SU1330652A1 - Устройство дл отображени информации на экране светодиодного матричного индикатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике , вычислительной технике и контрольно-измерительной технике, где оно может быть использовано, в частности , как индикаторное устройство. Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет обеспечени  одновременной индикации двух физических величин. Это достигаетс  введением третьего коммутатора , блока регулировани  величины тока анодов светодиодов матричного индикатора , блока выбора режимов работы и соответствующих функциональных св зей. В предложенном устройстве аналоговый индикатор устроен таким образом,что питающее напр жение выбираетс  в два раза меньще номинального , т.е. уменьшаетс  мощность блока питани  и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы , а когда высвечиваетс  один элемент матрицы, питающее напр жение соответствует номинальному, но за счет того,что индицируетс  только один элемент, происходит экономи  электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. С/)

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике контрольно-измерительной технике, где оно может быть использовано, в частности , как индикаторное устройство.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства путем обеспечени  одновременной индикации двух физических величин.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - пример одновременного отображени  индикатором двух величин; на фиг. 3 схемы блока формирова- 15 торами.

Таким объедине строго з решающим ным дл  жени  пе рого.

ни  тактовых импульсов и третьего коммутатора; на фиг. 4 - то же, второго счетчика; на фиг. 5 - то же, блока регулировани  величины тока анодов светодиодов матричного индика тора; на фиг. 6 - то же, блока выбора режимов работы; на фиг. 7 - то же первых счетчиков коммутатора и светодиодного матричного индикатора; на фиг. 8 - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 формировани  тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 счетчики, второй 4 и первый 5 коммутаторы, светодиодный матричный индикатор 6, третий коммутатор 7, блок 8 регулировани  величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок 9 выбора режимов работы. Позици ми 10 и 11 обоз начены информационные входы устройства .

Блок 1 формировани  тактовых импульсов содержит задающий генератор 12 и формирователь 13 фронтов импуль сов.

Третий коммутатор 7 содержит триггер 14, дифференцирующую цепочку 15 элементы НЕ 16 и 17, элементы И 18 19, элементы ИЛИ 20 и 21 и элемент 22 задержки.

Позици ми 23 - 26 обозначены соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы блока.

Блок 8 регулировани  величины тока анодов светодиодов содержит токовый ключ 27, два нагрузочных элемента 28 и 29, например резисторы, и элемент 30, например конденсатор.Позици ми 31 и 32 обозначены вход и вы ход блока, а 33 - шина питани .

Блок 9 выбора режимов работы содержит элементы И 34-53, и элементы 54,-5410 управлени  анодами (ключи)

Первый коммутатор 5 содержит элементы 55,-55,0 управлени  катодами (ключи),а индикатор 6 - светодиоды 56, -56 ,(,0

Блоки 7 и 1 предназначены дл  объединени  двух параллельных входных потоков импульсов в один,причем блок 1 выполн ет одновременно роль синхронизатора и формировател  управл ющих длительностей, а блок 7 дополнительно формирует импульсы установки в О и разрешающий потенциал дл  счетчиков, совмещенных с дешифраторами .

Эта

Таким образом, из блока 7 выходит объединенный поток импульсов, который строго засинхронизирован со своим разрешающим потенциалом, предназначенным дл  временного разделени  отображени  первого потока импульсов от второго .

При выборе длительности разрешающего потенциала дл  отображени  пер- вой величины необходимо исходить,во- первых, из закона Тальбота, который св зывает частоту повторени  импульсов отображени  с мощностью этого импульса. При этом инерционна  особенность зрительного воспри ти  человека характеризуетс  минимальной (критической) частотой, при которой дискретные величины воспринимаютс  как непрерывна  последовательность.

50 Гц, а длительсоответственно

Чр

0,02 с. Поэтому длительность управл ющего потенциала должна быть равной ТУ2 0,01 с, а период соответственно (если управл юш 1Й потенциал формируетс  триггером) должен равн тьс  Т 0,02 с.

Длительность управл ющего импульса во втором режиме дл  отображени  второй физической величины должна быть не меньше, чем длительность информационного импульса, так как втора  физическа  величина (второй поток импульсов) в отличие от первой котора  отображаетс  размером бледносветлой непрерывной полосы,отображаетс   ркой узкой единичной линией .

Длительность информационных импульсов выбираетс  из услови  необходимой точности отображени . Если, например, необходимо отображать физические величины с точностью не хуже 1%, а весь измерительный интервал составл ет 0,01 с, тогда длительность одного информационного имсоставит

0,01 100

10

-4

С.Следовательно , объединенный поток импульсов поступает на вход первого (дес тичного) счетчика 2 (с дешифратором ) , ас его выхода- на вход второго (дес тичного) счетчика 3 (с дешифратором ) .

