专利名称：单用微机多终端装置的制作方法
技术领域：
微型计算机(又称为个人计算机)，在国外特别在西方国家十分普及而且价格极低，低档几百元，高档的也只有几千元，一般的人都有购买能力。微机办公及家庭微机化都很普遍。在我国，近年来微机也在逐渐普及，但由于我国经济不发达，微机每台价格一般都在1万元至6万元之间，个人购买微机几乎是不可能的，只能是企业、机关等公共部门集体购买，但由于微机“个人用”的局限性，加上微机应用技术并没有普及到非专业人员这一广大社会层次上，使用微机的几乎都是程序员和操作员。而且还常常安装在机房里，因而我国微机的利用率不到30％。如何提高计算机的利用率、使计算机在我国真正得以普及是一个十分迫切的问题。
单用户多终端装置的发明目的是为了推广和普及计算机应用技术，让微机象电话一样摆在人们的办公桌上，突破微型计算机的“个人用”的局限性，以极低的成本在一台微机上延伸出多个终端。加速办公自动化，提高工作效率。
单用户微机多终端装置由一台微机、若干终端、终端与主机通讯的交换器及连接各部分的总线构成，每个终端则由键盘、显示器、终端控制器构成(如果进一步扩充，还可包括打印机、传真机等)。键盘命令均通过终端控制器发往总线或从总线接收屏幕显示信息，总线与交换器相联，交换器则通过主机上提供的键盘输入接口和显示器视屏图像输出接口与主机相联，从而构成单用户微机多终端系统。
单用户微机多终端装置采用总线式的结构，所有终端通过终端控制器挂在总线上(见
图1所示)在总线中有一根总线状态线，表示总线的占用和闲置，终端工作站通过终端控制器向交换器发出的总线请求就得到响应，交换器把主机的使用权交给该终端工作站，在这个终端工作站上就可以使用主机上的任何资源了，在响应时间和速度上不受任何影响。微机多终端系统无须更改主机任何硬件，它与主机的联接都是通过主机上的健盘接口、显示器接口等标准接口进行的。从逻辑上看，终端工作站与主机的联系只有键盘的数据信号和主机回送的图形显示信号，所有程序运算都由主机完成，主机把程序运算结果通过总线传送到终端工作站的显示器上。主机上的显示器和键盘起到监控作用。
在交换器上有一个切换开关，可以接通和断开各终端工作站的联系，当断开联系时，主机便成为普通微机了，当接通时，便接通键盘数据线和图象信号线或者说接通微机多终端系统的总线，通过总线发送图象信号、控制信号和接收数据信号。终端控制器则接收本工作站的键盘数据信号，发往总线，同时接收并放大图象信号传送到显示器上。见交换器和终端控制器的原理图如图2、图3。
键盘数据信号有三种时钟、数据、复位。交换器(见图2)把总线上的时钟线CLOCK、数据线DATA、复位线RESET与主键盘上的相应信号线在逻辑上并接起来送向主机键盘口，从而使终端工作站上的键盘与主机上的键盘完全同效果，而屏幕信息则通过总线上的视屏线显示在终端工作上的监视器上，因此终端工作站的效果与主机上的操作效果完全一致。
终端控制器的主要作用是控制相应终端工作站的监视器、键盘是否与总线上视屏线和键盘信号线接通。当操作员打开终端控制器的开关K时，如果总线状态线处开闭置状态(高电平)，终端控制器就把状态触发器置1，从而开启显示器和键盘的门电路，接通总线上的图象视屏信号线和键盘信号线，同时把总线状态置于占用状态(低电平)。
为了降低成本，显示器采用单色显示器，图象信号采用视屏信号由主机视屏接口得到，主机上的屏幕信息从视屏口输出到交换器中，然后通过总线传递。
目前，市场上已具有多用户的微机，但这种微机的价格比单用户的微机更高，如果配置4个终端的话，一般在6万元－10万元之间，而且系统开发和使用操作的难度增大，所能带的终端个数一般不超过四个，终端与主机的距离也短，对外界环境要求也高。微机多终端系统每个终端工作站的成本不到2千元，以配置四个终端为例，如果选IBM－PC／XT兼容机为主机的话，包括主机在内，总成本不到2万元；配置10个终端的总成本也只在3万元左右，因此微机多终端装置的突出优点之一是成本低，所带的终端个数多、距离长。
图1微机多用户终端工作站结构示意图CRT显示器
Computer微机主机Keyboard键盘EX交换器TC终端控制器BUS总线Video图象信号KD键盘信号＃11号终端工作站＃1010号终端工作站图2交换器原理图VI图象输出接口KI键盘输出接口Keyboard键盘EX终端交换机VS图象发送部件SR状态寄存器CC时钟转换部件
DC数据转换部件或门CLOCK键盘时钟DATA键盘数据RESET复位信号Video图象信号State总线状态BUS总线K开关图3控制器原理图Video图象信号State总线状态CLOCK键盘时钟DATA键盘数据RESET复位信号BUS总线K开关
