CN111611717B - 用于模拟多位宽数码管特性的显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置及方法，应用本发明的方案，可以在计算机系统中进行多位宽数码管显示有效建模，并提供直观显示效果。对于正常有效的设计可以长时间稳定显示，不出现卡顿，闪烁等不良影响，对于信号采集过程中的时间精度问题，有一定程度修正作用。对于一些明显错误的设计，如扫描频率过高或过低，位使能信号和数据信号差拍等，也能有效模拟出其错误效果，对于调试有很大帮助。

Description

用于模拟多位宽数码管特性的显示装置及方法

技术领域

本发明涉及嵌入式系统模拟仿真领域，尤其涉及一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置及方法。

背景技术

多位宽数码管常应用于嵌入式应用，如单片机，FPGA应用中可以用于显示时间，温度，次数等数据。通常的多位宽数码管并非支持每一位长久显示不同值。在应用中要达到显示多位数据则需要采取各位扫描显示的方法，即在固定时钟信号驱动下，数码管每一位分别点亮并显示一位数据。现有的对于多位宽数码管的调试和仿真手段比较有限且不够直观。

一种对多位宽数码管应用开发进行仿真调试的方法是利用eda工具对硬件设计语言进行仿真，并输出时间-信号波形图。由于每一位的显示是扫描进行的，这样的时间-信号波形图不直观，难以直接看出设计的正确性。

现有计算机系统，特别是远程调试系统，对于多位宽数码管的行为较难仿真。原因是多位宽数码管的信号变化时间间隔非常短，通常在10ms以内；且数码管片选信号和笔画信号的时序依赖非常强；而数码管亮度随时间变化并不均匀，在使能后1ms内亮起，而使能信号失效后在余辉时间内逐渐暗淡。

通常的计算机显示卡和显示器可以以每秒60帧显示动态图像，即每帧图像约16.67ms，对于数码管1到10ms内亮度的渐变难以有效显示。而在远程调试系统中，网络的延迟可能有5ms到500ms，即信号从设备端采集再发送到远程调试端会经过较长时间；且浏览器脚本程序对绘制动态图像的支持也较弱，这更加大了多位宽数码管直观仿真显示的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置及方法，可以在计算机系统中进行多位宽数码管显示有效建模，并提供直观显示效果；特别在远程调试系统，在浏览器中也能有效仿真。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置，包括：

存储器，采用二进制列表形式存储采集的信号；

显示器，用于根据处理器的操作显示模拟的多位宽数码管行为；

处理器，用于根据存储器中的信号进行多位宽数码管的建模，根据数码管每位状态值，点亮或者熄灭相应位。

一种用于模拟多位宽数码管特性的显示方法，基于前述的装置实现，该方法包括：利用处理器执行如下操作，从而通过显示器显示模拟的多位宽数码管行为：

步骤1、将存储器中采集的信号二进制列表按照时间戳升序排序；

步骤2、时间点初始化为0，启动计时器，每隔固定时间时间点+1；

步骤3、数码管每位状态值初始化为0；

步骤4、每隔固定时间读取信号二进制列表，直到二进制列表项的时间戳大于当前时间点：

如果位使能信号为使能，则将对应位状态值+1，若对应位状态值＞20，则保持20；

如果位使能信号为非使能，则将对应位状态值-1，若对应位状态值＝0，则保持0；

步骤5、如果位状态值＞0，则将对应位点亮，显示数据位；如果位状态值＝0，则熄灭。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，应用本发明的方案，可以在计算机系统中进行多位宽数码管显示有效建模，并提供直观显示效果。对于正常有效的设计可以长时间稳定显示，不出现卡顿，闪烁等不良影响，对于信号采集过程中的时间精度问题，有一定程度修正作用。对于一些明显错误的设计，如扫描频率过高或过低，位使能信号和数据信号差拍等，也能有效模拟出其错误效果，对于调试有很大帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的模拟多位宽数码管特性的显示的方法流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置，如图1所示，其主要包括：

存储器，采用二进制列表形式存储采集的信号；

显示器，用于根据处理器的操作显示模拟的多位宽数码管行为；

处理器，用于根据存储器中的信号进行多位宽数码管的建模，根据数码管每位状态值，点亮或者熄灭相应位。

进一步的，该显示装置还可以包括：信号采集器，能够检测到数码管的位使能信号和数据信号变化，并通过存储器存储。

本发明实施例中，存储器存储的信号包括：使能信号和数据信号变化的时间戳，信号编号和信号变化后的值，其存储格式为：<时间戳，信号编号，信号值>。

本发明实施例中，处理器，在初始时采集所有信号的值，以时间戳0存储，格式为：<0，信号编号，信号初始值>。

本发明实施例中，处理器通过执行图2所示的操作，实现多位宽数码管特性的模拟，主要包括：

步骤1、将存储器中采集的信号二进制列表按照时间戳升序排序。

本发明实施例中，对于时间相同信号，顺序不做要求。

步骤2、时间点初始化为0，启动计时器，每隔固定时间时间点+1。

本发明实施例中，一个推荐的计时器时间间隔为4ms，在远程系统，或浏览器环境中推荐的时间间隔为16.67ms；以上提到的两种固定时间数值仅为举例，并非构成限制，具体固定时间数值可根据实际情况自行设定。

