Устройство отображения информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для отображения информации в виде уровней на дискретных шкальных индикаторах. Устройство содержит матричный индикатор, нагрузочные элементы первой и второй групп, ключи первой и второй групп, два дешифратора, блок управляющих сигналов, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к информационной технике и предназначено для отображения информации на дискретных шкальных индикаторах.

Известны устройства отображения информации, содержащие дискретный шкальный индикатор, нагрузочные элементы, параллельный аналого-цифровой преобразователь, делитель напряжения. Эти устройства, несмотря на простую структуру, при большом числе элементов отображения (50-100) становятся громоздкими из-за большого числа компараторов, входящих в аналого-цифровой преобразователь. Кроме того, при воспроизведении в известных устройствах изображений в виде гистограммы потребляется большая мощность, а изображения, воспроизводимые из одиночных элементов, имеют не высокую наглядность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство отображения информации, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены со входами ключей первой группы, матричный индикатор, выводы первой группы которого подключены к выходам ключей второй группы, входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходам второго дешифратора. В устройстве выводы элементов отображения индикатора объединены в группы и поэтому он содержит значительно меньшее число электродов. Следовательно, возбуждение любого элемента отображения обеспечивается при меньшем количестве ключей.

Однако устройство позволяет воспроизводить изображения в виде "светового пятна" только в динамическом режиме, поэтому для обеспечения необходимого уровня яркости требуется увеличивать рабочий ток (напряжение) выбранных элементов отображения. Это вызывает уменьшение ресурса их работы, ужесточает требования к ключевым элементам. Таким образом, недостатком устройства является значительный ток (напряжение) в выбранных элементах отображения.

Цель изобретения уменьшение тока (напряжения) в выбранных элементах отображения за счет воспроизведения изображения в виде "светового пятна" в статическом режиме.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство отображения информации, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены с входами ключей первой группы, матричный индикатор, выводы первой группы которого подключены к выходам ключей второй группы, входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходам второго дешифратора, введены нагрузочные элементы первой и второй групп и блок управляющих сигналов, информационные и управляющие входы которых являются, соответственно, входами первой и второй групп устройства, а выходы группы соединены со вторыми входами элементов ИЛИ, выход блока управляющих сигналов подключен к управляющему входу второго дешифратора, информационные входы которого являются входами первой группы устройства. Информационные входы первого дешифратора являются входами второй и третьей групп устройства, выходы ключей первой группы соединены с первыми выводами нагрузочных элементов первой группы, вторые выводы которых соединены с выводами второй группы матричного индикатора между смежными первыми выводами и между первым и последним выводами нагрузочных элементов первой группы подключены нагрузочные элементы второй группы.

Блок управляющих сигналов содержит сумматор, два элемента исключающее ИЛИ в дешифратор, управляющие входы сумматора соединены со входами первого элемента исключающее ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу дешифратора, информационные входы которого соединены с выходами групп сумматора, выход которого соединен с первым входом второго элемента исключающее ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу дешифратора. Выход сумматора, выход второго элемента исключающее ИЛИ, выходы группы дешифратора являются выходами группы блока, выход первого элемента исключающее ИЛИ является выходом блока.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы предлагаемого устройства отображения и блока управляющих сигналов.

Устройство отображения содержит шкальный матричный индикатор 1, вторая группа выводов которого подключена через нагрузочные элементы 2 первой группы к выходам ключей 3 первой группы. Смежные выходы ключей 3 первой группы соединены через нагрузочные элементы 4 второй группы. Входы устройства подключены ко входам первого дешифратора 5, второго дешифратора 6 и блока 7 управляющих сигналов. Выходы второго дешифратора 6 и блока 7 через элементы исключающее ИЛИ 8 подключены к входам ключей 9 второй группы. Блок 7 включает в себя сумматор 7-1, дешифратор 7-2, второй 7-3 и первый 7-4 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Работа устройства сводится к следующему.

