-
Titel der Erfindung
-
Einrichtung zur Steuerung, elektronischer Anzeige- und Druckelemente
für die Datenausgabe Anwendunsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft Steuereinrichtungen
für Anzeige-und Druckelemente elektronischer Datenerfassungsgeräte, nichtmechanischer
Schreibmaschinen, Reß is trierkass en, Meßwertdrucker, Fernschreiber und Rückinformationssys
teme der Eierns ehte chnik .
-
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es wurde durch WP
H 05 b/195 855 vorgeschlagen, zur Sichtanzeige von Daten lumineszierende bzw. lasernde
Elemente einzusetzen, welche auch die Druckkörper für ein Thermodruckverfahren bilden.
Zur Erreichung des trhermodruckes wird der Anschluß des Elementes an eine weitere
Strom- bzw4 Spannungsquelle genannt, um mit Erhöhung des durchfließenden Stromes
gegenüber dem bei der Anzeige wirkenden Strom eine erhöhte Wärmeabgabe zu erreichen.
-
Der Nachteil dieser Ansteuerung besteht darin, daLD zwei verschiedene
bzw. eine umschaltbare Stromquelle sowie UmschalteinrichtunJen erforderlich sind.
Außerdem ist die den Druck- bzw. Anzeige elementen zugeführte Snergie mit hoher
Genauigkeit zu dosieren, da einerseits für den Abdruck eine genügende Wärmeentwicklung
notwendig ist, andererseits aber eine zu hohe Ehergiezuführung die Abkühlungszeit
der Elemente vergrößert.
-
Bs ist auch allgemein bekannt, die mittels einer Strominpulsfolg-e
zugeführte elektrische Leistung durch eine Veränderung des Tastverhältnisses der
Impulsfolge genau zu dosieren. Der zum Erzeugen der unterschiedlichen effektive
ven Stromstärken notwendige Schalt un0.s aufwand steigt dadurch zwangsläufig noch
mehr an.
-
Neben den Baugruppen, die zur Codierung, zur t;bertragung und zur
Darstellung der auszugebenden Daten benötigt vlerden, sind somit noch die zusätzlichen
Schaltungsanordaungen zur Realisierung verschiedener Stromstärken für Anzeige und
Druck notwendig.
-
Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung
des zusätzlichen schaltungstechnischen Aufwandes zur Erzeugung der genannten Stromstärken.
-
Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, die
zur Codierung, Ubertragung und Darstellung der auszugebenden Zeichen erforderlichen
Einrichtungen oder die bereits in den als Anwendungsgebiet der Erfindung genannten
Geräten vorhandenen Einrichtungen auch zur Erzeugung der für die Anzeige und für
den Druck notwendigen Stromstärken bzw. Beistun,en zu nutzen.
-
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierend
aufeinanderfolgende Ansteuerung der Elemente der Anzeige- und Druckmatrix durch
eine Impulsfolge realisiert ist, deren Basis der Taktgenerator eines Mikroprozessors
bildet, indem für die Erzeugung der Anstiegsflanke ein erster und für die Erzeugung
der Abstiegsflanke ein zweiter Befehl im ROM versclBltet sind, über die das Tastverhältnis
der Impulsfolge so festlegbar ist, daß deren effektive Stromstärke entweder für
die Anregung der Lichtaussendung der angesteuerten Elemente ausreicht oder um den
für Thermodruck und Lichtaussendung erforderlichen Wert verändert ist.
-
Ausführungsbeispiel Eine Anzeige- und Druckmatrix 1 besteht aus Halbleiterelementen
2, die zur punktweisen Zeichendarstellung in Spalten (senkrecht fluchtende Halbleiterelemente)
und Zeilen (wàagerec7lt fluchtende Halbleiterelemente) angeordnet und ansteuerbar
sind.
-
Die zur Darstellung einer Schreib- bzw. Druckzeile ausgewählten Halbleiterelemente
können hierbei gleichzeitig, aufeinanderfolgend zeichenweise, aufeinanderfolgend
spaltenweise oder aufeinanderfolgend zeilenweise angesteuert werden.
-
Dein zu beschreibenden Äusführungsbeispiel wurde die spaltenweise
aufeinanderfolgende Ansteuerung zugrunde gelegt, Die verwendeten Halbleiterbauelemente
2 strahlen bei Ansteuerung mit einer definierten Stromstärke Licht ab, wodurch die
Sichtanzeige von Zeichen realisierbar ist. Der thermische Abdruck der angezeigten
Zeichen erfolgt durch Erhöhung der Stromstärke. Die ausgewählten lichtaussendenden
Halbleiterelemente erzeugen dann zusätzlich die für den Druck notwendige Wärme.
