DK160168B - Anordning til indstilling af en cifferindikator - Google Patents

Description

i

DK 160168 B

Den foreliggende opfindelse angår en anordning til indstilling af en cifferindikator af den i indledningen til krav 1 nævnte art.

5 En elektromekanisk anordning til indstilling af en elektronisk c i ffer indikator, der f.eks. kan indgå i et elektronisk ur, er beskrevet i tysk fremlæggelsesskrift nr. 2 628 794. Med denne anordning er det muligt at indstille cifferindikatoren til visning af en ønsket værdi ved drejning af et håndhjul eller 10 fingerhjul, hvorved minutter og timer kan indstilles samtidigt. Anordningen er udført således, at ændringer i indikatorens visning afhænger af den hastighed, hvormed hjulet drejes. Endvidere kan ved drejning af hjulet i en første retning tilvejebringes en forøgelse af indikatorens visning, hvorimod en 15 drejning i den modsatte retning medfører en formindskelse af indikatorens visning.

Den kendte indstillingsanordning indeholder et stort antal mekaniske dele, som medfører en kompliceret og kostbar opbygning.

20

Det er formålet med opfindelsen at undgå den nævnte ulempe ved den kendte anordning, og at tilvejebringe en indsti 11 ingsan-ordning, som giver samme indstillingsmuligheder, som den kendte anordning, men ved anvendelse af enklere og billigere mid-25 ler. Dette formål opnås ved en anordning, som har de i krav 1 angivne kendetegn.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 30 fig. 1 viser et blokdiagram af en indstillingsanordning ifølge opfindelsen omfattende et manøvreorgan, en cifferindikator og en mellemliggende regneenhed, 1 fig. 2 et blokdiagram af en modificeret udførelsesform af anordningen ifølge fig. 1, og

DK 160168 B

2 fig. 3 et rutediagram for anordningen ifølge fig. 2.

Anordningen ifølge fig. 1 indbefatter en til en mikroprocessor 10 koblet elektronisk tidsindikator eller klokke 11, der viser 5 timer og minutter. Klokken kan indstilles til en ønsket tid ved påvirkning af et drejepotentiometer 12, som er af den rundtgående type, dvs. resistensområdet kan gennemløbes gentagne gange ved drejning i samme retning. Potentiometeret 12 er tilsluttet en spændingsstyret oscillator 13, f.eks. af ty-10 pen NE 555. Oscillatoren er koblet således, at den afgiver impulser med en konstant periode, men hvor længden af hver impuls afhænger af potentiometerets øjeblikkelige indstilling. Impulserne overføres via en leder 14 til en taktimpulsindgang på mikroprocessoren 10.

15

For at påvirke mikroprocessoren til at ændre visningen i indikatoren 11 anvendes ikke modstandsværdien af potentiometeret i sig selv, men kun forskellen mellem to modstandsværdier, som hidrører fra forskellige måletilfælde, som indgår i en serie 20 målinger. Længden af hver impuls afgivet af oscillatoren 13 repræsenterer derved den øjeblikkelige modstandsværdi. Impulserne fra oscillatoren har firkantform og amplituden varierer mellem et højt og et lavt niveau. Processoren 10 bestemmer længden af en impuls ved at måle tiden fra niveauet på lederen 25 14 bliver højt, til dette niveau igen bliver lavt. Mikroprocessoren 10 tager gentagne gange prøver på varigheden af im pulserne fra oscillatoren 13, og efter at have opbevaret værdien T^høj fpa den første måling i en serie, bestemmer mikroprocessoren efter hver ny impulslængde kaldet T2høj om abso-30 lutværdien af forskellen mellem T^høj og T2høj overskrider en referenceværdi Tdiff,· i hvilket tilfælde mikrocomputeren udfører en ændring i indikatorens visning med et forudbestemt beløb N, som svarer til den drejningsvinkel på potentiometeret, som gennemløbes mellem værdierne T^^øj og T2høj· Den 35 mindste drejningsvinkel, som man ønsker skal give udslag på indikatoren, bestemmes ved et passende valg af størrelsen Tdiff. Man bar således mulighed for at inddele potentiometer-drejningen i et passende antal trin.

