Устройство для формирования алфавитно-цифровых символов Советский патент 1984 года по МПК G06F3/153 

Ч

О) 00 ее

. Изобретение относится к автома- тике и измерительной текнике и может быть использовано в автоматизи рованных контрольно-испытательнык системах для выдачи измерительной и диагностической информации и дру- гих сообщений оператору о Известно устройство для индикации арабских цифр на экране осцилл графа, состоящее из триггеров, дешифратора номера элемента, шифра™ тора сигнала подсветки и гашения полей и дешифратора кода индицируе мой цифры 1 , Недостатком данного устройства является узкая область применения вследствие ограниченной номенклату ры символов, формирзеЬИХ с его помощьюНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее 1б разря ный двоичный счетчик, знаковый генератор, восьмиканальный цифровой мультиплексор, одновибратор, резис тивную цепь-f подключенную к старши разрядам счетчика и служащую для получения ступенчатого напряжения, накладываемого на пи.пообразное напряжение по координате Y , операционный усилитель для формирования отклоняющего напряжения по коо динате Y и транзисторный ключ управляемый выходныгл сигналом, муль типлексора и предназначенный д;ля модуляп.ии ЯРКОСТИ луча осциллографа 2 . Устройство реализует растровый метод получения изображения символов с использованием знакогенерато ра. Недостаток известного устройст ва, обусловлен необходиьюстью формирования отклоняющего напряжения по горизонтали и, как следствие этого, усложнением устройства в результате введения узла горизонтального отклонения с Кроме того, известное устройство характеризует ся пониженным качеством изображени символов из-за вытягивания мзобра-женин элементов символов в зертикальном направлении при быстром ск нировании символов линейно возрастаюйщм пилообразным напряжением Э накладывает ограничение на скорост сканирования символов. а следовательно, на количество символов, от Сражаемых з кадре, т,е, снижает объем одновременно вывод:а-1мой на экран информации Цель изобретения - упрощение ус ройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования алфавнтно цифро:вых символов, содержащее двоичкнгй счетчик, мульти плексор,) управляющие входы которого соединены: с выходами первой группы счетчика,, знаковый генератор, входы первой группы которого являются входам -: устройства, входы второй группы соединены с выxoдaIvги. второй группы счетчика, а выходы соединены с сиг нальными вxoдa ш мультиплексора, ключ, вход которого соединен с выкодом мультиплексора, а выход является первым выходом устройства, первый дегп-1тель напряжения, соединенный с выходами третьей группы счетчика, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом первого делителя напряжения, а выход является вторым выходом устройства, и одновибратор, вход которого соединен с соответствующим выходом счетчика, введены второй делитель напряжения, соединенный с выходами первой группы счетчика и неинвертирующим входом операционного усилителя, и элемент И, первый, вход которого является входом устройства, выход соединен с входом счетчика, а второй вход соединен с вь ходом одновибратора, который является третьим выходом устройства. Благодаря введению второго дели,теля напряжения, соединенного с TpervM младшими разрядами счетчика и неинвертирующим входом операционного усилителя, в предлагаемом устройстве сканирование символов по ве йтикали производится не линейным пилообразным напряжением, как в прототипе, а ступенчатымо Благодаря подсвет элементов символа при его сканировании производится в момент покоя электронного луча по вертикали, В результате этого устраняется вытянутость изображения элементов символа при больших скоростях сканирования и, как следствие, улучшается качество отображения символов и увеличивается объем отображаемой информации о Введениеэлемента И дает возможность воспользоваться ,внутренним гене,ратором горизонтальной развертки используемого осциллографа для получения растра на экране. В результате отпадает необходимость в блоке горизонтальной развертки, содержащем генератор пилообразного напряжения и операционный усршитель Таким образом, устройство упрош.ается и увел.ичнвается его надежность. На фиго 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства/ на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип синхронизации горизонтальной развертки осциллографаJ на фиг. 3 временная диаграмма вертикально-отклоняющего напряжения, формируемого в устройстве, на фиг 4 - графическое представление ,принципа сканирования матриц символов и формирования растра на экране осциллографа.

Устройство содержит и -разрядный двоичный счетчик 1, мультиплексор 2, транзисторный ключ 3, знаковый генератор 4, первый делитель 5 напряжения, операционный усилитель б, второй делитель 7 напряжения, одновибратор 8 и элемент И 9.

Счетчик 1 служит для синхронизации всего устройства. Мультиплексор 2 предназначен для сканирования элементов столбца отображаемого символа. Ключ3 предусмотрен для усиления выходного сигнала мультиплексора для уровня, необходимого для управления яркостью луча осциллографа.

Знаковый генератор 4 представляет собой постоянное запоминающее устройство, содержгицее матрицы отображаемых типов символов в виде 8X8 бит 8 столбцов по 8 элементовJ

Первый делитель 5 напряжения служит для формирования ) ступенек уменьшающегося напряжения по числу строк символов, отображаемых на экране осциллографа.

Второй делитель 7. напряжения обеспечивает формирование восьми- . ступенчатого возраста ОК1его напряжения в процессе сканирования каждого, столбца отображаемых на экране символов.