Входной код, соответствующий воспроизводимому уровню, поступает на устройство отображения. Для управления выводами первой группы матричного индикатора 1 используются старшие разряды входного кода, а для управления выводами второй группы младшие разряды. Младшие разряды входного кода с n + 1 по n поступают на вход первого дешифратора 5. На одном из его выходов формируется сигнал, который через ключ 3 первой группы и соответствующий нагрузочный элемент 2 первой группы, обеспечит возбуждение одного из выводов второй группы матричного индикатора 1, т. е. создается возможность высвечивания элементов отображения, подключенных к этому выводу. Так как все смежные выводы ключей 3 первой группы, включая первый и последний, соединены между собой через нагрузочные элементы 4 второй группы, то одновременно создается возможность и для возбуждения элементов отображения, расположенных слева и справа от элемента отображения, подключенного к шине, соответствующей младшим разрядам входного кода.

Старшие разряды входного кода поступают на выходы второго дешифратора 6 и блока 7 управляющих сигналов, выходные сигналы которых объединяются с помощью элементов ИЛИ 8 и обеспечивают через ключевые элементы 9 второй группы возбуждение выводов первой группы индикатора 1 таким образом, чтобы при любом входном коде оказался возбужденным вывод, к которому подключен элемент отображения, сопоставленный входному коду, и выводы, к которым подключены элементы отображения, расположенные справа и слева, относительно элемента отображения, сопоставленного входному коду. Число выводов первой группы индикатора 1 должно быть в два раза больше, чем это необходимо при классическом матричном управлении, и возбуждающее напряжение на эти выводы следует подавать "конвейерным" способом, т. е. при увеличении входного кода, начиная с 00.0, напряжение подавать вначале на первый вывод, затем на первый и второй, далее можно только на второй, после этого на 2 и 3, 3, 3 и 4 и т. д.

Узел, обеспечивающий формирование указанных сигналов для ключей 9 второй группы может быть реализован на основе постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Однако ПЗУ обладают существенной избыточностью и используются, как правило, при реализации нерегулярных структур. Учитывая, что в состав любого ПЗУ входит дешифратор с большим числом выходов и логическая схема, которая определенным образом обрабатывает выходные сигналы дешифратора, рассмотрим схему формирования сигналов для ключей 9 второй группы такой же структуры, но с существенно меньшим числом элементов.

Старшие разряды входного кода декодируются вторым дешифратором 6 и с каждого из его выходов через элементы ИЛИ 8 выходные сигналы поступают на два входа ключей 9 второй группы, т. е. выходной сигнал с первого выхода второго дешифратора 6 используется для управления первым и вторым выводом первой группы индикатора 1, обеспечивая подачу напряжения на 1-i элементы отображения, с второго выхода для управления 3 и 4-ым выводом и соответственно i + 1 2i элементами отображения и т. д. где i число выводов второй группы индикатора 1. Для того, чтобы не возникало зажигание ложных элементов отображения при подключении первых и последних выводов второй группы индикатора 1, соответствующих кодам младших разрядов (от m + 1 до n), равных минимальному и максимальному значениям, производится стробирование второго дешифратора 6. Во время стробирования дешифратора 6 управляющее напряжение на ключи второй группы поступает от дешифратора 7-2, входной код которого с помощью сумматора 7-1 увеличен по отношению к входному коду второго дешифратора 6 на величину, равную половине выводов второй группы индикатора 1. Для этого на вторые входы старших разрядов сумматора 7-1 подаются уровни логического нуля и, хотя на второй вход m + 1 разряда сумматора 7-1 поступает сигнал с m + 2 входа устройства, допустим пока, что на этом входе поддерживается логическая единица. Таким образом, для создания эффекта "конвейера" со второго входа дешифратора 7-1 обеспечивается управление с i/2 + 1 по 3/2i элементами отображения, с третьего с (3/2)i + 1 по (5/2)i элементами и т. д. Очевидно, если входные сигналы дешифратора 7-2 использовать при всех значениях младших разрядов, то, по аналогии со вторым дешифратором 6, при коммутации средних выводов ключей 9 второй группы также будут возникать ложные зажигания и поэтому дешифратор 7-2 нужно также стробировать. Так как входные коды дешифраторов 7-2 смещены относительно друг друга на величину, равную половине выводов второй группы индикатора 1, то управление целесообразно осуществлять следующим образом. При подключении второй и третьей четвертей выводов второй группы управление ключами второй группы осуществлять от второго дешифратора 6, а при подключении первой и последней четвертей выводов от дешифратора 7-2. Тогда стробирующие сигналы можно сформировать путем сложения по модулю два m + 1 и m + 2 разрядов входного кода устройства, что и выполняется элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7-4.

