miteinander verbunden, welche aus einem Schalterkontakt 44, der jeweils einer Taste des Tastenfeldes 20 zugeordnet ist und beim Drücken dieser Taste geschlossen wird, und einer Diode 46 besteht. Die Dioden 46 (Fig. 3) dienen dazu, Fehlersignale zu unterdrücken, die auftreten würden, wenn mehr als zwei Tasten gleichzeitig gedrückt würden. Die Zeilenleiter R₁-R werden nacheinander durch Abtastimpulse 48 (Fig. 4} abgetastet. Ist zum Zeitpunkt des Auftretens eines Abtastimpulses 48 eine Taste 26 gedrückt, dann wird der über den geschlossenen Schalterkontakt 44 mit dem gerade abgetasteten Zeilenleiter verbundene Spaltenleiter durch diesen Abtastimpuls erregt, d. h. dieser Impuls wird über den Spaltenleiter zur Tastenfeldcodiereinheit 22 übertragen, welche den der gedrückten Taste entsprechenden Mehr-Bit-Code erzeugt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten Abtastimpulse 48 negative Impulse, obwohl selbstverständlich auch positive Impulse verwendet werden können. Ferner ist es auch möglich, daß die Spaltenleiter C₁-C durch die Abtastimpulse abgetastet

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werden können, wobei die Reihenleiter R₁-R feststellen,

ι η

welche der als Umschalttaste arbeitende Taste 26 gedrückt wurde.

In den Fig. 5A und 5B ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung gezeigt, wie sie für den Betrieb der Tasten des Tastenfeldes 20 als Umschalttaste verwendet werden kann. Ein Umschaltkontakt 50 (Fig. 5A) einer ersten als Umschalttaste arbeitenden Taste ist über einen Leiter 52 mit einem ODER-Glied 54 mit offenem Kollektor gekoppelt, dessen anderer Eingang mit dem Reihenleiter R₁ und dessen Ausgang mit dem Spaltenleiter C. verbunden ist. Der Schalterkontakt ist außerdem über einen zweiten Leiter 56 mit einem Inverter 58 verbunden, dessen Ausgang mit einem zweiten ODER-Glied 60 mit offenem Kollektor gekoppelt ist, dessen Ausgang ebenfalls mit dem Spaltenleiter C-verbunden ist. Der andere Eingang des ODER-Gliedes 60 ist mit dem Zeilenleiter R„ verbunden. In Fig. 5B ist eine zweite Umschalttaste gezeigt, deren Schalterkontakt 62 (Fig. 3) in ähnlicher Weise, wie dies für den Schalterkontakt 50 beschrieben wurde, mit ODER-Gliedern 64, 66 mit offenem Kollektor verbunden, deren Ausgänge mit dem Spaltenleiter C₁ und deren andere Eingänge jeweils mit den Zeilenleitern R₃ bzw. R. verbunden sind. Obwohl die Schalterkontakte der Umschalttasten bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem gleichen Spaltenleiter C₁ verbunden sind, können selbstverständlich die Umschaltkontakte mit beliebigen Spalten- und Zeilenleitern verbunden sein und in der beschriebenen Weise arbeiten.

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Die Ausgänge der ODER-Glieder 54 und 64 befinden sich normalerweise in ihrem hohen oder L-Zustand, welcher bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, in welchem eine TTL-Logik (Transistor-Transistor-Logik) verwendet wird, +5 Volt beträgt. Diese Spannung wird von einer Spannungsquelle 68 abgegeben. Der Ausgang des ODER-Gliedes 60 befindet sich normalerweise auf dem gleichen Pegel wie der Zeilenleiter R„. Beim Schließen des Schalterkontaktes (Fig. 5A) infolge des Drückens der zugeordneten Umschalttaste wird die Spannungsquelle 68 an Masse gelegt, wodurch der Leiter 52 niedriges Potential annimmt, so daß beim Auftreten des Abtastimpulses 48 (Fig. 4) auf dem Zeilenleiter R., der Ausgang des ODER-Gliedes 54 niedriges Potential annimmt. Durch diese Bedingung stellt der Codierer 22 fest, daß an der Verbindungsstelle der Leiter R₁ und C. (Fig. 3) eine Taste gedrückt wurde und der Impuls 48 wird durch den Codierer 22 als ein das Drücken einer Umschalttaste in der genannten Position kennzeichnendes Signal aufgenommen. Beim öffnen des Schalterkontaktes 50 als Folge der Freigabe der Umschalttaste befindet sich der Ausgang des ODER-Gliedes 60 zum Zeitpunkt des Auftretens des Abtastimpulses 48 auf dem Zeilenleiter R„ auf niedrigem Potential, wobei dieses Ausgangssignal von dem Codierer 22 als Drücken einer zweiten Umschalttaste an der Verbindungsstelle der Leiter R_ und C. der Schaltermatrix 42 (Fig. 3) angenommen wird, wie dies durch die gestrichelte Linie 70 angedeutet ist. Dieser zweite Impuls wird von dem Codierer 22 als das Ergebnis