3

Som det fremgår af det ovenstående, sker der en forøgelse eller en formindskelse af i ndi kato r ns indstilling, når Td -,· f f overskrides. For at fastslå om potentiometeret blev drejet til højre (forøgelse) eller til venstre (formindskelse) sammenlig-5 nes T2høj °9 Tlhøj med sine fortegn. Hvis den ønskede ændring i indikatorværdien er stor, kan det være ønskeligt at udføre ændringen i større trin end, hvis den ønskede ændring er lille. For at tilvejebringe dette, er et antal forskellige værdier for N, som varierer logaritmisk mellem en laveste og 10 en højeste værdi oplagret i niveauprocessoren 10. Endvidere er den valgte N-værdi gjort afhængig af potentiometerets drejningshastighed, for at en stor hastighed kan give en større N-værdi. Dette bestemmes af mikroprocessoren ved, at et antal forudbestemte forskelle mellem Tihøj °9 T2høj ( = Tdiff) svarer 15 til bestemte adresser i en hukommelse i mikroprocessoren 10, hvor de forskellige N-værdier findes oplagret. En indstilling af indikatoren fra en værdi til en anden kan således først ske med en høj ændringshastighed og derefter med en lav ændringshastighed for at opnå en eksakt indstilling af den nye værdi.

20

Det er et problem ved rundtgående potentiometre, at modstandsbanen har et parti, som adskiller den højeste og den laveste værdi af modstanden og der er modstanden uendelig stor. Denne modstandsværdi ved potentiometeret kan ikke anvendes, men må 25 kasseres. Em sådan kassation kan ske som følge af, at T^øj overstiger en referenceværdi T^øj max» som modsvarer potentiometerets højeste modstandsværdi. Mikroregneprogrammet kan derfor indeholde en sammenligning af alle T^øj-værdier med værdi-en Thøj max» således at den forbudte modstandsværdi opdages.

30 I fig. 2 ses en udførelsesform, hvor en mikroprocessor 15 er forbundet til en indikator 16, der ligesom i det oven for viste udførelseseksempel viser timer og minutter. Mikroprocessoren har en indbygget A/D-omformer, der er angivet med en 35 indgang benævnt A/D. Denne er via en leder 17 forbundet til løberen på et rundtgående potentiometer 18, hvis ene faste forbindelse er jordet, og hvis anden faste forbindelse via en modstand 19 er koblet til en terminal 20 til plusspændingen.

DK 160168 B

4

Potentiometerets løber eller skyder er endvidere via en modstand 21 forbundet til terminalen 20. En komparator 20 er indrettet til at angive drejningspositionen ved potentiometeret, når modstanden er uendelig. Komparatoren har sin ikke inverte-5 rende indgang mærket forbundet til lederen 17 og sin inverterende indgang mærket til en af to modstande 23, 24 bestående spændingsdeler, som er forbundet mellem terminalen 20 og jord, og som leverer en referencespænding Uref til komparatoren 22, hvilken referencespænding er større end den 10 spænding U, som er på forbindelsespunktet mellem modstanden- 18 og 19 og som modsvarer potentiometerets højeste modstandsværdi. Komparatoren har en udgang, som via en leder 25 er forbundet til en indgang INT, hvilket står for "interrupt" og indebærer, at et signal på denne udgang udløser en afbrydelse af' 15 mikroprocessorens program. Via en anden indgang benævnt "INP 1" afprøves lederesn 25 med henblik på en indikering af, at afbrydelsessignalet er ophørt, og at potentiometerets forbudte drejningsstilling er passeret.

20 Inden funktionen af indstillingsanordningen ifølge fig. 2 beskrives i forbindelse med det i fig. 3 angivne rutediagram, skal det påpeges, at den i mikroprocessoren ifølge fig. 2 indbyggede A/D-omformer gør det muligt - ved hver måling - at overføre potentiometerets indstilling via den på lederen 17 25 rådende spændingsværdi som et tal, som direkte kan oplagres eller på anden måde behandles af mikroprocessoren. Det er klart, at A/D-omformeren alternativt kan udføres som en separat enhed.