Рассмотренные сигналы обеспечивают формирование изображения при подключении элементов отображения начиная с i/4 по 2ⁿ⁺¹-i/4. Для формирования изображения на последних i/4 элементах используется сигнал переноса сумматора 7-1, а на первых i/4 элементах отображения можно использовать сигнал с первого выхода дешифратора 7-2 при отсутствии сигнала переноса.

Так как устройство является автономным, то оно должно содержать минимальное число элементов, точнее, корпусов интегральных элементов. Формирование управляющих сигналов при подключении первых i/4 элементов отображения указанным выше способом с помощью элемента И потребовало бы введения дополнительного корпуса, хотя в нашем распоряжении имеются не использованные элементы, расположенные в корпусе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. В связи с этим управление первым выводом первой группы осуществляется с выхода первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7-3, на входы которого поступают сигналы переноса сумматора 7-1 и с первого выхода дешифратора 7-2. Однако для того, чтобы при подключении 2ⁿ⁺¹-i/2 + 1 элементов не зажигались i/2 элементы (они подключены к соседним выходам ключа 3) на второй вход m + 1 разряда сумматора 7-1 логическая единица поступает не постоянно, как мы это допустили, а только во время, когда она содержится в (m + 2)-ом разряде входного кода. При этом работа устройства не изменяется. Действительно, во время подключения последней четверти второй группы выводов индикатора 1, сигнал на втором входе m + 1 разряда сумматора 7-1 равен логической единице (m + 2 разряд входного кода равен единице), а во время формирования сигнала для управления первой четверти второй группы выходов индикатора 1 сигналы на соответствующих выводах дешифратора 7-2 появляются и при нулевом смещении. В остальных случаях выходные сигналы дешифратора 7-2 не используются.

Таким образом, при любом входном коде постоянно высвечивается элемент отображения, сопоставляемый входному коду (основной), и элементы отображения, расположенные слева и справа от основного элемента (дополнительные). Если в качестве нагрузочных элементов 4 использовать резисторы, то, изменяя их сопротивление, можно изменять число высвечиваемых элементов в "световом пятне" и яркость свечения дополнительных элементов отображения. Если в качестве нагрузочных элементов использовать диоды, то изображение имеет вид "хвост кометы". Очевидно, при подключении анодов к выходам ключа 3 с большим номером, элементы отображения "хвоста кометы", высвечиваемые с меньшей яркостью, располагаются со стороны начала отсчета.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены с входами ключей первой группы, матричный индикатор, выводы первой группы которого подключены к выходам ключей второй группы, входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходам второго дешифратора, отличающееся тем, что в него введены нагрузочные элементы первой и второй групп и блок управляющих сигналов, информационные и управляющие входы которого являются соответственно входами первой и второй групп устройства, а выходы групп соединены с вторыми входами элементов ИЛИ, выход блока управляющих сигналов подключен к управляющему входу второго дешифратора, информационные входы которого являются входами первой группы устройства, информационные входы первого дешифратора являются входами второй и третьей групп устройства, выходы ключей первой группы соединены с первыми выводами нагрузочных элементов первой группы, вторые выводы которых соединены с выводами второй группы матричного индикатора, между смежными первыми выводами и между первым и последним выводами нагрузочных элементов первой группы подключены нагрузочные элементы второй группы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управляющих сигналов содержит сумматор, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и дешифратор, управляющие входы сумматора соединены с входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу дешифратора, информационные входы которого соединены с выходами группы сумматора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу дешифратора, выход сумматора, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы группы дешифратора являются выходами группы блока, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является выходом блока.