PL198894B1 - Układ sterowania wyświetlaczem VFD/LED/LCD - Google Patents

Abstract

Uk lad sterowania wy swietlaczem VFD/LED/LCD zawiera odbiornik danych (3), którego wej scie jest do laczone do jednostki centralnej i wyj scie jest do la- czone do uk ladu logicznego steruj acego (5), maj a- cego wej scie danych odbiornika (3) i wyj scie danych wy swietlania, dolaczone do co najmniej jednego elementu pami eciowego danych wy swietlania, do la- czonego do co najmniej dwóch bloków sterowania (7, 8), maj acych wyj scia sterowania wy swietlaczami, przy czym pierwszy blok sterowania (7) ma wyj scia sterowania wy swietlaczem LCD, a drugi blok stero- wania (8) ma wyj scie sterowania wy swietlaczem VFD lub wy swietlaczem LED albo wyj scie sterowania wy swietlaczem VFD i wy swietlaczem LED, a do wyj sc bloków sterowania jest do laczony wspólny zespó l wzbudzaj acy do wzbudzania w la sciwych elementów swiec acych wy swietlaczy VFD, LED i/lub LCD. Uk lad sterowania charakteryzuje si e tym, ze do uk ladu logicznego steruj acego (5) jest do laczona operacyjnie pamiec ROM (9) o trybach multiplekso- wych sterowania wzbudzaniem wy swietlaczy VFD, LED lub LCD. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania wyświetlaczem VFD/LED/LCD.

Znane wyświetlacze są szeroko stosowane w urządzeniach elektrycznych i służą między innymi do wskazywania czasu lub temperatury. W elektronicznych układach kuchenek znajdują się wyświetlacze do wskazywania ustawionego stanu pracy gotowania lub pieczenia albo innych funkcji, jak alarm. Znane są wyświetlacze cyfrowe do wskazywania czasu, które są realizowane za pomocą wyświetlacza 7-segmentowego.

Znane są różne układy sterowania wyświetlaczami VFD/LED/LCD. W wyświetlaczu fluorescencyjnym próżniowym VFD za wskazywanymi cyframi jest umieszczona katoda żarzona. Segmenty cyfr 7-segmentowych są każdorazowo połączone ze sobą równolegle i tworzą anody. Między katodami żarzonymi i segmentami anod są umieszczone siatki, które rozciągają się każdorazowo nad obszarem cyfry. Segment wyświetla określoną cyfrę wówczas, gdy nie tylko anoda, lecz także siatka odpowiadająca cyfrze maja dodatnie napięcie. Przez wielokrotne sterowanie segmentami i cyframi jest więc sterowany oddzielnie każdy segment każdej cyfry.

W wyświetlaczu z diodami elektroluminescencyjnymi LED segmenty cyfr są tworzone każdorazowo przez diody elektroluminescencyjne. Segmenty różnych cyfr są łączone równolegle ze sobą i tworzą katodę, podczas gdy różne cyfry tworzą anody. Każdy segment jest pobudzany oddzielnie za pomocą wielokrotnego sterowania.

Różnica w sterowaniu pomiędzy wyświetlaczem VFD i LED polega na tym, że w przypadku wyświetlacza VFD do końcówek jest przykładane napięcie dodatnie albo nie występuje tam żadne napięcie, natomiast do końcówek wyświetlacza LED jest przykładane napięcie dodatnie dla cyfr lub ujemne dla segmentów albo żadne napięcie. Poza tym wyświetlacz VFD pracuje ze stosunkowo wysokim napięciem od 16 do 30 V, lecz małym prądem od 0,1 do 2 mA, natomiast wyświetlacz LED wymaga zastosowania tylko małego napięcia około 2 V, lecz dużego prądu od 2 do 20 mA.

Natomiast sterowanie wyświetlaczem na ciekłych kryształach LCD następuje całkiem inaczej. Polega ono na zastosowaniu elementów biernych, które są wprowadzane na podłoże sterowane światłem otoczenia. Gdy do takiego elementu zostaje przyłożone napięcie elektryczne, zawarte w nim kryształy ustawiają się, przez co światło otoczenia jest w tym miejscu pochłaniane, a element jest ciemny. Ażeby ten efekt utrzymać przez dłuższy czas, element musi być w rzeczywistości ciągle doładowywany, w przybliżeniu co każde 100 ms. Napięcie, które jest przy tym przykładane do elementu, musi przekraczać wyznaczoną wartość minimalną, aby wywołać ustawienie kryształów.

