Устройство для отображения информации на экране светодиодного матричного индикатора
Изобретение относится к автоматике , вычислительной технике и контрольно-измерительной технике, где оно может быть использовано, в частности , как индикаторное устройство. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения одновременной индикации двух физических величин. Это достигается введением третьего коммутатора , блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора , блока выбора режимов работы и соответствующих функциональных связей. В предложенном устройстве аналоговый индикатор устроен таким образом,что питающее напряжение выбирается в два раза меньще номинального , т.е. уменьшается мощность блока питания и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы , а когда высвечивается один элемент матрицы, питающее напряжение соответствует номинальному, но за счет того,что индицируется только один элемент, происходит экономия электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. С/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 52 А1 (51)4 G 09 G 3/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3830185/24-244 (22) 25. 12.84 (46) 15.08.87. Бюл. Ф 30 (72) В.П.Ковтун (53) 681.327.11(088.8) (56 Приборы и техника эксперимента.
1981, t 1.
Там же, 1982, М - 4, с. 91. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ СВЕТОДИОДНОГО
МАТРИЧНОГО ИНДИКАТОРА (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и контрольно-измерительной технике, где оно может быть использовано, в частности, как индикаторное устройство.
Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет обеспечения одновременной индикации двух физических величин. Это достигается введением третьего коммутатора, блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора, блока выбора режимов рабо— ты и соответствующих функциональных связей. B предложенном устройстве аналоговый индикатор устроен таким образом,что питающее напряжение выбирается в два раза меньше номинального, т.е. уменьшается мощность блока питания и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы, а когда высвечивается один эле— мент матрицы, питающее напряжение соответствует номинальному, но за счет того,что индицируется только один элемент, происходит экономия электроэнергии. 2 з п. ф лы, 8 ил.
1 13306
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике контрольно-измерительной технике, где оно может быть использовано, в частности, как индикаторное устройство.
Цель изобретения — расширение области применения устройства путем обеспечения одновременной индикации двух физических величин. 10
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2— пример одновременного отображения индикатором двух величин; на фиг. 3 функциональные схемы блока формирова- 1b ния тактовых импульсов и третьего коммутатора; на фиг. 4 — то же, второго счетчика; на фиг. 5 — то же, блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индика- 2р тора; на фиг. 6 — то же, блока выбора режимов работы; на фиг. 7 — то же, первых счетчиков коммутатора и светодиодного матричного индикатора; на фиг. 8 — временная диаграмма работы 25 устройства.
Устройство содержит блок 1 формирования тактовых импульсов, первый
2 и второй 3 счетчики, второй 4 и первый 5 коммутаторы, светодиодный gp матричный индикатор 6, третий комму— татор 7, блок 8 регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок 9 выбора режимов работы. Позициями 10 и 11 обоз- начены информационные входы устройства.
Блок 1 формирования тактовых импульсов содержит задающий генератор
12 и формнрователь 13 фронтов импуль- 4р сов.
Третий коммутатор 7 содержит триггер 14, дифференцирующую цепочку 15, элементы НЕ 16 и 17, элементы И 18, 19, элементы ИЛИ 20 и 21 и элемент 45
22 задержки.
Позициями 23 — 26 обозначены соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы блока.
Блок 8 регулирования величины тока анодов светодиодов содержит токовый ключ 27, два нагрузочных элемента 28 и 29, например резисторы, и элемент 30, например конденсатор.Позициями 31 и 32 обозначены вход и выход блока, а 33 — шина питания.
Блок 9 выбора режимов работы содержит элементы И 34-53, и элементы
54,-54, управления анодами (ключи).
52 2
Первый коммутатор 5 содержит эле— менты 55, -55„управления катодами (ключи),а индикатор 6 — светодиоды
56„-56 1ро
Блоки 7 и 1 предназначены для объединения двух параллельных вход— ных потоков импульсов в один, причем блок 1 выполняет одновременно роль синхронизатора и формирователя управляющих длительностей, а блок 7 дополнительно формирует импульсы установки в 0 и разрешающий потенциал для счетчиков, совмещенных с дешифраторами.
Таким образом, из блока 7 выходит объединенный поток импульсов, который строго засинхронизирован со своим разрешающим потенциалом, предназначенным для временного разделения отображения первого потока импульсов от второго.
При выборе длительности разрешающего потенциала для отображения первой величины необходимо исходить,вопервых, из закона Тальбота, который связывает частоту повторения импульсов отображения с мощностью этого импульса. При этом инерционная особенность зрительного восприятия человека характеризуется минимальной (критической) частотой, при которой дискретные величины воспринимаются как непрерывная последовательность.