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des Drückens einer zweiten virtuellen Umschalttaste an dem genannten Verbindungspunkt gewertet. Der Mehr-Bit-Code jeder zwischen dem Drücken und der Freigabe der Umschalttaste, dessen Schalterkontakte durch den Kontakt 50 (Fig. 5A) dargestellt sind, gedrückten Taste 26 (Fig. 2) des Tastenfeldes 20 wird durch die Verarbeitungseinheit 24 (Fig. 1) in Abhängigkeit von der jeweiligen Funktion der betätigten Umschalttaste geändert. Dieser Vorgang wird in bezug auf den Schalterkontakt 62 (Fig. 3 und 5B) wiederholt. Der Tastenfeldcodierer 22 wird somit durch eine Vielzahl von Umschalttasten beeinflußt, welche zwischen den Zeilenleitern R..-R und dem Spaltenleiter C₁ verbunden sind.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel einer Umschalttastenschaltung (Fig. 7) zusammen mit einem Zeitgabediagramm (Fig. 6) einer Umschalttastenoperation beschrieben. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind die Spaltenleiter C.-C der Schaltermatrix 42 mit dem Tastenfeldcodierer 22 verbunden. Der letztere kann beispielsweise ein kommerziell verfügbarer Tastenfeldcodierer sein, wie er von der American Micro-Systems, Inc., unter der Bezeichnung Encoder Nr. S9O21 vertrieben wird; dieser ist ein 90-Tasten-Codierer mit der Möglichkeit überlappender Eingabe für alle Tasten. Der Codierer 22 ist mit der Schaltermatrix 42 über die

Zeilenleiter R₁-R verbunden, welche mit den in dem 1 η

Codierer 22 erzeugten Abtastimpulsen 48 (Fig. 4) beaufschlagt werden. Die Tastenfeldschalter sind in einer 9 χ 10-Matrix angeordnet und diese Schalter

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werden zeitlich nacheinander über Zeilen- und Spaltenleiter R₁, R₂ usw. und C₁, C₃, wobei die das Ergebnis der Abtastung liefernden Signale dem Codierer 22 zugeführt werden. Ein nicht gezeigter Codierer-Taktgeber schaltet einen 9-Bit-Zeilen-Ringzähler und einen 1O-Bit-Spalten-Ringzähler (ebenfalls nicht gezeigt) fort. Der Zeilenzähler fragt nacheinander pro Taktperiode einen Zeileneingang ab und der Spaltenzähler aktiviert , nacheinander pro Taktperiode einen Spaltenausgang. Durch den fehlenden Zählgleichlauf (9 Bits gegenüber 10 Bits) der Zähler wird bewirkt, daß nacheinander innerhalb von 90 Taktperioden alle möglichen Zeilen-Spalten- Kombinationen abgefragt werden. Wenn ein geschlossener Schalter festgestellt wird, dann wird der Äbtasttakt unterbrochen und aus einem in dem Codierer enthaltenen nicht dargestellten Festwertspeicher ausgelesene Daten werden in ein Ausgaberegister (nicht gezeigt) zwecks Übertragung derselben zu der Übertragungseinheit 24 eingegeben. Selbstverständlich kann ein separater Pulsgenerator zur Erzeugung der Abtastimpulse 48 zum Abtasten der Leiter R--R verwendet werden. Die Ausgänge der ODER-Glieder 54 und 60 sind mit dem Spaltenleiter C^ verbunden, welcher von dem Codierer in der bereits beschriebenen Weise auf das Vorhandensein des genannten Ausgangssignals auf den Zeilenleitern R- bzw. R^ überprüft wird.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wird durch Drücken einer der oben erwähnten Umschalttasten 32-41 (Fig. 2) der Schalterkontakt 50 (Fig. 7) geschlossen