Первый делитель напряжения представляет собой (n-i) весовых резистора с весами R , 2R ,4R,,.., 2() 1 подключенных первыми своими выводами K(n-i| старшим разрядам счетчика и объединенных вторыми своими выводами в общую точку на выходе делителя. При этом резистор с меныиим номиналом подключен к старшему разряду счетчикам

Аналогично второй делитель напряжения представляет собой трирезистора с весами R , 2R, 4R, подключенных первыми своими выводами к трем младшим разрядамсчетчика и объединенных вторыми своими выводами в общую точку на выходе делителя. При этом резистор с весом 4R подключен к младшему разряду счетчика.

Операционный усилитель б обеспечивает суммирование ВЫХОДНЕЛХ сигналов первого 5 и второго 7 делителей напряжения с соответствутацим знаком и масштабом. Выход операционного усилителя б является выходом Ч уст ройства

Одновибратор 8 и элемент И 9 обес печивают запуск горизонтальной развертки используемого осциллографа в необходимее моменты времени и синхронизацию счетчика 1 устрюйства в соответствии с параметрами горизонтальной развертки используемого осциллографа. Вход одновибратора 8

соединен с выходом i -го () разряда счетчика. Так как первые шесть разрядов счетчика обеспечивают сканирование матрицы одного символа, то выбор номера разряда счетчика, к которому подсоединяется вход рдн овибратора 8, определяет число, символов в .строке отображаемого текста. Выход одновибратора 8 является С выходом устрой0ства.;

Устройство работает следующим об-; разом.

В исходном состоянии к .выходам 2 , С ,У устройства подключены со5ответственно вход внешнего управления яркостью .луча, вход внешней синхронизации развертки и сигнальНЕзй вход используемого осциллографа, который установлен в режим ждущей развертки. Длительность развертки

0 осциллографа выбирается из условия, чтобы время прохождения лучом видимой части экрана равнялось приблизительно времени раз.вертки символов одной строки .отображаемого

5 текста. Так как одновибратор 8, формирукщий импульсы запуска развертки осциллографаf подключен к -му разряду счетчика, то период запуска одновибратора

0

+ -9.

11)

- период тактовых импульгде , сов счетчика.

Период тактовых импульсов счетчика выбирается из условия отсутствия мелькания изображения. Так как развертка одного кадра отображаемого текста происходит в устройстве за время заполнения всего h -разрядного счетчика, т.е. за время

{- о и л

(2)

-и u 7

и для отсутствия мелькания изображения необходимо обеспечить скорость развертки 25 кадров в секунду, то развертка одного кадра должна происходить за время 1/25 с. Таким образом получаем условие

U -п.г .

(3)

- U-I25

из которого находим необходимый период тактовых и 1пyльcoв

1

л

(4)

с .

о,, :

QS-Q

Подставляя значение tij из условия (4 в условие (} , получаем время развертки одной строки отображаемого текста

f ,J .

С. стр 2512 25-2-

/Длительность развертки осциллографа должна быть выбрана такой, чтбы время прохозкдения видимой части экрана происходило за время, приблизительно равное iсто « вычисленное и условия (5. Точная подстройка осуществляется подстройкой частоты тактовых импульсов, подаваемых на вход счетчика.

Работа устройства начинается с момента подачи тактовых импульсов на вход f элемента И 9; В исходном состоянии счетчик 1 сброшен, а одно вибратор 8 находится в состоянии,. разрешающем прохождение тактовых импульсов с хода F устройства че реэ элемент и 9 на вход счет чика В течение первых тактовых 2 импульсов до момента запускавыходов , -го разряда счетчика одновибратора 8 развертка осциллографа находится в ждущем peKMfvie и формирования растра не происходит. В момент, окончания 2 ,-го тактового импульса и сброса 1 -го разряда счетчика 1 происходит запуск одно- вибратора 8„ выходной кмпульс запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 9 на счетчик 1. Задним фронтом импульса одновибратора 8 происходит запуск горизонтальной развертки осц1шлографа и разрешается прохождение тарстовых импульсов через элемент и 9 на счетчик 1. С этого момента начинае7;ся формирование растра и сканирование матриц символов знакогенератора 4,

В течение первых восьми тактовых HMityAbcOB после запуска развертки осЦб ллографа происходит сканирование ь льтиппексором 2 восьми элементов первого столбца матрицы символа, заданного кодом на входах

К - Kg

устройства о После восьмого тактового импульса выход -четвертого разряда счетчика 1. устанавливается в 1 и на выход знакового генератора 4 передается второй столбец матрицы символа, В течение следующих восьми тактовых импульсов происходит сканирование элементов второго столбца матрицы символа К концу 64-го тактового импульса заканчивается сканирование первого символа текста„ При этом пять из Восьми столбцов матрицы символа используются под эле1 1енты символа, а три столбца - под пробел менсду симвлами, В течение следующих 64 тактовых импульсов происходит сканированне элементов следующего символа первой строки отображаемого текста, При этом код нрвого символа должен быть подан на входы Kf - К устройства в момент времени между б 4-м и 65-м тактовыми импульсами. Коды символов MoriT поступать на входы К, - Kj устройства от ОЗУ, которое

может быть выполнено в виде любого из известных устройств. Для адресации ОЗУ 1. синхронизации его с устройство)У1 используются выходы 7 -П счетчика 1. .