Wyświetlacz LCD jest teraz zbudowany w ten sposób, że elementy w liczbie do 3 są połączone równolegle ze sobą i tworzą jedną elektrodę. Druga elektroda jest tworzona przez trzy elektrody wsteczne, które są każdorazowo przyporządkowane jednemu z trzech elementów połączonych równolegle ze sobą. W ten sposób jest możliwe wielokrotne sterowanie. W rzeczywistości do końcówek wyświetlacza są przykładane nie tylko dwie wartości napięcia, to jest dodatnia względnie ujemna lub zerowe, lecz także wartości pośrednie napięcia, w opisanym przypadku 1/3 i 2/3 napięcia, przez co jest możliwe celowe naładowanie poszczególnych elementów bez oddziaływania na inne elementy. Podczas gdy sterowanie wyświetlaczem VFD i LED następuje podobnie i jest możliwe do zrealizowania przy wystarczająco szerokim zakresie wymiarowania elementów układu sterowania, do sterowania wyświetlaczem LCD jest wymagany inny układ sterowania.

Układ sterowania wyświetlaczem VFD/LED/LCD według wynalazku charakteryzuje się tym, że do układu logicznego sterującego jest dołączona operacyjnie pamięć ROM o trybach multipleksowych sterowania wzbudzaniem wyświetlaczy VFD, LED lub LCD.

Korzystnie układ zawiera trzy bloki sterowania, pierwszy blok dla wyświetlacza LCD, drugi blok dla wyświetlacza VFD i trzeci blok dla wyświetlacza LED.

Korzystnie układ zawiera kilka elementów pamięciowych, przyporządkowanych każdorazowo blokowi sterowania dla wyświetlacza LCD i VFD/LED albo blokowi sterowania dla wyświetlacza LCD, VFD i LED.

Korzystnie zespół wzbudzający ma kilka elementów wzbudzających, a każdy element wzbudzający jest połączony każdorazowo z końcówką wyświetlacza VFD, LED lub LCD.

Korzystnie każdy element wzbudzający jest połączony z każdym blokiem sterowania wzbudzaniem jednej z końcówek wyświetlaczy VFD, LED lub LCD.

Korzystnie bloki sterowania są dołączone do elementów wzbudzających właściwą końcówkę wyświetlacza VFD, LED lub LCD.

PL 198 894 B1

Korzystnie układ logiczny sterujący, co najmniej jeden element pamięciowy i bloki sterowania są cyfrowe, a zespół wzbudzający jest analogowy.

Korzystnie odbiornik danych, układ logiczny sterujący, element pamięciowy, bloki sterowania, zespół wzbudzający i pamięć ROM tworzą scalony układ sterowania.

Zaletą wynalazku jest opracowanie układu sterowania, który jest łatwy do zastosowania do wyświetlaczy VFD, LED i LCD, co zapewnia zwiększoną normalizację elementów, zmniejszenie nakładów na logistykę i przechowywanie, jak również podatność na życzenia klientów. Wynalazek zapewnia układ sterowania, który jest w stanie sterować nie tylko wyświetlaczami VFD i LED, ale także wyświetlaczem LCD.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ sterowania według wynalazku w schemacie blokowym, fig. 2a - segmenty świecące wyświetlacza VFD lub LED, fig. 2b - przebieg w czasie sygnałów sterowania dla wyświetlacza VFD lub LED, fig. 3a - segmenty świecące wyświetlacza LCD, fig. 3b - przebieg w czasie sygnałów sterowania dla wyświetlacza LCD i fig. 4 - schemat połączeń elementu wzbudzającego.

Figura 1 przedstawia układ sterowania 1 wyświetlaczem 2 VFD, LED lub LCD, który zawiera odbiornik danych 3 do odbioru danych sterowania wyświetlaczem z mikroprocesora 4, który zasila odbiornik danych 3 z zegara 4.1. Odbiornik danych 3 przekazuje odbierane dane do układu logicznego sterującego 5, który bada odbierane dane i dekoduje je, przez co wydziela z odbieranych danych adresy, słowa sterujące i rozkazy. Rozkazy zawierają dane wyświetlania, które są przekazywane do pamięci danych 6 i tam zapamiętywane. Pozostają one zapamiętane bez zmian tak długo, aż wyświetlacz będzie wymagał zmiany. Następnie w pamięci danych 6 zostają zapamiętane nowe dane wyświetlania.