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(Fig. 6A), wobei dieser Kontakt so lange geschlossen bleibt bis die Umschalttaste freigegeben wird. Durch Schließen des Schalterkontaktes 50 wird die Spannungsquelle 68 an Masse gelegt, wodurch der Spaltenleiter C₁ zum Zeitpunkt des Auftretens eines Abtastimpulses an dem Zeilenleiter R₁ in der bereits beschriebenen Weise auf niedriges Potential gebracht wird. Durch Abfragen des Spaltenleiters C₁ durch den Codierer zu diesem Zeitpunkt wird in dem Codierer die an der Verbindungsstelle zwischen dem Spaltenleiter C₁ und dem Zeilenleiter R₁ liegende Umschalttaste akzeptiert (Fig. 6B). Durch den geschlossenen Kontakt 50 wird ferner' der Ausgang des ODER-Gliedes 60 auf hohes Potential gebracht, wodurch die übertragung von Abtastimpulsen über den Zeilenleiter R₂ verhindert wird.

Nachdem der Codierer 22 das Drücken der Umschalttaste akzeptiert hat, und zwar nach Empfang des negativen Impulses 48 (Fig. 4), der über den Zeilenleiter R₁ übertragen und über den Spaltenleiter C₁ empfangen und weitergeleitet wurde, tastet der Codierer 22 die anderen Zeilenleiter ab, um festzustellen, ob irgendwelche Tasten 26 (Fig. 2) gedrückt sind (Fig. 6C), wobei diese Feststellung des Gedrücktseins in der gleichen Weise akzeptiert wird (Fig. 6D) wie das Gedrücktsein der Umschalttaste (Fig. 6B). Die Freigabe der gedrückten Umschalttaste hat das Öffnen des Kontaktes 50 (Fig. 7) zur Folge, wodurch das ODER-Glied 60 in einen Zustand versetzt wird, daß es einen über den Zeilenleiter R₂

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übertragenen Abtastimpuls überträgt, welcher dem ODER-Glied 60 über den Leiter 74 (Fig. 7) zugeführt wird. Dieser Zustand wird von dem Codierer 22 über den Spaltenleiter C₁ abgefragt (Fig. 6E), wobei dieser Zustand von dem Codierer 22 als Drücken der zweiten oder virtuellen Umschalttaste akzeptiert wird, wie dies in Fig. 6F dargestellt ist. Die Erzeugung des Signals, welches das Drücken der virtuellen Umschalttaste an der Verbindungsstelle von Zeilenleiter R₉ und Spaltenleiter C₁ darstellt, bewirkt die Ausgabe von codierten Daten über den Datenausgangsleiter (Fig. 7) zu der Verarbeitungseinheit 24, um diese zu informieren, daß die Umschaltoperation beendet ist. Die Verarbeitungseinheit 24 schaltet dann die Daten für so viele Steuertasten 26 (Fig. 2) um, wie zwischen der Erzeugung des Signals an der Verbindungsstelle R₁, C₁ und an der Verbindungsstelle R^, C₁ gedrückt wurden. Aus der vorangehenden Beschreibung geht somit hervor, daß durch entsprechende Verdrahtung von Tasten des Tastenfeldes 20 in der eben beschriebenen Weise eine Umschalttastenoperation durch Drücken und Freigeben der verdrahteten Taste erzeugt werden kann.

Da die hier beschriebene Umschaltung durch das Programm der Verarbeitungseinheit 24 bewirkt wird, ist das erfindungsgemäße System äußerst flexibel, da die Tastencodes in der jeweils gewünschten Weise geändert werden können, ohne daß eine Modifizierung oder Änderung des Codierers 22 erforderlich ist. Außerdem ist es möglich, auf einfache Weise eine große Anzahl von Umschalttasten vorzusehen. Außerdem

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kann die Umschaltung unter Steuerung des Drückens und der Freigabe einer Taste erfolgen. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß für den Fachmann verschiedene Abwandlungen naheliegen. So können beispielsweise statt der ODER-Glieder 54, 60 zur Erzeugung des gleichen Signals auch andere logische Verknüpfungsglieder, wie Tri-Zustandsglieder, verwendet werden. Ein Tri-Zustandsglied ist ein logisches Verknüpfungsglied mit drei möglichen Zuständen: "0", "L" und ein dritter Zustand, in welchem der Ausgang dieses Gliedes wirkungsmäßig vom Rest der Schaltung abgeschaltet ist und keinen Einfluß mehr auf diesen ausübt. Ein solches Glied hat einen Aktivierungs-ZEntaktivierungseingang, welcher bewirkt, daß das Glied normalerweise als Verknüpfungsglied arbeitet oder daß im anderen Falle der Ausgang des Gliedes vom Rest der Schaltung abgeschaltet ist.

