DE2502794A1

DE2502794A1 - Elektronische ziffernanzeige

Info

Publication number: DE2502794A1
Application number: DE19752502794
Authority: DE
Inventors: Walter Berg; Ernst Dipl Ing Kuhnle
Original assignee: Bizerba Werke Wilhelm Kraut GmbH and KG
Current assignee: Bizerba SE and Co KG
Priority date: 1975-01-24
Filing date: 1975-01-24
Publication date: 1976-07-29
Also published as: JPS5193826A; FR2298836A1; NL7514067A

Description

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HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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11. Dezember 19 74

Firma

Bizerba-Werke Wilhelm Kraut KG

7460 Balingen/Württ. Wilhelm-Kraut-Straße

Elektronische Ziffernanzeige

Die Erfindung betrifft eine elektronische Ziffernanzeige mit aus jeweils getrennt ansteuerbaren Segmenten aufgebauten Anzeigeelementen und einer Umformeinrichtung, die elektrische, den anzuzeigenden Zahlenwerten entsprechende Signale in je nach Zahlenwert unterschiedliche Segmente des Anzeigeelementes mit einer Energiequelle verbindende Signale umsetzt.

Zur Ziffernanzeige (Digitalanzeige) von Meß- oder Rechenwerten, werden aus Einzfilsegmenten aufgebaute Anzeigeelemente verwendet. Die Segmente, pro Anzeigeelement z.B. 7, sind jeweils getrennt ansteuerbar, d.h. sie

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können getrennt mit einer Energiequelle verbunden werden und leuchten dann auf. Je nachdem, welche der Segmente angesteuert werden, können so mit 7 Segmenten die Ziffern von Null bis Neun gebildet werden. Die beispielsweise von einer elektronischen Recheneinheit gelieferten, einer Zahl entsprechenden elektrischen Signale werden dazu in einer Umformeinrichtung (Codewandler) in einen entsprechenden Code umgewandelt.

Die Segmente können bei bekannten Anzeigen als Glühlampen, Glimmlampen, Leuchtdioden, Flüssigkristall-Anzeigen oder dgl. ausgebildet sein.

Diese bekannten Ziffernanzeigen haben den Nachteil, daß bei Ausfall eines Segmentes, z.B. durch einen Defekt der elektrischen Zuleitung oder des Segmentes selber, eine falsche Ziffer zur Anzeige kommen kann. Ebenso sind Fehlanzeigen möglich, wenn durch einen Fehler in der Ansteuerung des Anzeigeelementes ein Segment mehr aufleuchtet, als es der anzuzeigenden Ziffer entspricht.

Zur Kontrolle der richtigen Funktion der Ziffernanzeige kann der durch jedes Segment fließende Strom gemessen und mit dem der anzuzeigenden Ziffer entsprechenden Sollwert verglichen werden. Dies ist eine relativ aufwendige Prüfmethode, die überdies nicht bei allen Segmenttypen verwendet werden kann. So ist z.B. bei Flüssigkristall-Anzeigesegmenten der fließende Strom so klein, daß eine Kontrolle dieses Stromes gar nicht oder nur mit einem unverhältnismäßig großen Aufwand durchführbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ziffernanzeige der eingangs erwähnten Art, insbesondere eine Flüssigkristall-Anzeige, zu schaffen, bei der die Richtigkeit der Anzeige mit einfachen Mitteln kontrollierbar ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der Segmente des Anzeigeelementes aus mindestens zwei Teilsegmenten besteht und daß eine gleiche Anzahl von in ihrer Gesamtheit die Umformeinrichtung bildenden, parallel geschalteten Codewandlern vorgesehen ist, die jeweils einem einzigen Teilsegment aus jedem Segment zugeordnet sind.

Die Segmente können dabei sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung in Teilsegmente unterteilt sein.

Eine weitere Erhöhung der Anzeigesicherheit läßt sich dadurch erreichen, daß der ümformeinrichtung eine Einrichtung zur Überprüfung der der anzuzeigenden Zahl entsprechenden Signale vorgeschaltet ist und daß zwischen den demselben Segment entsprechenden Ausgängen der Wandler Komparatoren eincresehaltet sind.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeiaen:

Fig. 1 ein elektronisches Schaltschema für die M-steuerung eines Ziffernanzeigeelementes;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Anzeigeelement mit quer

geteilten Segmenten und elektrischen Anschlüssen für die Teilsegmente;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit längs geteilten Segmenten;

Fig. 4 vier falsch anzeigende Anzeigeelemente mit längs geteilten Segmenten;

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Fig. 5 vier falsch anzeigende Anzeigeelemente mit quer geteilten Segmenten;

Fig. 6 eine Zusammenstellung der Ziffernanzeigen, die ausgehend von der richtigen Anzeige durch fehlerhaftes Ansteuern eines Segmentes entstehen können;

Fig. 7 eine Zusammenstellung der Ziffernanzeigen der Fig. 6, die zu Verwechslungen Anlaß geben können, mit gemäß der Erfindung quer geteilten Segmenten;

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 mit gemäß der Erfindung längs geteilten Segmenten und

Fig. 9 ein weiteres elektronisches Schaltschema für die Ansteuerung des Ziffernanzeigeelementes.

