DE3226287A1 - Anzeigeeinrichtung fuer ein mikrocomputer-lehrsystem - Google Patents

Description

• Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-
• Lehrsystem Die Erfindung geht von einer Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.
• Das rasche Vordringen der Mikrocomputer auf fast allen Gebieten der Technik macht es erforderlich, daß sich immer mehr Menschen mit diesem umfangreichen Thema beschäftigen müssen. Eine gute Einstiegsmöglichkeit bieten für diesen Fall sogenannte Lehrsysteme, die außer einem theoretischen Lehrgang auch die Hardware -einen Mikrocomputer- in den Lehrstoff mit einbeziehen. Hierdurch hat man die Möglichkeit, den theoretisch im Lehrbuch erarbeiteten Stoff gleich in der Praxis nachvollziehen zu können. Weiter kann man die Hardware des Lehrgangs sehr gut als Grundgerät für ein eventuell selbst entwickeltes größeres Mikrocomputersystem verwenden. Wichtig ist es nun für den Lernenden, daß er die eingegebenen Daten, die Veränderungen dieser bei den Einzelschritten und letztlich die Ausgabe deutlich und leicht verständlich angezeigt bekommt.
• Ferner ist es auch für den Lernenden von Vorteil, die Status- und Betriebszustände der Register, Speicher, Schnittstellen oder eventuell sogar eine fehlerhafte Bedienung angezeigt zu erhalten. Die Anzeige erfolgt üblicherweise mit sogenannten 7-Segment-Anzeigen. Diese Anzeigeelemente werden bevorzugt zur Darstellung von Ziffern und Buchstaben im Hexadezimalsystem verwendet.
• Wie im Bereich der gesamten digitalen Informationsverarbeitung erfolgt auch bei Mikrocomputern die interne Datendarstellung durch das auf der Basiszahl zwei beruhende Zweier-Zahlensystem (Dualsystem). Das Dualsystem ist wie das allgemein bekannte Dezimalsystem ein Stellenwertsystem. In der digitalen Datenverarbeitung finden daneben noch die auf den Basiszahlen 8 und 16 beruhenden Oktal- bzw. Hexadezimalsysteme als abgekürzte Schreibweisen für das Dual system Anwendung. Es handelt sich hier ausdrücklich um Schreibweisen. Die interne Datendarstellung im Mikrocomputer erfolgt durch binäre Schaltzustände und entspricht damit der dualen Zahlendarstellung. Man kann selbstverständlich die Daten von dem einen System in das andere System umrechnen. Will man eine Dualzahl in eine gleichwertige Hexadezimalzahl umwandeln, so unterteilt man die Dualzahl, bei der niedrigstwertigen Ziffer beginnend, in Gruppen zu 4 bit und bildet daraus hexadezimale Ziffern.-Diese ergeben in der bestehenden Wertigkeitsfolge aneinandergereiht die Hexadezimalzahl (z.B.
• die gleichwertige Hexadezimalzahl zur Dualzahl OOLL LOLO lautet 3 A).
• Aus der US-PS 39 75 836 ist bereits ein elektronisches Lernspiel bekannt, das aus einem Gehäuse besteht, in das Karten mit logischen Schaltungen eingelegt werden können. Die Eingabe der Daten erfolgt mit Hilfe von Schiebeschaltern mit zwei Schaltstellungen. Man kann so sofort erkennen, ob eine L oder 0 eingegeben wurde. Der Ausgang der Schaltung ist mit einer Leuchtdiode verbunden, die aufleuchten muß, wenn die Eingangsdaten richtig eingegeben wurden. In der Ausgangsstellung des Spiels stehen alle Schiebeschalter am linken Anschlag in Position logisch 0.
• Es müssen nun alle Schiebeschalter, mit denen eine logische L erzeugt werden muß, betätigt werden. Jede Schiebeschalter-Betätigung wird in einem Zähler gezählt und in einer 7-Segment-Anzeige angezeigt. Derjenige Spieler hat gewonnen, der die wenigsten Fehler macht und der in kürzester Zeit die Ausgangs-Leuchtdiode zum Leuchten bringt.
