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Schaltungsanordnung für eine mehrstellige Zahlen-Anzeige
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Solche Schaltungsanordnungen beinhalten bestimmte Segment-Zuordnungen
zur Darbietung jeweils einer Ziffer an den verschiedenen Stellen der Zahlen-Anzeige.
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Trotz der unbestreitbaren Vorteile digitaler Informationsdarstellung
(gegenüber analogen Informationsdarbietungen) unter gewissen anwendungsorientierten
Aspekten trifft doch die digitale Anzeige nach wie vor nicht auf breite Akzeptanz.
Das rührt gewiß in erheblichem Umfange daher, daß die sprunghafte Ziffern-Umschaltung,
zumal bei mehrstelligen Zahlenanzeigen, trotz grundsätzlich eindeutigerer Ablesemöglichkeit
sehr irritiert und dadurch die Umsetzung der ziffernmäßigen Information in einen
geistig verarbeitbaren Zahlenbegriff entscheidend erschwert (vgl. ADAC-Motorwelt
8/83, Ubergang von Seite 27 auf Seite 28).
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diesbezUglich der
größte Störfaktor wohl dadurch gegeben ist, daß bei einer mehrstelligen Zahl im
Falle der Ziffer "1n als letzter Stelle dieser Zahl ein großer Abstand zur vorletzten
Stelle gegeben ist, der bei Übergang auf eine andere Ziffer in der letzten Stelle
wieder verschwindet; während im Falle der Ziffer "1" an der letzten Stelle der große
Abstand visuell zwei Zahlen nebeneinander bzw. eine Dezimalbruch-Darstellung (mit
Dezimal-Komma vor der letzten Stelle)
vorgaukelt. Das stört ganz
besonders bei dreistelligen Zahlenanzeigen, die andererseits besonders häufig vorkommen.
So ist es in vielen Bereichen der Kontroll- und Anzeigetechnik üblich, einen Nenn-Wert
auf "100" (Prozent) zu normieren, um den herum - einschließlich des Zahlenwertes
"101" - der tatsächlich angezeigte Istwert schwankt. Ein anderes häufig anzutreffendes
Anzeigebeispiel ist die digitale Geschwindigkeitsangabe bei Landfahrzeugen, die
aufgrund der Verkehrsgegebenheiten und -bestimmungen sich häufig mit einer Geschwindigkeit
um 100 km/h - also auch über den Wert "101 km/h" sich erstreckend - bewegt. Ein
typisches Beispiel einer digitalen,mehrstelligen Zahlenanzeige mit Irritation aufgrund
anscheinend nach rechts versetzter Ziffer 't1" in der letzten Stelle findet sich
in der dritten Zeile des unteren mittleren Bildes von Seite 290 der Zeitschrift
SOLDAT UND TECHNIK 6/83; die dortige Zahlenanzeige "23 1" lässt sich leicht irrtümlich
als "23,1" interpretieren und damit angesichts der Ablenkungen, die der Betrachter
durch die weiteren Anzeigen erfährt, leicht um eine Zehnerpotenz falsch auffassen;
mit der ohne weiteres einsehbaren großen Gefahr entsprechend schwerer Folgen solcher
Fehlinterpretation.
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Dabei ist besonders misslich, daß Interpretationsunsicherheiten angesichts
anderweitiger Beanspruchungen des Betrachters kaum noch nachprüfbar sind, wenn bei
Ubergang auf andere beliebige Zifferndarstellung an der letzten Stelle aufgrund
ihrer breiteren, sich über die gesamte Stelle erstreckenden Darstellung die Lücke
vor der letzten Ziffer 't1n sogleich wieder verschwunden ist.
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In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Schaltungsanordnung gattungsgemäßer Art anzugeben, bei der solche
Interpretationsschwierigkeiten und Irritationen vermieden sind und dadurch digitale
mehrstellige Zahlenanzeigen leichter auffaßbar werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltungsanordnung gattungsgemäßer
Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß sie auch die Kennzeichnungsmerkmale des
Anspruches 1 aufweist.
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Nach dieser Lösung ist die störende Lücke zwischen den beiden letzten
Stellen, wenn die letzte Stelle die Ziffer "1" darbietet, vermieden; wofür es lediglich
erforderlich ist, die Logik-Matrix zur Segmentansteuerung in der letzten Stelle
derart umzuorientieren, daß zur Darbietung der Ziffer i entgegen der ständigen Praxis
nicht die beiden rechten Segmente angesteuert werden, sondern nach links versetzte
Segmente und insbesondere vorzugsweise die direkt neben der vorangehenden Stelle
gelegenen linken Segmente der letzten Stelle.