-
Entgegen der Darstellung kann die Anzeige- und Druckmatrix 1 auch
aus zwei parallel angesteuerten Baugruppen bestehen.
-
Die Zeilen der Anzeige- und Druckmatrix 1 sind über eine Paralleldatenleitunr
3 mit einem Druckregister 4 verbunden. Dieses ist an einen E/A-Baustein 5 über eine
Paralleldatenleitung 7 und eine Steuerleitung 6 angeschlossen.
-
Eine Paralleldatenleitung 8 sowie Steuerleitungen 9 schliessen ein
Stellenregister 10 an den E/A-Baustein 5 ano Das Stellenregister 10 ist mit einen
Stellendecoder II gekoppelt, der eine in das Stellenregister 10 eingegebene Zahl,
die einer der Spalten der AnzeiOe- und Druckmatrix 1 zugeordnet
ist,
in ein Ansteuersignal für diese Spalte umwandelt. Dementsprechend ist der Stellendecoder
11 über die Auswahlleitung 12 mit jeder Spalte der Anzeige- und Druckmatrix 1 verbunden.
Sowohl die i>aralleldatenleitung 3 als auch die Auswahlleitung 12 führen über
nichtgezeigte Gatter der Anzeige- und Druckmatrix 1, die iiber eine Steuerleitung
13 des E/A-Bausteines 5 geschaltet werden.
-
Dieser steht über eine Paralleldatenleitung 14 und über eine Datensammelleitung
(Daten, Adresse) 15 mit dem Eikroprozessor (weiterhin als CPtY bezeichnet) 16 in
Verbindung. Über Steuerleitungen 17 erhält der E/A-Baustein 5 die Steuersignale
der CP.U IG. Über die Datensammelleitung 15 sind ein Festwertspeicher (weiterhin
als ROM bezeichnet) 18 und ein Schreib- und Lesespeicher (weiterhin als RAM bezeichnet)
19 mit der CPU 16 verbunden. Über die Steuerleitungen 20, 21 wird der Datenaustausch
des ROM 18 und des RAM 19 mit der CPU 16 bewirkt. Ein weiterer E/A-Baustein 22 ist
über Steuerleitungen 23 und eine Paralleldatenleitung 24 an die CPU 16 angeschlossen.
Die alphanumerische Tastatur 26 ist aus sich kreuzenden Wort- und Spaltenleitungen
aufgebaut, auf deren Kreuzungspunkte in Abhängigkeit der vereinbarten Codes geeignete
fastenelemente wirken, so daß bei Anlage entsprechender logischer Pegel, z.B. "L",
an den Wortleitungen das dem eingegebenen alphanumerischen Zeichen entsprechende
bitparallele Zeichen von den Spaltenleitungen abnehmbar ist, welches über ein Eingabe
tor 27 über die Paralleldatenleitung 28 zum E/A-Baustein 22 übertragen wird. Die
oeffnung des Eingabetores 27 und des Ausgabetores 25 geschieht über die Steuerleitungen
29;30 durch den E/A-Baustein 22. Die Betätigung einer Taste der Tastatur 26 wird
über die Status leitung 31 dem E/A-Baustein 22 gemeldet und dort gespeichert (Selektor
1). Diese Information bleibt im E/A-Baustein 22 gespeichert. Sie wird gelöscht mit
ihrer Abfrage durch die Ci>U IG (Statusleitung 32). Die erneute Speicherung des
Zustandes taste gedrückt" im E/A-Baustein 22 ist möglich, nachdem die vorher gedrückte
Taste zurückgeführt wurde.
-
Die Wirkungsweise der Ei-nrichtunO wird anhand eines Proo'.rammablaufplanes
beschrieben. Das zur Realisierung dieses Planes erforderliche Programm ist im ROM
18 gespeichert bzw. verschaltet und wird befehlsweise über die CPU 16 aufgerufen.
Der ROlvL 18 beinhaltet außer den Befehlen des Programms auch einen Zeichengenerator,
über den das in die CPU 16 eingegebene alphanumerische Zeichen in mehrere Spaltenzeichen
umgewandelt wird. Dieses Spaltenzeichen umfaßt die zu einer Spalte der Anzeige-
und Druckmatrix 1 gehörenden parallelen Bits. Das nichtgezeigte Speicheradreßregister
der CPtJ 16 dient der Speicherung der Adressen der im XlG 19 gespeicherten Spaltenzeichen.
-
Gemäß Operation 1 des Programmablaufplanes wird nach dem Start das
Speicheradreßregister auf einen definierten Anfangswert gestellt. Über die Statusleitung
32 erfolgt die Abfrage des Selektors 1 des E/A-Bausteines 22 (Test 2).