Układ logiczny sterujący 5 jest dołączony do pierwszego bloku sterowania 7 dla wytwarzania sygnałów sterujących wyświetlaczem LCD i do drugiego bloku sterowania 8 dla wytwarzania sygnałów sterujących wyświetlaczem VFD lub LED. Przez bloki sterowania 7 i 8 jest ustawiany stan sterowania, na przykład zwielokrotnienie 5-krotne, 6-krotne lub 7-krotne dla wyświetlacza VFD/LED, zwielokrotnienie 3-krotne dla wyświetlacza LCD, obniżenie nocne lub odciążenie, co opisano poniżej. Wybrany stan jest zapamiętywany w pamięci ROM 9, która jest połączona operacyjnie z układem logicznym sterującym 5.

Zależnie od tego, czy jest ustawiony stan sterowania dla wyświetlacza LCD lub VFD/LED, aktywny jest blok sterowania 7 lub blok sterowania 8. Na podstawie danych wyświetlania, dostarczanych do niego z pamięci danych 6, aktywny blok sterowania 7 lub 8 wytwarza w objaśniony poniżej sposób sygnały sterujące COM 1-3, S 1-13 dla wyświetlacza LCD lub sygnały sterujące G 1-7 i S 1-9 dla każdego wyświetlacza 2 VFD/LED.

Sygnały sterujące z bloku sterowania 8 przechodzą jeszcze przez układ przesuwania 10 poziomu, w którym przy zastosowaniu stanu sterowania wyświetlaczem VFD, poziom sygnałów sterujących jest zwiększany ze zwykłego poziomu 3,3 V na poziom 30 V potrzebny dla wyświetlacza VFD. W przypadku stanu sterowania wyświetlaczem LED to zwiększenie poziomu jest niepotrzebne. Informację o ustawionym stanie sterowania odbiera układ przesuwania 10 poziomu tak samo, jak bloki sterowania 7 i 8, z układu logicznego sterującego 5.

Sygnały sterujące bloków sterowania 7 i 8 dochodzą wtedy do zespołu wzbudzającego 11, który ma elementy wzbudzające 11.1 - 11.16, które odbierają każdorazowo sygnały sterujące z bloków sterowania 7 albo 8, przetwarzają je i następnie podają we właściwej postaci do wyświetlacza 2. Przy tym każdy z elementów wzbudzających 11.1 - 11.16 jest połączony każdorazowo z jedną końcówką wyświetlacza 2.

Inaczej jest również możliwe, żeby oba bloki sterowania 7 i 8 były aktywne w każdym czasie, niezależnie od ustawionego stanu sterowania. W tym przypadku jest jednak konieczne, żeby elementy wzbudzające 11.1 - 11.16 odbierały sygnały sterujące w zależności od ustawionego stanu sterowania wyświetlaczem LCD lub VFD/LED tylko z jednego z bloków sterowania 7 i 8. Elementy wzbudzające 11.1 - 11.6 odbierają informację bezpośrednio z układu logicznego sterującego 5.

Następnie układ logiczny sterujący steruje układem przestawiania 12 połączonym z mikroprocesorem 4, układem alarmowym 13 połączonym z alarmem 14 oraz generatorem wzbudzającym 15 do sterowania przekaźnikami 16 i 17. Zasilanie napięciem poszczególnych elementów układu sterowania 1 nie jest pokazane dla uproszczenia, ponieważ następuje w podobny sposób.

Figura 2a pokazuje segmenty świecące wyświetlacza VFD lub LED. Segmenty a są połączone równolegle ze sobą i z końcówką S1, a segmenty b z końcówką S2 i tak dalej . Końcówki G1 do G7 są każdorazowo połączone z siatką rozciągającą się nad cyfrą, ewentualnie z umieszczonymi obok symbolami.