30 Mikroprocessoren nulstiller først indikatoren, jvf. blok 26 i diagrammet, ligesom en regneenhed 27, som i mikroprocessoren udregner tiden mellem to på hinanden følgende A/D-omformninger af den spænding, der repræsenterer potentiometerets drejnings-stillinger på lederen 17. Før en A/D-omf ormning kan finde 35 sted, må processoren kontrollere, at potentiomeret ikke befinder sig uden for modstandsområdet og denne kontrol udføres ved undersøgelse af om et flag er sat, se blok 28, som et resultat

DK 160168 B

5 af, at processoren har modtaget et afbrydelsessignal fra kom-paratoren 22. Hvis flaget skulle være blevet sat, indføres en venterutine, som indebærer, at indgangen "INP 1" gentagne gange afføles, indtil dens afbrydelsessignal fra komparatoren 5 22 er ophørt, se blok 29, hvorefter flaget tiIbagestilies, se blok 30, og programmet startes på ny fra det trin, hvor regneenheden blev nulstillet i blok 27. Hvis en fornyet kontrol af flaget giver det resultat, at dette ikke er sat, sker den første A/D-omformning i blok 31 og i blok 32 startes en venteru-10 tine, som kontrollerer om omformningen er afsluttet. Næste trin, blok 33, indebærer, at den omformede værdi, som f.eks. i binær form repræsenterer potentiometerets momentale stilling oplagres i register . Inden en ny A/D-omformning sker, må det på ny undersøges, om flaget er sat eller ikke jvf. blok 15 34. Hvis det er tilfældet, gennemløbes den rutine, som repræ senteres af blokkene 29, 30 og som giver en ny start i blok 27, Er flaget derimod ikke sat, sker der en ny A/D-omformning i blok 35. I denne blok læses også tiden mellem de to A/D-om-formninger. En venterutine gentages i en efterfølgende blok 36 20 for at kontrollere, om omformningen er afsluttet. Når dette er sket, oplagres det omformede tal i et register P^ i blok 37. Dette tal repræsenterer potentiometerets nuværende drejnings-stilling. For at bestemme om potentiometeret er blevet drejet siden den foregående måling blev udført, beregnes forskellen 25 mellem tallene i P} og P2 og denne værdi sammenlignes med en forudbestemt værdi, som modsvarer drejningsvinklen for poten-tiomeret, som man vil skal give udslag på indikatoren 26. Dette programtrin gengives i blok 38.

30 For at undgå virkningen af variationer i temperatur og målespændinger kontrolleres i blok 39, om der er gået med end 1 minut siden den foregående måling, og i så fald sker der en ny start fra blok 27, hvilket indebærer indlæsning af nye værdier til lagring i registrene P^ henholdsvis P2. Hvis mindre end 1 35 minut er forløbet, og hvis forskellen |Pj - P2| er mindre end referenceværdien, sker der på ny en start fra blok 34 i programmet, hvilket indebærer indlæsning alene af en ny værdi af

Claims (10)

15 Afbrydelsessignalerne fra kompåratoren 22 starter en afbrydel sesrutine, der, som det fremgår af fig. 3, består af en blok 43 "sæt flag" og en efterfølgende blok 44 ifølge hvilken mikroprocessoren vender tilbage til det programtrin, hvor afbrydelsesrutinen startede. Afbrydelsessignalet angiver ikke ale-20 ne, at potentiometrenes skydere befinder sig i et udefineret modstandsområde, men også at dette modstandsområde er blevet passeret. Dette er nødvendigt, da der ellers ville kunne ske det, at man ved en højredrejning opnåede en P2-værdi, som var mindre end den tidligere oplagrede P^-værdi, og den ønskede 25 forøgelse af indikatorens visning ville i stedet bevirke en formindskelse. Fordi det flag, som sættes af afbrydelsessignalet altid medfører en indlæsning af nye P^-værdier, såvel som P2-værdier, sikres at en højredrejning på potentiometeret altid resulterer i en forøgelse, og en vesntredrejning i en for-30 mindskelse af indikatorens værdi. Patentkrav. 1 1* Anordning til indstilling af en cifferindikator (11, 16) ved en trinvis ændring af indikatorværdien opad eller nedad, hvori indikatoren er forbundet til en mikroprocessor (10, 15), DK 160168 B hvortil der også er forbundet et drejepotentiometer (12, 18), som styrer indstillingen, kendetegnet ved, at potentiometeret (12, 18) er af den rundtgående art, ved hvilken indstillingsområdet kan gennemløbes gentagne gange ved drej-5 ning i samme retning, og at mikroprocessoren (10, 15) er indrettet til gentagne gange at afføle den øjeblikkelige modstandsværdi eller en parameter, som repræsenterer denne - at mikroprocessoren endvi dere er indrettet til at oplagre den første værdi (T^øj) af en række måleværdier, og til for hver 10 følgende måleværdi (T2h0j) i rækken at bestemme, hvorvidt differensen mellem den aktuelle og den første måleværdi overstiger en referenceværdi (Tdiff), i hvilke tilfælde indikatoren (11, 16) påvirkes til at forøge eller formindske sin værdi med et trin af en forudbestemt størrelse. 15