• Aus der DE-PS 26 53 426 ist eine Mikrorechner-Lehreinrichtung bekannt, die einen Mikroprozessor, einen Speicher, einen Taktgenerator, ein Bedienfeld und eine Anzeigeeinrichtung aufweist. Zur Eingabe der Daten sindbistabile Schiebeschalter vorgesehen. Als Anzeigeeinrichtung wurden Leuchtdioden ausgewählt.
• Eine 7-Segment-Anzeige für ein Mikrocomputer-Lern- und Experimentiergerät ist aus der DE-Zeitschrift "CHIP", Heft 8, August 1979, Seite 46 bis 49 bekannt. Es wird das laufende Kommando, die Adresse sowie die Daten im Hexadezimalsystem angezeigt. Der Lernende, insbesondere der Anfänger, muß parallel zur Hexadezimalanzeige zum besseren Verständnis die entsprechende Dualzahl ermitteln, da z.B. Statusanzeigen, wo jedes bit eine andere Bedeutung haben kann, dann leichter interpretierbar sind.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Lernende, insbesondere der Anfänger, die Zusammenhänge in der Darstellungsweise in den verschiedenen Zahlensystemen besser erkennt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Durch die Parallel anzeige der gleichen Daten im Dual- und im Hexadezimalsystem gewinnt der Lernende Routine und es wächst sein Verständnis für die verschiedenen Zahlensysteme. Hierzu ist es von Vorteil, daß die beiden Anzeigeelementblöcke räumlich unmittelbar benachbart sind.
• Die Erfindung wird nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
• Von den Figuren zeigt Figur 1 einen Ausschnitt aus einer gedruckten Schaltung, auf der die Anzei geel ementbl öcke vorgesehen sind, Figur 2 ein Schaltbild mit den Anzeigeelementblöcken und deren Ansteuerung.
• Von dem genannten Mikrocomputer-Lehrsystem ist in den Figuren nur ein kleiner, für die Erfindung wesentlicher Ausschnitt dargestellt, der sich auf die Anzeigeeinrichtung bezieht. So ist in Figur 1 mit 1 ein Teilstück einer gedruckten Schaltung bezeichnet. Diese gedruckte Schaltung kann ein- oder doppelseitig kaschiert sein. Wie üblich, befinden sich auf der gedruckten Schaltung, die aus Hartpapier oder einem glasfaserverstärkten Material besteht, neben den Leiterbahnen und Durchkontaktierungen elektrische und elektronische Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren, integrierte Schaltungen usw.
• Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Paralleldarstellung der Zahlen im Dual system und im Hexadezimalsystem. Diese Auswahl wurde deshalb getroffen, da beide Systeme sehr gebräuchlich sind.
• Selbstverständlich jedoch könnten auch andere Systemkombinationen dargestellt werden. Außerdem wäre es denkbar, im Bedarfsfall mehr als zwei Systeme parallel anzuzeigen. Bei der Darstellung im Hexadezimalsystem.
• werden immer jeweils 4 bit zu einer Ziffer oder einem Buchstaben zusammengefaßt. Da die zu verarbeitenden Datenwörter meist länger sind, müssen auch mehr Ziffern oder Buchstaben verwendet werden. In Figur 2 ist ein Ausschnitt dargestellt und die Darstellung wurde der Obersichtlichkeit wegen auf zwei Ziffern des Hexadezimalsystems beschränkt. Die entsprechenden, ankommenden bit-Leitungen sind mit PCO bis PC7 bezeichnet.
• Davor sind vier bit-Leitungen PCO bis PC3 zu einem rechten numerischen Anzeigeelement 2 und die vier bit-Leitungen PC4 bis PC7 zu dem linken numerischen Anzeigeelement 3 gefUhrt.