In Fig. 2 ist ein Anzeigeelement 1 dargestellt, das aus drei horizontalen und vier vertikalen Segmenten 2 aufgebaut ist. Gemäß der Erfindung sind alle Segmente 2 in Querrichtung unterteilt und bilden daher zwei Teilsegmente 3 und 4. Jedes Teilsegment 3, 4 ist über eine eigene Leitung 5 mit einem ihm zugeordneten Codewandler verbunden, dessen Aufbau und Wirkungsweise weiter unten ausführlich erläutert wird.

Während die Segmente des Anzeigeelementes in der Fig. 2 in Querrichtung unterteilt sind, sind die entsprechenden Segmente des Anzeigeelementes in Fig.3 in Längsrichtung in Teilsegmente unterteilt, die in gleicher Weise über Leitungen mit dem zugehörigen Godewandler verbunden sind.

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Die Segmente, bzw. die Teilsegmente, sind als Flüssigkristall-Anzeigeelemente ausgebildet. Ihre Herstellung erfolgt auf photomechanischem Wege, so daß eine Aufteilung der Segmente in Teilsegmente ohne weiteres möglich ist.

Anhand der Fig. 1 ist erkennbar, wie die Teilsegmente 3, 4 der Anzeigeelemente 1 angesteuert werden. Es sind zwei parallel geschaltete Codewandler 6 und 7 vorgesehen, in welche die der anzuzeigenden Ziffer entsprechenden elektrischen Signale, z.B., im BCD-Code,eingespeist werden. Die elektrischen Signale entstammen einer selbstprüfenden elektronischen Recheneinheit 8, von der sie seriell in ein Schieberegister 9 kommen. Die Signale liegen dabei im BCD-Code vor mit einem zusätzlichen Paritätsbit. In den Fig. 1 und 9 sind die Schieberegister der Deutlichkeit wegen in Fünfergruppen dargestellt. An den Ausgängen des Schieberegisters 9 wird jedes BCD-Wort mit einem Paritätsprüfer 11 auf die ungerade Quersumme der logischen Einsen überprüft. Somit ist gewährleistet, daß die den Codewandlern 6, 7 zugeführten Signale überprüft werden, so daß Fehler unverzüglich angezeigt und bemerkt werden.

Jeder Codewandler 6, 7 ist über die Leitungen 5 mit einem Teilsegment 3, 4 aus jedem der sieben Segmente 2 verbunden. In den Codewandlern 6, 7 wird in an sich bekannter Weise das der anzuzeigenden Zahl entsprechende, im BCD-Code vorliegende elektrische Signal in elektrische Signale umgewandelt, die die Teilsegmente 3, 4 mit einer in der Figur nicht dargestellten Energiequelle verbinden, die entsprechend der anzuzeigenden Ziffer aufleuchten müssen. Durch den Codewandler 6 werden z.B. alle Teilsegmente 3, durch den Codewandler 7 alle Teilsegmente 4 in dieser Weise angesteuert.

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Dadurch, daß den Teilsegmenten eines Segmentes verschiedene, parallel geschaltete und in gleicher Weise arbeitende Codewandler zugeordnet sind, ist eine überwachung der Funktion der Codewandler und der Leitungen zu den Teilsegmenten sowie eine Funktionskontrolle der Teilsegmente selbst möglich. Wenn die Codewandler falsche Signale abgeben, wenn Unterbrechungen in den Leitungen zu den Teilsegmenten vorhanden sind oder wenn die Teilsegmente defekt sind, entstehen Ziffern oder Zeichen, deren Unvollstandigkeit oder Unmöglichkeit man sofort erkennt. In den Fig. 4 und 5 sind jeweils vier fehlerhafte Ziffernanzeigen dargestellt, in Fig. 4 bei Anzeigeelementen mit in Längsrichtung geteilten Segmenten, in Fig. 5 bei Anzeigeelementen mit in Querrichtung geteilten Segmenten. Die linke Ziffer in den Fig. 4 und 5 kann beispielsweise eine fehlerhaft dargestellte Null oder eine fehlerhaft dargestellte Acht sein, je nachdem, ob ein Teilsegment zu viel oder ein Teilsegment zu wenig aufleuchtet. Wenn ein Teil zu viel aufleuchtet, ist dies ein Hinweis auf einen Funktionsfehler des dem zu viel aufleuchtenden Teilsegments zugeordneten Codewandlers, wenn dagegen ein Teilsegment zu wenig aufleuchtet, so ist entweder der zugeordnete Codewandler, die Leitung oder das Teilsegment selbst defekt. Auf jeden Fall erkennt man, daß ein Anzeigefehler vorliegt. Das gleiche gilt für die übrigen drei, in den Fig. 4 und 5 als Beispiel dargestellten fehlerhaften Zeichen.

Wenn bei den bekannten, siebensegmentigen Anzeigeelementen ein Segment falsch anzeigt, dann ergeben sich bei den Ziffern Null bis Neun insgesamt 70 mögliche Fehlzeichen, die in Abbildung schematisch dargestellt sind. Die meisten dieser Fehlzeichen haben allerdings keine Bedeutung, d.h., sie können nicht mit anderen Ziffern verwechselt werden. Lediglich die 15 in Fig.