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Im Falle einer Dezimalbmtch-Zahlenanzeige wird zweckmäßigerweise diese
Maßnahme getrennt für die letzte Stelle der Ziffern vor dem Dezimalkomma sowie für
die letzte Stelle der Ziffern hinter dem Dezimalkomma getroffen; um sowohl die Ziffern
der ganzen Zahl wie auch die Ziffern des Dezimalbruchesohne Irritation durch Lücken,leicht
inhaltlich erfassen zu können.
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Wenn jedoch vor der Ziffer "1" in der letzten Stelle ebenfalls eine
Ziffer "1" erscheint, ist es zweckmäßig, die Standard-Distanzen zwischen den einzelnen
Stellen der mehrstelligen Zahlenanzeige beizubehalten und in diesem Falle auch in
der letzten Stelle wie üblich die Ziffer "1" durch die rechten Segmente darzustellen,
also gleichmäßige LUkkung vor und hinter der Ziffer "1" in der vorletzten Stelle
zu erbringen. Dadurch wird eine Fehlinterpretation von unmotiviert zusammengerückten
Ziffern "11",im Vergleich zum
Standard-Abstand beiden übrigen Ziffern,vermieden.
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Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus nachstehender
Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark
vereinfacht nach Art eines Prinzip-Blockschaltbildes skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiels
zur erfindungsgemäßen Lösung.
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Es zeigt: Fig. 1 eine mehrstellige Zahlenanzeige mit Schaltungsanordnung
für die Darstellung ihrer Ziffern und Fig. 2 ein Detail aus der Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 1 hinsichtlich Unterbindung der Verschiebung der Darstellung der Ziffer
"1" in der letzten Stelle, wenn in der vorangehenden Stelle ebenfalls die Ziffer
1 dargestellt wird.
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Im Beispielsfalle der Fig. 1 besteht die mehrstellige Zahlenanzeige
10 aus drei Stellen 11, 12 und 13 einer ganzen Zahl, die Werte zwischen 000H und
999 annehmen kann. Die Ziffern-Darstellung an jeder der Stellen 1,1, 12 und 13 erfolgt
durch selektive elektrische Ansteuerung optisch wirksamer Segmente 14.1 ... Im dargestellten
Beispielsfalle besteht jede Ziffer aus den Segmenten 14.1 - 14.7, die nach Art der
Ziffer "8" graphisch angeordnet sind, also alle Ziffern der Wertigkeit gO" - "9"
darstellen lassen. Häufig ist an der ersten Stelle 11 einer mehrstelligen Zahl allerdings,
wenn überhaupt eine Darstellung erfolgt, lediglich die Ziffer "1" darzustellen;
in diesem Falle entfallen in
der ersten Stelle 11 die in Fig. 1
halbfett angegebenen Segmente 14.1 und 14.4 bis 14.7.
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Die Ansteuerung der Segmente 14 und damit die Darstellung in der mehrstelligen
Zahlenanzeige 10 erfolgt nach Maßgabe einer Information 15 über eine der Zahlenanzeige
10 vorgeschaltete Schaltungsanordnung 16; in der für jede der Stellen 11, 12, und
13 eine Logik-Matrix 17 ausgebildet ist, wie sie für eine Stelle mit Sieben-Segment-Zifferndarstellung
in ELEKTRONIK 1970, Heft 10, Bild 3 auf Seite 339, beispielhaft dargestellt und
erläutert ist.
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Um nun zu vermeiden, daß die Ziffer "1" in der letzten Stelle 13 einer
mehrstelligen Zahl auf der Anzeige 10 irritierend weit rechts neben der Ziffern-Darstellung
in der links daneben liegenden Stelle 12 erscheint, ist vorgesehen, eine Ziffer
"1" an letzter Stelle 13 entgegen der üblichen Segment-Zuordnung 14.2-14.3 nicht
rechts in dieser Stelle 13 darzustellen, sondern mehr nach links, also zur davorstehenden
Stelle 12 hin versetzt. Im Falle einer sogenannten Union-Jack-Segmentierung aus
dreizehn Segmenten würde es schon eine Verbesserung der optischen Aufnahmefähigkeit
der mehrstelligen Zahlenanzeige 10 erbringen, wenn statt der rechten Segmente 14.2-14.3
die in der Mitte übereinander angeordneten Segmente (in der Zeichnung nicht dargestellt)
angesteuert wurden.
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Noch gtinstiger ist es jedoch, die Darstellung der Ziffer "1" in der
letzten Stelle 13 ganz an die voranstehende Stelle 12 heranzurücken, also die beiden
linken Segmente 14.5-14.6 anzusteuern; wie in Fig. 1 bei der rechten Stelle 13 fett
eingetragen.