-
Dieser Zyklus wird wiederholt durchlaufen, bis der Selektor 1 infolge
Tastenbetätigung auf einen vereinbarten Wert, z.B. "L", geschaltet wurde. Über die
Steuerleitungen 23 wird von der CPLJ 16 an den S/A-Baustein 22 das Signal zur Abfrage
der Tastatur 26 gegeben, welche dieser über Steuerleitungen 29;30 in Verbindung
mit den Ein- und Ausgabetoren 25;27 realisiert in der bereits beschriebenen Diese
(Operation 3). Das eingegebene alphanumerische Zeichen wird dual verschlüsselt parallel
zur CPU 16 übertragen, anschließend wird über den ROM 18 dieses Zeichen in die vereinbarte
Anzahl bitparalleler Spaltenzeichen umgewandelt, die das in der Anzeige- und Druckmatrix
1 abzubildende alphanumerische Zeichen direkt beinhalten (Operation 4). Die Übertragung
dieser bitparallelen Spaltenzeichen in entsprechende Speicherplätze des RAM 19 erfolgt
durch einen Zyklus unter jeweiliger Erhöhung des Inhaltes des Speicheradreßregisters
um eine Einheit (Operation 6-9).
-
Vor Einleitung der Anzeige ist der aktuelle Inhalt des Speicheradreßregisters
in ein Hilfsregister der CPtJ 16 zu übertragen, das Speicheradreßregister ist auf
den definierten Anfangswert zu stellen und das Stellenregister 10
ist
auf Anfangsstellung (Ansteuerung der ersten Spalte) zu bringen (Operation 10-12).
Diese Einstellung des Anfangswertes geschieht über den E/A-Baustein 5 (Steuerleitung
9, Paralleldatenleitung 8), den hierzu von der CPU 16 über Steuerleitungen 17 ein
entsprechendes Signal erreichte Zur Anzeige der bisherigen Eingaben werden die Spaltenzeichen
entsprechend der Reihenfolge ihrer Eingabe in den RÄJu 19 durch die Halbleiterelemente
2 der zugeordneten Spalten der Anzeige- und Druckmatrix 1 dargrestellt.
-
Es werden nur die ausgewählten Halbleiterelemente 2 einer Spalte gleichzeitig
zum Leuchten gebracht. Die aufeinanderfolgend intermittierende Ansteuerung der Spalten
hat mindestens mit einer Frequenz zu erfolgen, die beim menschlichen Auge den Eindruck
eines Cxesamtbildes entstehen läßt.
-
Über die Steuerleitungen 17 wird die Übertragung (Paralleldatenleitung
14) des in cier CU IG bereitgestellten Spaltenzeichens zum E/A-Baustein 5 bewirkt,
welcher mittels Steuerleitung 6 und Paralleldatenleitung 7 diese Bits parallel in
das Druckregister 4 einschreibt (Operation 13 bzw. 13'). Der Sprung in den mit "Strichzahlen"
numerierten Zweig ist von der Einschaltung des Druckes, beispielsweise über einen
Selektor 2, al^5onuig (Test 15). Dieser Selektor 2 wird nach Erreichung einer vorgegebenen
Anzahl noch zu erläuternder Druclrdurchläufe abgeschaltet.
-
Durch einen im ROM 18 verschalteten ersten Befehl AUSGABE EIN wird
der E/A-Baustein 5 über die Steuerleitungen 17 zur Abgabe eines Einschaltsignales
auf die Steuerleitung 13 veranlaßt (Operation 14 bzw. 14'). Dieses Einschaltsignal
öffnet die erwähnten Torschaltungen der Anzeige-und Druckmatrix 1, wodurch sowohl
deren Zeilen, die dem im Druckregister 4 gespeicherten Binärwerten zugeordnet sind,
als auch die ausgewählte Spalte angesteuert werden.
-
Die ausgewählten Halbleiterelemente 2 der angesteuerten Spalte werden
somit von einer Stromimpulsanstiegsflanke passiert. Die Torschaltungen sind so ausgebildet,
daß
sie geöffnet bleiben, bis sie durch einen in ROM 18 verschalteten
zweiten Befehl AUSGABE AUS gesperrt werden (Operation 19 bzw. 19'). Während dieser
Zeit fließt durch die angesteuerten Halbleiterelemente 2 der Impulsspitzenstrom.
-
Die Dauer der Ansteuerung, d.h. die Impulsbreite, wird durch den zeitlichen
Abstand zwischen beiden Befehlen bestimmt, welcher durch die Anzahl der Durchläufe
eines im ROM 18 verschalteten Zyklus (Operation 17 bzw. 17'; Test 18 bzv. 18') festgelegt
ist. Jeder Zyklus basiert auf einer bestimmten Anzahl von Impulsen des Talctgenerators
der CPU 16 infolge der getakteten Befehlsabarbeitung.