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mit einem Kreis umrandeten Zeichen können eine Falschablesung hervorrufen. In den Fig. 7 und 8 sind diese 15 Zeichen in der erfindungsgemäßen Ausbildung mit unterteilten Segmenten dargestellt, in Fig. 7 mit quer geteilten, in Fig. 8 mit längs geteilten Segmenten. Diese Ziffern kann man einerseits bei flüchtigem Hinsehen noch richtig identifizieren, andererseits erkennt man aber bei näherer Betrachtung, daß eine Unvollkommenheit vorliegt, womit die Fehlfunktion der Anzeige offenbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 9) ist zwischen den zu Teilsegmenten desselben Segments führenden Leitungen der beiden Codewandler 6 und 7 jeweils ein Komparator 12 geschaltet, der die von den Codewandlern 6 und 7 abgegebenen Signale miteinander vergleicht. Bei Abgabe des gleichen Signales auf den einem einzigen Segment entsprechenden Leitungen kann davon ausgegangen werden, daß die Codewandler einwandfrei funktionieren. Werden durch die Komparatoren 12 jedoch verschiedene Signale auf den einander entsprechenden Leitungen der beiden Codewandler festgestellt, so ist klar, daß ein Codewandler fehlerhaft arbeitet. Somit beschränkt sich die Funktionskontrolle nur noch auf die Überprüfung von Leitunas-Unterbrechungen und Defekten der Teilsegmente selbst. Leitungs-Unterbrechungen und damit unerwünschte Überbrückungs-Kurzschlüsse kann man durch die Art und Weise der Leitungs-Anschlußtechnik sicher ausschließen', z.B. durch Steckverbindungen mit Führungsstiften gegen seitliche Verschiebungen und mit Verbindungen durch Flachkabel oder auch durch Anbringung aller elektronischen Teile, die sich in Abbildung 9 unterhalb der Linie 13 befinden, auf den Träger der Flüssigkristall-Anzeige.

In einem solchen Fall sind die Fehlermöglichkeiten auf den Ausfall

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eines Segmentes beschränkt, so daß von den in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten verwechselbaren Fehlanzeigen nur die mit einem Kreuz versehenen in Frage kommen.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispxel sind die Segmente der Anzeigeelemente und die ihnen zugeordneten Codewandler doppelt ausgeführt. Dadurch wird - wie beschrieben - eine sichere Funktionsanzeige gewährleistet, was im Zusammenhang mit der überprüfung der den Zahlenwerten entsprechenden, den Codewandlern zugeleiteten elektrischen Signale zu einer fehlerfreien Anzeige und damit zur Vermeidung von Irrtümern führt. Selbstverständlich können die Segmente auch in mehr als zwei Teilsegmente geteilt werden. In diesem Fall wird eine gleiche Anzahl von Codewandlern vorgesehen, wobei jeder Codewandler mit einem Teilsegment in jedem Segment verbunden ist. Die Funktionsweise entspricht genau der Ziffernanzeige mit zweiteiligen Segmenten.

Die erfindungsgemäße Ziffernanzeige eignet sich besonders im Zusammenhang mit Flüssigkristall-Anzeigen, sie kann aber auch im Zusammenhang mit jeder der eingangs erwähnten Anzeigetypen Verwendung finden, insbesondere mit Leuchtdiodenziffern. Bei diesen wird dann z.B. jedes Segment aus zwei getrennt angesteuerten Leuchtdioden aufgebaut. Im Sinne der Erfindung kann mit einem der beiden Codewandler die eine Hälfte und mit dem anderen Codewandler die andere Hälfte der Dioden gesteuert werden.

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Patentansprüche:

Ii Elektronische Ziffernanzeige mit aus jeweils getrennt ansteuerbaren Segmenten aufgebauten Anzeigeelementen und einer Umformeinrichtung, die elektrische, den anzuzeigenden Zahlenwerten entsprechende Signale in je nach Zahlenwert unterschiedliche Segmente des Anzeiaeelements mit einer Energiequelle verbindende Signale umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Segmente (2) des Anzeigeelementes (1) aus mindestens zwei Teilsegmenten (3, 4) besteht und daß eine gleiche Anzahl von in ihrer Gesamtheit die Umformeinrichtung bildenden, parallel geschalteten Codewandlern (6, 7) vorgesehen ist, die jeweils einem einzigen Teilsegment (3 bzw. 4) aus jedem Segment (2) zugeordnet sind.
2. Ziffernanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (2) in Längsrichtung in Teilsegmente (3, 4) unterteilt sind.
3. Ziffernanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (2) in Querrichtung in Teilsegmente (3, 4) unterteilt sind.
4. Ziffernanzeiae nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformeinrichtung eine Einrichtung zur Überprüfung der der anzuzeigenden Zahl entsprechenden Signale vorgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den demselben Seoment (2) entsprechenden Ausgängen der Codewandler (6, 7) Komparatoren

(12) eingeschaltet sind.

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