PL 198 894 B1

Figura 2b wyjaśnia sterowanie wyświetlaczem poprzez pokazanie przebiegu w czasie sygnału doprowadzanego do końcówek S1 do S9 i G1 do G7. W okresie czasu t1 zarówno do końcówki S1, jak i końcówki G1 jest doprowadzany sygnał, to jest napięcie. W wyniku tego segment zapala cyfrę, która należy do siatki przyłączonej do końcówki G1. W okresie czasu t2 jest sterowana siatka należąca do końcówki G2, jednak nie są sterowane żadne segmenty, tak że cyfra należąca do końcówki G2 pozostaje ciemna.

Symbole a i b należące do siatki dołączonej do końcówki G3 zapalają się ponownie, ponieważ do końcówek S1 i S2 podczas okresu czasu t3 jest każdorazowo doprowadzany sygnał.

W przedstawionym przykładzie sterowanych jest siedem siatek, tak że czas trwania cyklu składa się z okresów czasu t1 do t7. Występuje więc przy tym 7-krotne zwielokrotnianie. Przy pominięciu siatek należących do końcówek G6 i G7, czas trwania cyklu jest odpowiednio skracany i wówczas jest stosowane zwielokrotnianie 5-krotne.

Sterowanie wyświetlaczem LED przebiega zasadniczo tak samo, jak właśnie opisano, tylko że do końcówek S1 do S9 jest doprowadzane napięcie ujemne zamiast dodatniego.

Figura 3a pokazuje elementy wyświetlacza LED. Każdorazowo elementy wyświetlacza w liczbie do 3 są połączone równolegle ze sobą i dołączone do końcówek S1 do S13. Elektrody wsteczne tych trzech elementów są każdorazowo dołączone do końcówek COM 1, COM 2 lub COM 3.

Figura 3b pokazuje przebieg w czasie sygnałów doprowadzanych do końcówek COM 1, COM 2 lub COM 3, jak również do końcówki S12, przy czym dotyczy on standardowego sposobu sterowania wyświetlaczem LCD. Sygnały doprowadzane do końcówek S1 do S13 maja przeciwną biegunowość niż sygnały doprowadzane do końcówek COM 1, COM 2 lub COM 3, tak że na przykład do górnego elementu S12 wyświetlacze jest doprowadzane napięcie odpowiadające napięciu na końcówce COM 1 minus napięcie na końcówce S12, do środkowego elementu S12 wyświetlacza jest doprowadzane napięcie odpowiadające napięciu na końcówce COM 2 minus napięcie na końcówce S12 i do dolnego elementu S12 wyświetlacza jest doprowadzane napięcie odpowiadające napięciu na końcówce COM 3 minus napięcie 5 na końcówce S12. Różnice napięcia, które występują na górnym elemencie, odpowiadające napięciu na końcówce COM 1 minus napięcie na końcówce S12, są za małe, ażeby kryształy mogły ustawić się. Nie mają więc tam miejsca żadne wskazania. Na środkowym i dolnym elemencie wyświetlacza następują jednak duże różnice napięć 2U, dzięki czemu występuje ustawienie kryształów i przez to wskazanie.

Figura 4 pokazuje podstawowy schemat połączeń występujących każdorazowo w elementach wzbudzających 11.1 - 11.16 do wytwarzania sygnałów sterujących dla wyświetlacze 2, W stanie sterowania wyświetlaczem VFD lub LED są sterowane z bloku sterowania 8 przełączniki za pośrednictwem sygnałów cyfrowych W4 i WO. Jeżeli do wyjścia A, to jest do odpowiedniej końcówki wyświetlacza 2, powinien być doprowadzany sygnał, to jest napięcie, wówczas przez sygnał cyfrowy W4 jest zamykany przełącznik 18, podczas gdy przełącznik 19, jak również przełączniki 20, 21 i 22 pozostają otwarte. Przy zastosowaniu wyświetlacza VFD, napięcie U' doprowadzane na wyjście A wynosi 30 V, a przy zastosowaniu wyświetlacza LED tylko około 2 V. Jeżeli na wyjście nie ma być doprowadzany żaden sygnał czyli żadne napięcie, przełącznik 18 zostaje otwarty, a przełącznik 19 zamknięty przez sygnał cyfrowy WO. Zatem sygnał dla elementu wyświetlacza VFD lub LED jest wytwarzany przez przełączniki 18 i 19. Informacja, czy znajduje zastosowanie napięcie U' równe 30 V lub tylko 2 V, odpowiednio do sterowania wyświetlaczem VFD lub LED, jest otrzymywana bezpośrednio każdorazowo przez element wzbudzający 11.1 - 11.16 z układu przesuwania 10 poziomu albo z układu logicznego sterującego 5, zgodnie z fig. 1.