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Für diese Verlagerung der Darstellung der Ziffer "1" in der letzten
Stelle 13,an die voranstehende Stelle 12 heran,genügt
es, die Logik-Matrix
17.13 zu dieser letzten Stelle 13 - abweichend von den anderen Logik-Matrices 17
- hinsichtlich der Vorgabe der Ziffer "1" so umzukodieren, daß nicht die beiden
rechten Segmente 14.2-14.3, sondern in diesem Falle die beiden linken Segmente 14.5-14.6
angesteuert werden, wie aus der zitierten Veröffentlichung ohne weiteres ableitbar.
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Andererseits könnte es zu Irritationen führen, wenn in zwei nebeneinander
stehenden Stellen, 12, 13 die Ziffern "1" au-Berhalb des sonstigen Rasters für die
Verteilung der Stellen 11-12-13 über die Zahlenanzeige 10 unmittelbar nebeneinander
dargeboten werden; indem in der einen Stelle 13 die beiden linken Segmente 14.5-14.6
angesteuert werden und in der links daneben stehenden Stelle 12 herkömmlicherweise
die rechten Segmente 14.2-14.3.Deshalb ist es zweckmäßig, in der Ansteuer-Schaltungsanordnung
16 eine Umsteuerschaltung 18 vorzusehen. Diese ist hinter der Logik-Matrix 17.13
für die letzte Stelle 13 angeordnet und aus der Logik-Matrix 17.12, für die Stelle
12 davor, umschaltbar. Die Umschaltung erfolgt, wenn ein Dekoder 19 feststellt,
daß in der Stelle 12, vor der Stelle 13 mit verschobener Darstellung der Ziffer
"1", ebenfalls aus der Logik-Matrix 17.12 eine Ziffer "1" - also die Anordnung der
beiden rechten Segmente 14.2-14.3 in der Stelle 12 - angesteuert wird. In diesem
Falle wird vom Dekoder 19 in der Logik-Matrix 17.13 die Zuordnung zu den beiden
linken Segmenten 14.5-14.6 über einen Blockiereingang 20 gesperrt und stattdessen
ein Umkodierer 21 aktiviert, der der herkömmlichen Matrixschaltung zur Darstellung
der Ziffer "1" in den rechten Segmenten 14.2-14.3 in der rechten Stelle 13 entspricht.
Wenn also beispielsweise auf der Anzeige 10 die Zahl "111n dargestellt wird, bewirkt
der Umkodierer 21, daß in allen drei Stellen 11, 12, 13 die Ziffern"1" rechts und
somit mit gleichem Abstand untereinander dargestellt werden.
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Die gleichen Maßnahmen, die hier für eine Anzeige 10 mit mehrstelliger
ganzer Dezimalzahl erläutert wurden, lassen sich auch bei einem Dezimalbruch treffen.
In diesem Falle werden die Stellen vor dem Dezimalkomma (häufig als Punkt dargestellt)
und unabhängig -davon die Stellen hinter dem Dezimalkomma jeweils so angesteuert,
wie in Fig. 1 unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Die größere Lücke, die beispielsweise
in einer Zahlen-Darstellung "101 , 181" auftritt, stört nicht, da diese Zäsur mit
der Zäsur in der Dezimalbruch-Schreibweise zusammenfällt, also die Interpretation
der Zahlenanzeige nur noch fördert.
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Der Hinweis auf die in diskreter Blockschaltdarstellung dargestellte
Logik-Matrix 17 zur Zuordnung der Segmente 14 zu einer darzustellenden Ziffer dient
der leichteren Veranschaulichung der Gegebenheiten. Bei modernen Schaltungen sind
die durch die Logik-Matrix 17 gegebenen Verknüpfungen in einem ROM-Speicher zur
Ansteuerung der Segmente 14 nach Maßgabe der darzustellenden Information 15 vorgegeben
und oft Bestandteil einer Datenverarbeitungsanlage zur Gewinnung jener Information
15; oder aber die Verknüpfungsgegebenheiten sind als logische Beziehungen innerhalb
eines Funktionsprogrammes einer solchen Datenverarbeitungsanlage b eruck s ichtigt.
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Bezugszeichenliste 10 Mehrstellige Zahlen-Anzeige (aus 11-12-13)
11, 12, 13 Ziffern-Stellung (von 10) 14 Segmente (zur Ziffern-Darstellung in 11,
12, 13) 15 Information (zur Darstellung als 10) 16 Schaltungsanordnung (zum Umsetzen
von 15 in Ansteuerung von 11/14, 12/14 und 13/14) 17 Logik-Matrix (in 16 jeweils
für 11/14, 12/14 und 13/14) 18 Umsteuerschaltung (hinter 17 für Anordnung der Ziffer
"1" in der letzten Stelle 13) 19 Dekoder (für die Ziffer "1" in der vorletzten Stelle
12) 20 Blockiereingang (an 17 hinter 19, für 14.5-14.6) 21 Umkodierer (in 18 hinter
19, für 14.2-14.3)