К концу 2 -го тактового импульса после запуска развертки осциллографа заканчивается формирование первой строки отображаемого текста, сбрасывается i -и разряд и изменяется состояние стариих n-i разрядов счетчика 1, запускается одновибратор 8 , запрещается подача тактовых иlvmyльcoв на вход счетчика 1 .и устанавливается режим ожидания устройством окончания горизонтальной развертки осциллографа. Этот режим необходим в связи с тем, что прямой ход горизонтальной развертки осциллографов не заканчивается в момент прохождения лучом видимой части экрана, а продолжается еще некоторое время за пределами.видимости экрана Режим ожидания окончания горизонтальной развертки осциллографа обеспечивается установкой длительности импульса одновибратора 8 такой, чтобы импульс заканчивался позже момента прямого хода развертки осциллографа и возвращения луча в исходное (левое положение). Только при таком соотношении длительности импульса одновибратора 8 и развертки осциллографа обеспечивается правильная синхронизация устройства с параметрами разверйгки осциллографа. Практически правильная синхронизация устройства с параметрами развертки используемого осциллографа достигается путем подбора длительности импульса одновибратора при настройке устройства. При этом предполагается, что длительность развертки осциллографа и частота тактовых импульсов выбраны в соответствии с соотнопениями (1) .(5) „

Запуск развертки осциллографа производится в момент окончания импульса одновибратора. В этот момент снова разрешается прохождение тактовых импульсов через элемент И 9 на вход счетчи.ка 1 и начинается фор мирование новой строки отображаемого текста.

На фиг, 2а.показана диаграмма пилообразного напряжения горизонтальной развертки, формируемого в осциллографе, а на фиг. 26 - временная диаграмма импульсов одновибратора 8 .

Как следует из фиг. 2, начало импульса одновибратора совпадает с моментом окончания формирования строки отображаемого текста, т.е. после 2 -го тактового импульса, а начало запуска пилообразного напряжения горизонтального отклонения осциллографа синхронизировано с залним фронтом импульса одновибратора 8.

Изображение символов на экране осциллографа в устройстве создается за счет подсвета элементов символов на растре, создаваемом в результате совместного действия ступенчатого напряжения с выхода операционного усилителя б, управляющего положением луча по вертикали, и горизонтальной развертки осциллографа, синхронизированной импульсами с выхода одновибратора 8. В процессе сканирования матриц -символов мультиплексор 2 управляет состоянием ключа 3, который управляет яркостью луча осциллографа, в результате чего происходит подсвет элементов отображаемых символов на растре;

Временная диаграмма вертикальноотклоняющего напряжения, формируемого на выходе Y устройства, показана на фиго 3. Восьмиступенчатые участки возрастающего напряжения обусловлены действием второго делителя 7 напряжения и обеспечивают развертку элементов столбцов матриц

символов данной строки текста, а ступенька понижающегося напряжения обусловлены действием первого делителя 5 напряжения и соответствуют, развертке строк текста сверху вниз.

. Принцип формирования растра и отображения матриц символов на экране осциллографа в устройстве приведен (фиг. 4) для случая текста, состоящего из четырех строк по четыре символа в строке

D

В

Е Н 5

о о

р

м

4

3

Благодаря предлагаемому выполне20нию устройства увеличивается объем отображаемой на экране осциллографа информации, улучшается качество отображения символов и увеличивается надежность устройства по сравнению

25 с прототипом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АЛФАВИТНОтЦИФРОШХ СИМВОЛОВ, содержащее двоичный счетчик, мультиплексор, управляющие входы которого соединены с вьтходами первой группы счетчика, знаковый генератор, входы первой группы которого являются входами устройства, входы второй группы соединены с выходами второй группы счетчика, а выходы соединены с сигнальными входами мультиплексора, ключ, вход которого соединен с выходом мультиплексора, а выход является первым выходом устройства, первый делитель напряжения, соединенный с выходами третьей группы счетчика, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом первого делителя напряжения, а выход является вторым выходом устройства, и одновибратор, вход которого соединен с соответствующим выходом счетчика, о т л ичающее, СИ тем, что с целью упрощения, оно содержит второй делитель напряжения, соединенный с выходами первой группы счетчика и неS инвертирующим входом операционного усилителя, и элемент И, первый вход которого является входом устройстС ва, второй вход соединен с выходом одновибратора;который является третьим выходог устройства, а выход эле -5ента И соединен с входом счетчика .

f,

.Bpfffff 8t/ac e fftonffftffSb/x импу бса /7OCJ7e запус/ а

f pffep/T7 ff осЦ(/ /7оерсгфа . (ptts.Z

/MyL

i

4 I

I S

гI SpeMfl i , f ffy &cffff„ e

QjifS.fl soepmf/f/ occf{ /fyepff i f

n ml f f/ Л/г/М Д h // Г

(/ r if-iLlIt if r -r

t№.f/

mmmm

QjiS.A..

.L)2 /r,

,.