步骤3、数码管每位状态值初始化为0。

本发明实施例中，对于每一位数码管的状态值使用整数类型存储，所述位状态值代表对应位当前已点亮或未点亮的状态，状态值的大小代表余辉时间的长短。

本发明实施例中，多位宽数码管的每一位有1ms或少于1ms的点亮时间，在数码管的位使能信号从非使能转换为使能时需要1ms或少于1ms的时间亮起；多位宽数码管的每一位点亮后有20ms或多于20ms的保持时间，用于模拟物理数码管的余辉时间和人眼视觉暂留效果。

步骤4、每隔固定时间读取信号二进制列表，直到二进制列表项的时间戳大于当前时间点：

本发明实施例中，如果数据信号发送变化，则更新数据值到特定位，特定位为当前点亮的数码管位(通常有1位)。

如果位使能信号为使能，则将对应位状态值+1，若对应位状态值＞20，则保持20；

如果位使能信号为非使能，则将对应位状态值-1，若对应位状态值＝0，则保持0；

步骤5、如果位状态值＞0，则将对应位点亮，显示数据位；如果位状态值＝0，则熄灭。

本步骤对于数码管各位独立执行，而数码管的数据可能不同。

应用本发明方案，可以在计算机系统中进行多位宽数码管显示有效建模，并提供直观显示效果。对于正常有效的设计可以长时间稳定显示，不出现卡顿，闪烁等不良影响。对于信号采集过程中的时间精度问题，有一定程度修正作用。对于一些明显错误的设计，如扫描频率过高或过低，位使能信号和数据信号差拍等，也能有效模拟出其错误效果，对于调试有很大帮助。在远程调试系统，包括在线浏览器中可以直观地进行显示，可以一定程度上克服远程调试的网络延迟问题；并且应用本发明的方案，在客户端和浏览器端的运算和工作流程非常简单，对于机器硬件的要求极低。

本发明另一实施例还提供一种用于模拟多位宽数码管特性的显示方法，该方法基于前述的装置实现，该方法包括：利用处理器执行如下操作，从而通过显示器显示模拟的多位宽数码管行为，如图2所示，主要包括：

步骤1、将存储器中采集的信号二进制列表按照时间戳升序排序；

步骤2、时间点初始化为0，启动计时器，每隔固定时间时间点+1；

步骤3、数码管每位状态值初始化为0；

步骤4、每隔固定时间读取信号二进制列表，直到二进制列表项的时间戳大于当前时间点：

如果位使能信号为使能，则将对应位状态值+1，若对应位状态值＞20，则保持20；

如果位使能信号为非使能，则将对应位状态值-1，若对应位状态值＝0，则保持0；

步骤5、如果位状态值＞0，则将对应位点亮，显示数据位；如果位状态值＝0，则熄灭。

该方法所涉及的具体技术细节在之前的装置实施例中进行了相关说明，故不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将转置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种用于模拟多位宽数码管特性的显示装置，其特征在于，包括：

存储器，采用二进制列表形式存储采集的信号；

显示器，用于根据处理器的操作显示模拟的多位宽数码管行为；

处理器，用于根据存储器中的信号进行多位宽数码管的建模，根据数码管每位状态值，点亮或者熄灭相应位；

其中，所述处理器执行如下操作：

步骤1、将存储器中采集的信号二进制列表按照时间戳升序排序；

步骤2、时间点初始化为0，启动计时器，每隔固定时间时间点+1；

步骤3、数码管每位状态值初始化为0；

步骤4、每隔固定时间读取信号二进制列表，直到二进制列表项的时间戳大于当前时间点：

如果位使能信号为使能，则将对应位状态值+1，若对应位状态值＞20，则保持20；

如果位使能信号为非使能，则将对应位状态值-1，若对应位状态值＝0，则保持0；

步骤5、如果位状态值＞0，则将对应位点亮，显示数据位；如果位状态值＝0，则熄灭；

所述位状态值代表对应位当前已点亮或未点亮的状态，状态值的大小代表余辉时间的长短；

存储器所存储的信息通过信号采集器得到，所述信号采集器，能够检测到数码管的位使能信号和数据信号变化；存储器存储的信号包括：使能信号和数据信号变化的时间戳，信号编号和信号变化后的值，其存储格式为：<时间戳，信号编号，信号值>；

多位宽数码管的每一位有1ms或少于1ms的点亮时间，在数码管的位使能信号从非使能转换为使能时需要1ms或少于1ms的时间亮起；

多位宽数码管的每一位点亮后有20ms或多于20ms的保持时间，用于模拟物理数码管的余辉时间和人眼视觉暂留效果。

2.一种用于模拟多位宽数码管特性的显示方法，其特征在于，基于权利要求1所述的装置实现，该方法包括：利用处理器执行如下操作，从而通过显示器显示模拟的多位宽数码管行为：

步骤1、将存储器中采集的信号二进制列表按照时间戳升序排序；

步骤2、时间点初始化为0，启动计时器，每隔固定时间时间点+1；

步骤3、数码管每位状态值初始化为0；

步骤4、每隔固定时间读取信号二进制列表，直到二进制列表项的时间戳大于当前时间点：

如果位使能信号为使能，则将对应位状态值+1，若对应位状态值＞20，则保持20；

如果位使能信号为非使能，则将对应位状态值-1，若对应位状态值＝0，则保持0；

步骤5、如果位状态值＞0，则将对应位点亮，显示数据位；如果位状态值＝0，则熄灭。

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