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Claims

TASTENFELDCODIERSYSTEM

P atentansprüche:

(1, Tastenfeldcodiersystem mit einem eine Vielzahl Tasten enthaltenden Tastenfeld; mit Abfühlmitteln, die aus einer Vielzahl von Abfühlgliedern bestehen, die jeweils mit den einzelnen Tasten gekoppelt sind, um den Betätigungszustand dieser Tasten festzustellen; mit Abtastmitteln zum Anlegen von Abtastsignalen an die genannten Abfühlmittel, um Abfühlsignale zu erzeugen, welche die Betätigung der genannten Tasten anzeigen; und mit mit den genannten Abfühlmitteln gekoppelten Codiereinrichtungen zum Erzeugen von codierten Ausgangssignalen in Abhängigkeit von den genannten Abfühlsignalen, gekennzeichnet durch eine weitere Taste, welcher ein weiteres Abfühlglied (50) zugeordnet ist, welches mit einer Schaltung (54, 58, 60) verbunden ist, die in Abhängigkeit von der Betätigung und der Freigabe der genannten weiteren Taste jeweils ein weiteres erstes bzw. zweites Abfühlsignal erzeugt, wodurch die codierten Ausgangssignale von Tasten, welche zwischen der Betätigung und der Freigabe der genannten weiteren Taste betätigt wurden, geändert werden können.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Tastenfeldcodiersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verarbeitungseinheit (24), welche mit den genannten Codiereinrichtungen (22) gekoppelt ist und in welcher die genannten ersten und zweiten weiteren Abtastsignale die Bereitstellung entsprechender erster und zweiter weiterer codierter Ausgangssignale durch die Codiereinrichtungen bewirken, welche die Verarbeitungseinheit dazu veranlassen, die den betätigten Tasten entsprechenden Codes zu ändern, welche zwischen der Aufnahme des ersten und zweiten weiteren codierten Signals empfangen wurden.
3. Tastenfeldcodiersystem nach den Ansprüchen oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfühlmittel eine Anzahl Eingangsleiter (R₁-R ) und eine Anzahl Ausgangsleiter (C₁-C ) enthalten, daß die genannten Abfühlglieder durch nach Art einer Matrix angeordnete Schalter (44) gebildet werden, welche zwischen den genannten Eingangsleitern (R₁ -R ) und den genannten Ausgangs le item (C₁-C ) über entsprechende Dioden (46) angeordnet sind, und daß die genannten Abtastmittel mit den Eingangsleitern (R₁-R ) und die genannten Codiereinrichtungen (22) mit den Ausgangsleitern (C.-C) gekoppelt sind.
4. Tastenfeldcodiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltung Verknüpfungsglieder (54, 58, 60) aufweist, von denen Eingänge mit einem ersten und einem zweiten (R^, R2) der genannten Eingangsleiter und mit einem in dem genannten weiteren Abfühlglied enthaltenen weiteren Schalter gekoppelt sind, wobei die Ausgänge der genannten Verknüpfungsglieder (54, 58, 60) mit mindestens einem der Ausgangsleiter (C₁) gekoppelt sind.

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5. Tastenfeldcodiersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsglieder bestehen aus einem ersten Verknüpfungsglied (54), dessen Eingänge mit dem genannten ersten Eingangsleiter und mit dem genannten weiteren Schalter (50) gekoppelt sind; und aus einem zweiten Verknüpfungsglied (60), dessen einer Eingang mit dem genannten zweiten Eingangsleiter und dessen anderer invertierter Eingang mit dem genannten weiteren Schalter (50) gekoppelt ist, wobei die Ausgänge des ersten und zweiten Verknüpfungsgliedes mit einem vorbestimmten der genannten Ausgangsleiter (C₁) gekoppelt sind.
6. Tastenfeldcodiersystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Spannungsversorgungsmxttel (68) zum Anlegen eines geeigneten Potentials an die genannten Verknüpfungsglieder über den genannten weiteren Schalter (50).
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