Эта частота Е,. = 50 Гц,а длитель1 ность Т = соответственно
"Р
0,02 с. Поэтому длительность управляющего потенциала должна быть равной Т/2 = 0,01 с, а период соответственно (если управляющий потенциал формируется триггером) должен рав— няться Т = 0,02 с.
Длительность управляющего импульса во втором режиме для отображения второй физической величины. должна быть не меньше, чем длительность информационного импульса, так как вторая физическая величина (второй поток импульсов) в отличие от первой которая отображается размером бледно-светлой непрерывной полосы,отображается яркой узкой единичной линией.
Длительность информационных импульсов выбирается из условия необходимой точности отображения. Если, например, необходимо отображать фи1330652
10
55 зические величины с точностью не хуже 17., а весь измерительный интервал составляет 0,01 с, тогда длительность одного информационного им0,01 пульса составит = 10 с.Сле100 довательно, объединенный поток им— пульсов поступает на вход первого (десятичного) счетчика 2 (c дешифратором), а с его выхода- на вход второго (десятичного) счетчика 3 (с дешифратором).
На эти же счетчики поступают разрешающие потенциалы и импульсы ус—
ll II т ан ов ки в 0 . Выходы первого сч е тчика подсоединены при помощи коммутатора 5 (катодов) к шинам (катодам) ин— дикатора 6, к каждой шине (катодов) подключены катоды светодиодного матричного индикатора 6 (аналогового).
Входы (аноды) светодиодного матричного индикатора 6 подключены при помощи коммутатора 4 (анодов) к выходам второго счетчика 3 (с дешифра— тором) .
Коммутатор 4 предназначен для подключения анодов светодиодного матричного индикатора 6, В первом режиме (режим измерения первого истока импульсов) в зависи— мости от количества импуг.ьсов сo,åòîвые линии отображаются последовате Ib— но с нарастающим итогом.Во втором режиме (режим отображения второго потока) подключается только макси— мальный номер анода, характеризующий последний импульс в ряду отображаемых импульсон. Управление режимами происходит при помоши блока
9 выбора режимов работы, Блок 8 предназначен в зависимости от режима работы для осуществления питания анодов светодиодно"о матричного индикатора.
Устройство работает следующим образом.
Задающий генератор 12 формирует тактовую прследовательность,частота которого зависит от необходимой точности, отображения физических величин.
Например, для точности не хуже,чем
17 частота должна быть равной f
400 Гц (фиг. 8, диаграмма f ). После формирователя 13 фронтон импульсов (в нашем случае используется счетный триггер) частота f становити ся равной 200 Гц (фиг. 8, диаграмма
f„). Затем эта последовательность
40 импульсов поступает одновременно н» дифференцирующую цепочку 15 (К, С) и счетный триггер 14 . После дифцепочки 15 и соответствующего фазирования с помощью двух элементов НЕ 16 и 17 формируется короткий прямоугольный импульс длительностью о =0,05 мс.
Этот импульс необходим для установле— ния счетчиков и дешифраторов в исходное (нулевое) состояние (фиг, 8, ди— аграмма Уст. 0 ). На выходе триггера 14 формируются две одинаковые последовательности, противоположные по фазе (фиг. 8, диаграмма f, : 2 (1) и f„ : 2 (2) . С первого выхода триггера 14 импульсная последовательность необходима для формирования разрешающего потенциала, необходимого для управления элементами И 34-37, элементами И 38-41, элементами И 42 и
43 (этот потенциал необходим для управления с помощью коммутатора 4 анодами десяти декад, параллельно подключенных в этом режиме светодиодной матрицы; для объединения двух потоков импульсов, несущих информацию о двух физических величинах,осуществляется при помощи коммутатора 7 (на второй вход элемента И 19 посту— пает импульсная последовательность с задержкой ь = 0,25 мс, исключающей совпадение импульсов, несущих информацию о первой и второй физических величинах); для формирования и фазирования разрешающего потенциала в двух режимах работы; для подачи управляющег о потенциала к входу
31 блока 8.
На вход первог о счетчика 2 с де— шифратором поступает совмещенная последовательность импульсов, которая формируется на выходе 23 коммутатора 7 (фиг. 8, диаграмма 10 + 11).
На выходах дешифратора последовательно по мере поступления информационных импульсов формируют положитель— ные потенциалы, необходимые для управления декадами катодов. Последний импульс из последовательности импуль— сов подается на вход второго счетчика с дешифратором, на первом выходе которого формируется положитель— ный импульс (фиг. 8, диаграмма 2ДС
1 — 1).