-
Die Anzahl der Durchläufe ist durch die ganzzahligen Grössen tA (Anzeigen)
oder tD (Anzeigen und Drucken) wählbar.
-
Wie bereits erläutert, wird jede Spalte der Anzeige- und Druckmatrix
1 aufeinanderfolgend von je einem durch die Befehle AUSGABE EIN und AUSGABE AUS
definierten Impuls angesteuert. Der zeitliche Abstand zwischen den Impulsen, der
die Frequenz festlegt, ist durch die bis zum erneuten Aufruf des Befehles AUSGABE
EIN abzuarbeitenden Operationen und Tests gegeben. Die effektive Stromstärke ist
bei gleichbleibender Frequenz durch das Tastverhältnis festgelegt, daß hierbei durch
die Größen tA und tD bestimmt ist.
-
Der Wert für tA ist so vorzugeben, daß die den Halbleiterelementen
2 zugeführte effektive Stromstärke für die Anregung der Lichtaussendung ausreicht,
jedoch die für den Thermodruck notwendige lVärme nicht erzeugt. Demgegenüber ist
die durch tD bewirkte Impulsbreite und das hieraus resultierende Tastverhältnis
so, daß die zugeführte effektive Stromstärke für Anzeige und Thermodruck ausreicht.
-
Im Gegensatz zur Anzeige durchläuft der Zustand der aufeinanderfolgenden
Ansteuerung der Spalten beim Druck die Anzeige- und Druckmatrix 1 nur für eine vorgegebene
Zeit, da ansonsten an den Halbleiterbauelementen 2 eine zu hohe Wärmeentwicklung
stattfinden würde (Test 15).
-
Nach jeder Ansteuerung einer Spalte zwecks ausschließlicher Anregung
der Lichtaussendung wird die Tastatur 26
nach einer erfolgten Eingabe
abgefragt (Test 20). Ist eine erneute Eingabe vorhanden, wird die Anzeigeroutine
verlassen und die Übertragung des eingegebenen Zeichens ab Operation 3 in der erläuterten
Weise durchgeführt. Hierzu ist der Inhalt des Hilfsregisters, der um eine Einheit
erhöht wurde, in das Speicheradreßregister zu übertragen (Operation 24). Ist keine
erneute Eingabe vorhanden, erfolgt die Weiterzählung der Inhalte des Stellenregisters
10 und des Speicheradreßregisters um eine Einheit (Operation 22 und 23) und somit
die Ansteuerung der ausgewählten Halbleiterelemente 2 der nächsten Spalte. Die Weiterzählung
dieser Register erfolgt in gleicher Weise auch bei der Abarbeitung der Druckroutine
(Operationen 22' und 23').
-
Hat nach der Anzeige bzw. nach dem Druck das Speicheradreßregister
den Wert des Hilfsregisters erreicht (test 21 bzw. 21'), so beginnt die Ansteuerung
der Anzeige-und Druckmatrix 1 erneut in der bereits erläuterten Reihenfolge mit
der ersten Spalte.
-
Hierbei ist vorausgesetzt, daß die zur WerSügullg stehende maximale
Kapazität des Speicheradreßregisters dem vereinbárten maximalen Inhalt des Stellenregisters
10 entspricht.
-
Der Zustand der aufeinanderfolgend angesteuerten Spalten bei Betriebsart
Anzeigen durchläuft wiederholend das bystem bis zur erneuten Einschaltung des Druckes
(Test 15) bzw. bis zur Abschaltung der beschriebenen Anordnung.
-
Auf die Darstellung des Programmeprunges zur Abschaltung (Stopp) wurde
verzichtet.
-
Der Aufwand zur Realisierung der vorteilhaften intermittierend aufeinanderfolgenden
Ansteuerung rechtfertigt den Einsatz eines Mikroprozessors, der erfindungsgemäß
gleichzeitig zur Erzeugung von zwei unterschiedlichen effektiven Stromstärken, die
hierbei benötigt werden, eingesetzt ist.
-
Ist in den betreffenden Geräten bereits ein Mikroprozessor bzw. eine
Zentrale Verarbeitungseinheit einschließlich der erforderlichen Speicher vorhanden,
so können dieser die Codierunu, Übertragung und Darstellung der auszugebenden Zeichen
sowie die Srzeuzang der genannten unterschiedlichen Stromstärken mit übertragen
werden. Unter Festlegung einer entsprechenden Schnittstelle ist dann die Anzeige-
und Druckeinheit als selbständige Baugruppe an die Geräte anschließbar.