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en spændingsstyret oscillator (13) er indkoblet således mellem potentiomeret (12) og mikroprocessoren (10), at oscillatoren afgiver impulser med konstant periodetid og af en varighed, 20 der afhænger af potentiometerets indstilling til mikroprocessoren, og at mikroprocessoren (10) er indrettet til gentagne gange at måle varigheden af impulserne og efter hver måling sammenligne den målte varighed (T2høj) med den i en række først målte varighed (T^øj), og hvis absolutværdien af diffe-25 rensen mellem varighederne overstiger en referenceværdi (Tdiff)/ påvirke indikatoren (11) til at øge eller mindske sin værdi med det forudbestemte trin.

3. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 30 det rundtgående potentiometer (18) er forbundet til datapro cessoren via en A/D-omformer, hvorved mikroprocessoren (15) er indrettet til periodisk at afføle den omformede, over potentiometeret (18) liggende momentane spændingsværdi og jævnføre denne med den omformede spændingsværdi for det første måletil- 35 fælde i en forudbestemt måleserie, og hvis differensens beløb overstiger en referenceværdi, påvirke indikatoren til at forøge eller formindske sin værdi med det forudbestemte trin. r DK 160168 B

4. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at størrelsen af det forudbestemte trin afhænger af potentiometerets drejningshastighed, fortrinsvis efter en logaritmisk skala. 5

5. Anordning ifølge krav 2 og 4 eller 3 og 4, kendete g n e t ved, at et antal trin af forskellig størrelse er oplagret i en hukommelse i mikroprocessoren (15), og at hvert trin svarer til en forudbestemt drejningshastighed på poten- 10 tiometeret (18), idet der til hvert trin er knyttet en bestemt referenceværdi, som når den overskrides udvælger et tilhørende trin, som danner mål for den efterfølgende ændring i indikatorens visning.

6. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et organ (22) er indrettet til at sammenligne hver måleværdi, som har relation til potentiometerets (18) indstilling med en forudbestemt referenceværdi (Uref) knyttet til en stilling af potentiometeret, hvor dennes skyder eller løber ligger uden for 20 modstandsbanen, og så snart potentiometeret har passeret den sidstnævnte stilling, til mikroprocessoren (15) at afgive et afbrydelsessignal som medfører, at alle oplagrede måleværdier kasseres.

7. Anordning ifølge krav 2 og 6, kendetegnet ved, at mikroprocessoren (10) er indrettet til at sammenligne hver opmålt impulslængde med en referencetid (T^øj max), som modsvarer den af potentiometeret (12) skyder indtagne stilling uden for modstandsbanen. 30

8. Anordning ifølge krav 2 og 6, kendetegnet ved, at en komparator er indrettet til dels at blive tilført den forudbestemte referenceværdi i form af en referencespænding dels en til potentiometeret (12) knyttet spændingsværdi til 35 generering af et afbrydelsessignal (interrupt), som tilføres mikroprocessoren (10), når potentiometerets skyder befinder sig uden for modstandsbanen. DK 160168 B

9. Anordning ifølge krav 3 og 6, kendetegnet ved, at en komparator (22) er indrettet til at få tilført dels potentiometerspændingen, dels en referencespænding (Uref), som modsvarer, at potentiometerets skyder ligger uden for mod-5 standsbanen, og at komparatoren (22) er indrettet til ved overensstemmelse mellem potentiometerspændingen og referencespændingen (Uref) at frembringe et afbrydelsessignal (interrupt), som tilføres mikroprocessoren (15).

10. Anordning ifølge krav 9, kendetegnet ved, at afbrydelsessignalet bevirker, at der indtræffer en afbrydelse i dataprocessorens program, efter at mikroprocessoren har afsluttet det aktuelle programtrin, at der oprettes en afbrydelsesrutine, som indebærer sætning af et flag (43) og en tilba-15 gevenden (44) til det programtrin, ved hvilket afbrydelsen fremkom, og at en overvågning af afbrydelsessignalet påbegyndes (INP 1), og at mikroprocessorprogrammet indbefatter en venterutine (29), som, når afbrydelsessignalet ophører, tilbagestiller flaget (30) og initierer en ny start ved et program-20 trin (27), som indebærer indlejring af nye måleværdier til bestemmelse af, om der er sket en ændring i potentiometerets (18) indsti11ing. 2 5 30 1