• Jedes numerische Anzeigeelement 2, 3 ist ein integrierter Schaltkreis mit einem auf der Oberseite durchsichtigen Gehäuse, in dem sich Decoder und Stromtreiber befinden. Die Anschlüsse 1 und 14 sind zusammen an Spannungsversorgung +UB gelegt. Die Anschlüsse 5 und 7 sind miteinander verbunden und an Masse geführt. An den Anschlüssen 2, 3, 12 und 13 liegen die vier bit-Leitungen PCO bis PC3. An einen weiteren Anschluß 8 muß ein Dunkeltastimpuls gelegt werden, der das jeweilige numerische Anzeigeelement dunkel bzw. in Anzeigebereitschaft steuert. Die entsprechende Leitung ist in Figur 2 mit PAO bezeichnet.
• Die bit-Leitungen PCO bis PC7 sind zu den Anschlüssen der numerischen Anzeigeelementen und parallel zu den Eingängen von insgesamt acht NAND-Gattern 8, 9 geführt. Jeweils 1 bit liegt ambEingang des NAND-Gatters.
• Vier bit zusammen bilden einen Anzeigeelementblock, dabei bilden die numerischen Anzeigeelemente 2, 3 den ersten Anzeigeelementblock und Leuchtdioden 4,5 den zweiten Anzeigeelementblock. Der Dunkeltastimpuls PAO ist Uber ein Inverter-Gatter 10 als PAO zu den anderen Eingängen der NAND-Gatter geführt. Der Ausgang jedes NAND-Gatters ist mit der Kathode einer LED 5 verbunden. Jede Anode der LED liegt über einen Widerstand 6 an Versorgungsspannung Ug. In analoger Weise erfolgt auch die Darstellung der zweiten Ziffer. Die entsprechenden Schaltelemente sind in Figur 2 in der linken Hälfte der Figur abgebildet. Der Dunkeltastimpuls für diese Ziffer ist mit PAl bezeichnet.
• Wie aus Figur 1 hervorgeht, liegen die beiden Anzeigelementblöcke räumlich unmittelbar benachbart nebeneinander. Dadurch werden dem Lernenden mit nahezu einem Blick die Zusammenhänge zwischen den beiden Zahlensystemen verdeutlicht.
• Bezugszeichen zu 12/82bot.* 1 gedruckte Schaltung 2 rechtes numerisches Anzeigeelement 3 linkes numerisches Anzeigeelement 4 rechte Leuchtdioden 5 linke Leuchtdioden 6 rechter Widerstand 7 linker Widerstand 8 rechtes NAND-Gatter 9 linkes NAND-Gatter 10 rechter Inverter 11 linker Inverter Leerseite

Claims (4)

1. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem 1.)Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem, das aus einem CPU mit einem Mikroprozessor als zentraler -Rechen- und Steuereinheit, mindestens einem Speicher, einer Eingabetastatur, einer Interface-Schaltung, einem Netzteil, einer BUS-Platine und auf die BUS-Platine steckbaren Peripheriekarten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Anzeige vorgesehene n-Bit-Datenwort in mehreren, mindestens jedoch zwei, verschiedenen Zahlensystemen durch räumlich unmittelbar benachbarte, ein- oder mehrstellige optische Anzeigeelementblöcke (2, 3, 4, 5) parallel dargestellt ist, wobei jedem Zahlensystem ein eigener Anzeigeelementblock zugeordnet ist.
2. 2. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeigeelementblock (2, 3) das n-Bit-Datenwort zweistellig im Hexadezimal-Zahlensystem und der zweite Anzeigeelementblock (4, 5) achtstellig im Dual-Zahlensystem anzeigt.
3. 3. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeigeelementblock aus zwei numerischen Anzeigeelementen (2, 3) und der zweite Anzeigeelementblock aus insgesamt acht diskreten LED (4, 5) bestehen.
4. 4. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier LED (4 bzw. 5) des zweiten Anzeigeelementblocks zusammengeschaltet sind derart, daß vier NAND-Gatter (8 bzw. 9) vorhanden sind, deren eine Eingängen mit vier Bit des Datenwortes und deren andere Eingängen miteinander verbunden über einen gemeinsamen Inverter (10 bzw. 11) von einem Dunkeltastimpuls beaufschlagt sind und an deren Ausgängen jeweils eine LED (4 bzw. 5) mit der Kathode liegt, während die vier Anoden über je einen Widerstand (6 bzw. 7) zusammengeschaltet an Versorgungsspannung (+UB) liegen.