На эти же счетчики поступают разрешающие потенциалы и импульсы установки в О. Выходы первого счетчика подсоединены при помощи коммутатора 5 (катодов) к шинам (катодам) индикатора 6, к каждой шине (катодов) подключены катоды светодиодного матричного индикатора 6 (аналог овог о) . Входы (аноды) светодиодног о матрич- ног о индикатора 6 подключены при помощи коммутатора 4 (анодов) к выходам второго счетчика 3 (с дешифратором ) .

Коммутатор 4 предназначен дл  подключени  анодов светодр одного матричного индикатора 6,

В первом режиме (режим измерени  первог о истока импульсов) в зависимости от количества импульсов световые линии отображаютс  последовательно с нарастающим итог ом.Во втором режиме (режим отображени  второго потока) подключаетс  только максимальный номер анода, характеризующий последний импульс в р ду отображаемых импульсов. Управление режимами происходит при помощи блока 9 выбора режимов работы.

Блок 8 предназначен в зависимости от режима работы дл  осуществлени  питани  анодов светодиодного матричного индикатора.

Устройство работает следующим образом .

Задающий генератор 12 формирует тактовую прследовательность,частота которог о зависит от необходимой точности . отображени  физических величин Например, дл  точности не хуже,чем 1% частота должна быть равной 400 Гц (фиг. 8, диаграмма f ). После формировател  13 фронтов импульсов (в нашем случае используетс  счетный триггер) частота f, становитс  равной 200 Гц (фиг-. 8, диаграмма f). Затем эта последовательность

0

импульсов поступает одновременно на дифференцирующую цепочку 15 (R, С) и счетный триггер 14. После дифдепоч- ки 15 и соответствующего фазировани  с помощью двух элементов НЕ 16 и 17 формируетс  короткий пр моугольный импульс длительностью С 0,05 мс. Этот импульс необходим дл  установлени  счетчиков и дешифраторов в исходное (нулевое) состо ние (фиг, 8, ди- аг рамма Уст. О). На выходе тригг е- ра 14 формируютс  две одинаковые последовательности , противоположные по 5 фазе (фиг. В, диаграмма f : 2 (1) и f : 2 (2) . С первого выхода триг - гера 14 импульсна  последовательность необходима дл  формировани  разрешающего потенциала, необходимого дл  управлени  элементами И 34-37, эле0

ментами И 38-41, элементами И 4

0

5

43 (этот потенциал необходим дл  управлени  с помощью коммутатора 4 анодами дес ти декад, параллельно

5 подключенных в этом светодиодной матрицы; дл  объединени  двух потоков импульсов, несущих информацию о двух физических величинах,осуществл етс  при помощи коммутатора 7 (на второй вход элемента И 19 поступает импульсна  последовательность с задержкой б 0,25 мс, исключающей совпадение импульсов, несущих информацию о первой и второй физических величинах); дл  формировани  и фазировани  разрешающего потенциала в двух режимах работы; дл  подачи управл ющего потенциала к входу 31 блока 8.

На вход первого счетчика 2 с дешифратором поступает совмещенна  последовательность импульсов, котора  формируетс  на выходе 23 коммутатора 7 (фиг. 8, диаграмма 10 + 11).

5 На выходах дешифратора последовательно по мере поступлени  информационных импульсов формируют положительные потенциалы, необходимые дл  управлени  декадами катодов. Последний импульс из последовательности импульсов подаетс  на вход второго счетчика с дешифратором, на первом выходе которого формируетс  положительный импульс (фиг-. 8, диаграмма 2ДС

1-1).

Если устройство работает в первом режиме, тогда при помощи блока 9 и элемента И 34 с его выхода подаетс  запрещенный потенциал (О) на эле0

0

5

мент И 44, на выходе которого формируетс  разрешающий потенциал, и при помощи элемента 54,; управлени  анодом (ключа) положительное напр жение сформированное блоком 8, подаетс  на первую декаду анодов светодиодной матрицы. Последний импульс устанавливает дешифратор второго счетчика 3 в такое состо ние, когда на выходе 1 по вл етс  положительный потенциал. Этот потенциал при помощи элементов И 35 и 45 включает вторую декаду анодов светодиодной матрицы .