Если устройство работает в первом режиме, тогда при помощи блока 9 и элемента И 34 с его выхода подается запрещенный потенциал (0 ) на эле5 13306 мент И 44, на выходе которого форми— руется разрешающий потенциал, и при помощи элемента 54 управления анодом (ключа) положительное напряжение, сформированное блоком 8, подается 5 на первую декаду анодов светодиодной матрицы. Последний импульс устанавливает дешифратор второго счетчика 3 в такое состояние, когда на выходе " 1" появляется положительный потенциал. Этот потенциал при помощи элементов И 35 и 45 включает вторую декаду анодов светодиодной матрицы.
Таким образом, совпадение двух потенциалов (потенциал земли на катодах и положительный потенциал на анодах) позволяет индицировать одновременно одиннадцать линий светодиодной матрицы. Следовательно, информация о первой физической величине (11 импульсов) будет отображаться на аналоговом индикаторе в течение 0,01 с и повторяться с частотой 50 Гц.
Рассмотрим работу устройства во втором режиме работы, когда на вход
11 поступают три импульса, которые несут информацию о второй физической ееличине.
Коммутатор 5 (катодов) в этом режиме работает так же, как и в предыдущем режиме.
Коммутатор 4 (анодов) работает следующим образом, Когда на вход блока 9 поступает разрешающий потенциал по цепи: триггер 14, первые входы элементов И
38-4 1, элементов И 42 и 43, на вторые входы которых поступают разрешающие потенциалы с выходов второго счетчика 3 (с дешифратором), когда каждый последующий элемент И 44-47, И 48-51 и И 52 и 53 при помощи управляющего потенциала на их выходах а — и, дает запрещение на предыдущие декады элементов 54,-54,д управления анодами (ключей). При поступлении последующего импульса происходит выключение положительного потенциала предыдущей декады анодов.
Следовательно, в этом режиме работы будет светиться только третий анод светсдиодной матрицы. Яркость этой линии будет в 2 раза выше,так как ток питания анода возрастает в
2 раза за счет того,что отрицательный потенциал, поступающий в этом режиме на вход 31 токового ключа
52 б
27, включает параллельно основному резистору 28 точно такой же резистор
29. При этом проводимость тока возрастает в 2 раза. Конденсатор 30, включенный паралелльно резистору 29, необходим для формирования фронтов питающего напряжения.
В устройстве аналоговый индикатор устроен таким образом, что питающее напряжение выбирается в 2 раза меньше номинального,т.е. уменьшается мощность блока питания и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы. В режиме работы устройства, когда высвечивается один элемент светодиодной матрицы, питающее напряжение соответствует номинальнс— му, но за счет того,что индуцируется только один элемент, происходит экономия электроэнергии.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
1. Устройство для отображения информации на экране светодиодного матричного индикатора, содержащее блок формирования тактовых импульсов,первый и второй счетчики, выход первого счетчика соединен с информационным входом первого коммутатора, второй коммутатор, выходы коммутаторов подключены к соответствующим шинам светодиодного матричного индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения устройства путем обеспечения возможности одновременного отображения информации об исследуемых процессах, оно содержит третий коммутатор, блок регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок выбора режимов работы, первый и второй информационные входы третьего коммутатора являются информацггонными входами устройства, первый и второй управляющие входы подключены к вьгходу формирователя тактовых импульсов, первый выход третьего коммутатора соединен с управляющим входом блока выбора режимов работы,информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход — с управляющим входом первого коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора,вто— рой выход третьего коммутатора сое1330652 токового ключа
1еличина динен с входами Установка нуля первого и второго счетчиков, третий выход — с управляющими входами перво— го и второго счетчиков, четвертый выход — со счетными входом первого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика.
2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок выбора режимов работы содержит двадцать элементов И, первые входы с первого по десятый элементов И являются управляющим входом блока, вторые входы которых и первые входы с одиннадцатого по двадцатый элементов И являются информационным входом блока,вторые входы с одиннадцатого по девят—
I атооражаемая величина надцатый элементов И соединены с выходами соответственно с двенадцатото по двадцатый элементов И, выходы с
S одиннадцатого по двадцатый элементов И являются выходом блока .
3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок регулирования величины тока анодов-с вето1р диодов матричного индикатора содер— жит токовый ключ, первый вход которого является входом блока, второй вход соединен с одним из выводов первог о наг рузочного элемента, связан1 ных с шиной питания, другой вывод которого и одни из выводов второго нагрузочного и накопительного элементов являются выходом блока, другие выводы которых соединены с выходом
1330652
tpcre8
Ж
Н к
1330652
1330652
& 21 ю:z(z
&em„
7ДС ДС
2ДС!
Составитель И.Загинайко Редактор M.Êåëåìåø Техред I.Ñåðäþêoâà Корректор С.Черни Заказ 3585/51 Тираж 433 Подпис но е ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 П роизводственно-полиграфическое предприятие r. Уж город, ул. роектная, П 4 Е Ж И Р1 Е Ж И 1ДС ° ° 1/С гДС zac