Do sterowania elementem wyświetlacza LCD są stosowane przełączniki 19, 20, 21 i 22. Przez zamkniecie przełącznika za pośrednictwem sygnału cyfrowego WO, W1, W2 lub W3 dochodzącego z bloku sterowania 7, napięcie na wyjściu A jest regulowane na 1/3 U, 2/3 U lub U, przy czym U wynosi zwykle 3,3 V.

W ten sposób, przez sterowanie przełącznikami poprzez sygnały cyfrowe WO, W1, W2, W3 i W4 dochodzące z bloków sterowania 7 i 8, przez jedno i to samo wyjście lub końcówkę A są sterowane nie tylko element wyświetlacza LCD, lecz także element wyświetlacza VFD i LED.

Układ logiczny sterujący 5, element pamięciowy 6 i bloki sterowania 7 i 8 układu sterowania 1 są zrealizowane jako cyfrowe, podczas gdy zespół wzbudzający 11 z elementami wzbudzającymi 11.1 - 11.6 są zrealizowane jako analogowe. Cały układ sterowania 1 jest zrealizowany jako układ scalony. W tym układzie scalonym są także scalone układ przestawiania 12, układ alarmowy 13 i generator wzbudzający 15.

PL 198 894 B1

Claims (8)

1. Układ sterowania wyświetlaczem VFD/LED/LCD, zawierający odbiornik danych, którego wejście jest dołączone do jednostki centralnej i wyjście jest dołączone do układu logicznego sterującego, mającego wejście danych odbiornika i wyjście danych wyświetlania, dołączone do co najmniej jednego elementu pamięciowego danych wyświetlania, dołączonego do co najmniej dwóch bloków sterowania, mających wyjścia sterowania wyświetlaczami, przy czym pierwszy blok sterowania ma wyjście sterowania wyświetlaczem LCD, a drugi blok sterowania ma wyjście sterowania wyświetlaczem VFD lub wyświetlaczem LED albo wyjście sterowania wyświetlaczem VFD i wyświetlaczem LED, a do wyjść bloków sterowania jest dołączony wspólny zespół wzbudzający do wzbudzania właściwych elementów świecących wyświetlaczy VFD, LED i/lub LCD, znamienny tym, że do układu logicznego sterującego (5) jest dołączona operacyjnie pamięć ROM (9) o trybach multipleksowych sterowania wzbudzaniem wyświetlaczy VFD, LED lub LCD.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera trzy bloki sterowania, pierwszy blok dla wyświetlacza LCD, drugi blok dla wyświetlacza VFD i trzeci blok dla wyświetlacza LED.

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera kilka elementów pamięciowych (6) przyporządkowanych każdorazowo blokowi sterowania (7, 8) dla wyświetlacza LCD i VFD/LED albo blokowi sterowania dla wyświetlacza LCD, VFD i LED.

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół wzbudzający (11) ma kilka elementów wzbudzających (11.1 -1.16), a każdy element wzbudzający (11.1 - 11.16) jest połączony każdorazowo z końcówką wyświetlacza (2) VFD, LED lub LCD.

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy element wzbudzający (11.1 - 11.16) jest połączony z każdym blokiem sterowania (7, 8) wzbudzaniem jednej z końcówek wyświetlaczy (2) VFD, LED lub LCD.

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że bloki sterowania (7, 8) są dołączone do elementów wzbudzających (11.1 - 11.16) właściwą końcówkę wyświetlacza (2) VFD, LED lub LCD.

7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ logiczny sterujący (5), co najmniej jeden element pamięciowy (6) i bloki sterowania (7, 8) są cyfrowe, a zespół wzbudzający (11) jest analogowy.

8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że odbiornik danych (3), układ logiczny sterujący (5), element pamięciowy (6), bloki sterowania (7, 8), zespół wzbudzający (11) i pamięć ROM (9) tworzą scalony układ sterowania (1).