D触发器三态门放大器Keyboard键盘CRT显示器单用户微机多终端装置是这样实现的，它采用总线或的结构，所有终端通过终端控制器TC接在总线BUS上(见图1所示)。总线由图象信号线Video、总线状态线State、键盘时钟线CLOCK、键盘数据线DATA、复位线RESET构成。总线状态线State表示总线的占用和闲置两种状态，高电平表示闲置、低电平表示占用。
图2为交换器EX的原理图，在图2中有一具开关K，用于接通和断开各终端工作站与主机的联系，当开关K断开时，主机便成为普通微机了，当接通时，便接通总线上的图象信号线Video、总线状态线State、键盘时钟线CLOCK、键盘数据DATA和复位线RESET。
主机上的图象信号通过主机视屏输出接口VI接到交换器EX的图象发送部件VS上，并由此把图象信号Video发送总线BUS。键盘数据有三种键盘时钟、键盘数据、复位信号。交换器EX把总线上的键盘时钟线CLOCK、键盘数据线DATA经过时钟信号转换CC和数据转换DC，分别转换成主机所需的形式，然后与主键盘上的相应信号线在逻辑上用或门并接起来送向主机键盘接口KI，而屏幕信息则通过总线上的图象信号线Video送到终端工作站的显示器CRT上，因此在终端工作站上操作计算机的效果完全相同。
终端控制器TC的主要作用是控制相应终端工作站上的显示器CRT、键盘Keyboard与总线上图象信号线Video、键盘时钟线CLOCK、键盘数据线DATA和复位线RESET是否接通(见图3)。终端控制器的工作过程是这样的，当操作员打开图3中的开关K时，如果总线状态线State处于高电平(表示总线闲置)，那么“与门”1输出也为高电平，由此产生由低电平向高电平的跃变，该跃变使触发器D的Q端输出置1，从而打开三态门2，使总线状态线State通过三态门接地(低电平)，从而达到置总线为占用状态(低电平)。同时打开三态门3、4、5，使本工作站上的键盘信号接通总线上的时钟线CLOCK、键盘数据线DATA和复位线RESET。另外，触发器D的Q端还打开图象放大器6，使图象信号放大装置工作，放大后的图象信号Video送往显示器CRT由于该终端控制器通过触发器D的Q端输出端打开三态门2，使总线状态线State处于低电位，此时，其他终端上的操作员打开别的终端控制器TC中的开关K时，由于总线状态线State已处于低电平，因此“与门”1不会发生由低电平向高电平的跃变，从而不会使触发器D的Q端置1，因而不会开启门电路2、3、4、5、6，相应键盘Keyboard及显示器CRT均不可能与总线接通，保证了系统工作的一致性。
由于采用了总线式的结构，系统中所有终端都并联地挂在总线上，因此所带的终端个数(不考虑距离的话)从理论上看，可以无限多个，但由于终端个数太多，计算机系统将处于紧张频繁的使用状态，容易造成其他终端等待的时间过长，因此，系统所带的终端最佳个数不宜多于10个。另外，在终端与主机的距离上，只受总线阻抗大小的影响，因成本关系总线宜采用普通电缆，电缆长度一般限制在300米以内(如果采用同轴电缆，传输距离可以大于300米，但成本大幅度上升)。300米的距离足以伸向一栋大数里各房间。
权利要求1.一种单用微机多终端装置，由一台微机一个联接主机及各终端的交换器及终端构成，每个终端由一个终端控制器，一个显示器、一个键盘组成，其特征在于(1)多终端装置采用了总线并联结构，所有终端都平等，通过终端控制器并联到总线上，可使终端个数多于10个，无需更改原微机上的任何硬件和软件；(2)装置采用了交换器把总线上的各种键盘信号变换成与原有微机上的键盘数据信号相同的形式然后采用或逻辑，使通过总线上发送过来的键盘数据信号与原有微机上的键盘各数据等效；(3)装置采用了终端控制器，控制各终端与总线的联接与断开，放大经总线传来的图象信号，并向总线发键盘数据信号等。
2.按照权利要求1所述的装置其特征在于终端控制器的信号联接，驱动上采用了三态门技术，实现总线的并联连接。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于各终端上的键盘可以采用标准、通用的或特制、非标准的。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于各终端上的显示器可以采用单色的或彩色的。
专利摘要单用户微机多终端装置(简称多终端装置)由一台微机、一个联接主机及各终端的交换器和若干个终端构成，每个终端则由一个终端控制器、一个显示器、一个键盘等构成。多终端装置采用了总线并联结构，所有终端都平等、并联地通过终端控制器联到总线上，因而所带的终端个数可以多于10个，无需更改原有微机上的任何硬件和软件，在各终端上均可充分地使用和操作微机上的各种资源，微机的利用率大大提高。
文档编号G06F13/40GK2059257SQ8920108
公开日1990年7月11日 申请日期1989年1月30日 优先权日1989年1月30日
发明者方立璋 申请人:冶金工业部自动化研究院