Таким образом, совпадение двух потенциалов (потенциал земли на катодах и положительный потенциал на анодах ) позвол ет индицировать одновременно одиннадцать линий светодиодной матрицы. Следовательно, информаци  о первой физической величине (11 импульсов ) будет отображатьс  на аналоговом индикаторе в течение 0,01 с и повтор тьс  с частотой 50 Гц.

Рассмотрим работу устройства во втором режиме работы,когда на вход 11 поступают три импульса, которые несут информацию о второй физической величине.

Коммутатор 5 (катодов) в этом режиме работает так же, как и в предыдущем режиме.

Коммутатор 4 (анодов) работает следующим образом,

Когда на вход блока 9 поступает разрешающий потенциал по цепи: триггер 14, первые входы элементов И 38-41, элементов И 42 и 43, на вторые входы которых поступают разрешающие потенциалы с выходов второго счетчика 3 (с дешифратором), когда каждый последующий элемент И 44-47, И 48-51 и И 52 и 53 при помощи управл ющего потенциала на их выходах а - U- дает запрещение на предыдущие декады элементов 54,-54, управлени  анодами (ключей). При поступлении последующего импульса происходит выключение положительного потенциала предыдущей декады анодов.

Следовательно, в этом режиме работы будет светитьс  только третий анод светодиодной матрицы. Яркость этой линии будет в 2 раза выше,так как ток питани  анода возрастает в 2 раза за счет того,что отрицательный потенциал, поступающий в этом режиме на в ход 31 токового ключа

27, включает параллельно основному резистору 28 точно такой же резистор 29. При этом проводимость тока возрастает в 2 раза. Конденсатор 30, включенный паралелльно резистору 29, необходим дл  формировани  фронтов питающего напр жени ,

В устройстве аналоговый индикатор устроен таким образом, что питающее напр жение выбираетс  в 2 раза меньше номинального,т.е. уменьшаетс  мощность блока питани  и, следовательно , возрастает надежность светодиодной матрицы. В режиме работы устройства , когда высвечиваетс  один элемент светодиодной матрицы, питающее напр жение соответствует номинальному , но за счет того,что индуцируетс  только один элемент, происходит экономи  электроэнергии.

Claims (3)

1. Устройство дл  отображени  информации на экране светодиодного мат- ричног о индикатора, содержащее блок формировани  тактовых импульсов,первый и второй счетчики, выход первого счетчика соединен с информационным входом первого коммутатора, второй коммутатор, выходы коммутаторов подключены к соответствующим щинам светодиодного матричног о индикатора, отличающеес  тем,что, с целью расщирени  области применени  устройства путем обеспечени  возможности одновременного отображени  информации об исследуемых процессах, оно содержит третий коммутатор, блок регулировани  величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок выбора режимов работы, первый и второй информацион}1ые входы третьего коммутатора  вл ютс  информационными входами устройства, первый и второй управл ющие входы подключены к выходу формировател  тактовых импульсов , первый выход третьего коммутатора соединен с управл ющим входом блока выбора режимов работы,информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход - с управл ющим входом первого коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу блока регулировани  величины тока анодов светодиодов матричного индикатора,второй выход третьего коммутатора сое7

динен с входами Установка нул  первого и второг о счетчиков, третий выход - с управл ющими входами первого и второго счетчиков, четвертый выход - со счетными входом первого счетчика, выход переполнени  которого соединен со счетным входом второго счетчика.

133

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем,что блок выбора режимов работы содержит дваддать элементов И, первые входы с первого по дес тый элементов И  вл ютс  управл ющим входом блока, вторые входы которых и первые входы с одиннадцатого по двадцатый элементов И  вл ютс  информационным входом блока,вторые входы с одиннадцатого по дев тI отоорсикаема  величина

0652«

надцатый элементов И соединены с выходами соответственно с двенадцатого по двадцатый элементов И, выходы с одиннадцатого по двадцатый элементов И  вл ютс  выходом блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и- чающеес  тем,что блок регулировани  величины тока анодов-свето- 10 диодов матричного индикатора содержит токовый ключ, первый вход которого  вл етс  входом блока, второй вход соединен с одним из выводов первого нагрузочного элемента,св зан- 15 ных с шиной питани , другой вывод которого и одни из выводов второго наг рузочного и накопительного элементов  вл ютс  выходом блока,другие выводы которых соединены с выходом токового ключа.

50

70

90100

60

80

ЮО

величина

Фиг. г

V.

Л

О, О.

Ов О

ю

Я

55,

Lt

Sff,

5бэ,

 

55,

TIL

тт

L-йш

55«

w.

59

55,

LJ:

Ю