Устройство для формирования алфавитно-цифровых символов

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИДЛИСтИЧЕРЕСПУБЛИК П 9) ОПИСАН ЕТЕНИ укторско- числитель во СССР79. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Специальное констртехнологическое бюро вы ной техники(56) 1, Авторское свидетельст М 651379, кл. С 09 0 1/08, 192. Барнинг М. Осциллограф в качестве алфавитно-цифрового дисплея Перевод ВЦП Р Б(прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АЛФАВИТНО-.ЦИФРОВЫХ СИМВОЛОВ, содержащее двоичный счетчик, мультиплексор, управляющие входы которого соединены с выходами первой группы счетчика, знаковый генератор, входы первой группы которого являются входами устройства, входы второй группы соединены с выходами второй группы счетчика, а выходы соединены с сигнальными входамимультиплексора, ключ, вход которогосоединен с выходом мультиплексора,а выход является первым выходом устройства, первый делитель напряжения,соединенный с выходами третьей группы счетчика, операционный усилитель,инвертирующий вход которого соединен с выходом первого делителя напряжения, а выход является вторымвыходом устройства, и одновибратор,вход которого соединен с соответствующим выходом счетчика, о т л ич а ю щ е е. с я тем, что с цельюупрощения, оно содержит второй делитель напряжения, соединенный с выходами первой группы счетчика и неинвартирующим входом операционногоусилителя, и элемент И, первый входкоторого является входом устройства, второй вход соединен с выходомодновибраторакоторыйтретьим выходом устройства, а выходэлемента И соединен с входом счетчика.Изобретение относится к автома"тике и измерительной технике и мо=жет быть использовано в автоматизированных контрольно-испытательныхсистемах для выдачи изиер 1 лтельнойи диагностической информации и других сообщений оператору.Известно устройство дпя индикации арабских цифр на экране осцилло=графа, состоящее из триггеров дешифратора номера элемента шифратора сигнала подснетки и гашенияполей и дешифратора кода индицируемой цифры Ц .Недостатком данного устройстваявляется узкая область применениявследствие ограниченной номенклату-ры символов, Формир емых с его помощью.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее 16-разрядный дноичный счетчик, знаковый генератор, восьмиканальный цифровоймультиплексор, одновибратор, резистивную цепьр подключенную к старшимразрядам счетчика и служащую дляполучения ступенчатого напряжения,накладываемого на пилообразное на=пряжение по координате 1 , опера. -ционный усилитель для формирования отклоняющего напряжения по коор-.динате 1 и транзисторный ключуправляемый выходнюл сигналом мультиплексора и предназначенный длямодуляпии яркости луча осциллогра=Фа 2 .Устройство реализует растровыйметод получения изображения симно=лон с использованием знакогенерато ра.Недостаток изнестного устройства обусловлен необходимостью Формирования отклоняющего напряженияпо горизонтали и, как следствиеэтОгО р у( лоз(Неьи ы устрОист.аа нрезультате введения узла горизонтального отклонения. Кроме тогоизвестнОе устройствс характеризуется пониженным качеством изображениясимволов из-за вь 1 тягивания изображения элементов символов в вертикальном напранлени.;. при быстром ска-.нировании символов линейно возрас=тающим пилообразны. Напряжением. Этонакладывает ограничение на скоростьсканирования символов, а следова. -тельно, на когичество символов, ото=.бражаемых в кадре т.е., снижаетобъем одновременно выводимой наэкран информации.цель изобретения - упрощение уст-.ройства,Поставленная цель достигаетсятем что в устройство для Формирования алфавитно-:1 ифроных символов,СОДЕРжаЩЕЕ лВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК МУЛЬТИплексорр упранляющие входы которого(15лов и увеличивается обьем отображаемой информации,Введение элемента И дает возможность воспользоваться внутреннимгенератором горизонтальной развертки используемого осциллографа для пр,получения растра на экране, В результате отпадает необходимость в блокегоризонтальной развертки, содержащемгенератор пилообразного напряжения и операционный усилитель. Таким об разом, устройство упрощается и увеличивается его надежность.На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на Фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип синхронизации горизонтальной развертки осциллографа, на Фиг. 3 временная диаграьпла вертикально-отклоняющего напряжения, формируемого н устройстверр на Фиг. 4 - графическое представление принципа сканиро 1 О 15 2 О 25 30 35 -З соединены с выходами первой группы счетчика, знаковый генератор, входы первой группы которого являются входами устройства, входы второй группысоединены с выходами второй группы счетчика, а выходы соединены с сигнагьными входами мультиплексора, ключ, нход которого соединен с выодом мультиплексора, а выход является первым выходом устройства, первый делитель напряжения, соединенный с выходами третьей группы счетчика, операционный усилитель, инвеотирующий вход которого соединен с выходом первого делителя напряжения, а выход является вторым выходом устройства, .и одновибратор, вход которого соединен с соответстнуюшим ныходом счетчика, введены второй делитель напряжения, соединенный с выходами гервой группы счетчика и неинвертирующим входом операционного усилителя, и элемент И, первый вход которого является входом устройства, выход соединен с нходом счетчика, а второй вход соединен с выходом одновибратора, который является третьим ныходом устройстваБлагодаря нведению нторого делителя напряжения, соединенно=о с тремя младшими разрядами счетчика и неинвертирующим входом операционного усилителя, н предлагаемом устройстве скашлронание символов по нетикали производится не линейнымпилообразным напряжением, как н прототипе, а ступенчаты 1 л. Благодаря этому подсвет элементов символа при его сканировании производится в момент покоя электронного луча по вертикали., В результате этого устраняется нытянутость изображения элементов символа при больших скоростях сканирования ир как следствиер улучшается качество отображения симво 1076897вания матриц символов и Формирования растра на экране осциллографа.устройство содержит П -разрядныйдвоичный счетчик 1, мультиплексор 2,транзисторный ключ 3, знаковый генератор 4, первый делитель 5 напрян;ения, операционный усилитель 6, второй делитель 7 напряжения, одновибратор 8 и элемент И 9.Счетчик 1 служит для синхронизации всего устройства, Мультиплексор )О2 предназначен для сканированияэлементов столбца отображаемого символа. Ключ 3 предусмотрен для усиления выходного сигнала мультиплексора для уровня, необходимого дляуправления яркостью луча осциллогра. Фа,Знаковый генератор 4 представляет собой постоянное запоминающееустройство, содержащее матрицы отображаемых типов символов в виде88 бит8 столбцов по 8 элементов),Первый делитель 5 напряжения служит для Формирования 2 -") ступенек уменьшающегося напряжения почислу строк символов, отображаемыхна экране осциллографа.Второй делитель 7. напряженияобеспечивает формирование восьмиступенчатого возрастающего напряжения в процессе сканирования каждого столбца отображаемых на экранесимволов.Первый делитель напряжения представляет собой -) весовых резистора с весами К, 2 Д, 4 8 " 352" 8, подключенных первыми своими выводами к (п-) старшим разрядамсчетчика и объединенных вторымисвоими выводами в общую точку навыходе делителя. При этом резистор 40с меньшим номиналом подключен к старшему разряду счетчика;Аналогично второй делитель напряжения представляет собой три резистора с весами ) 2)р 4 К подключенных 45первыми своими выводами к трем младшим разрядам счетчика и объединенныхвторыми своими выводами в общую точку навыходе делителя. При этом резистор с весом 4 К подключен к младшему разряду счетчика.50Операционный усилитель б обеспечивает суммирование выходных сигналов первого 5 и второго 7 делителейнапряжения с соответствующим знакоми масштабом. Выход операционного 55усилителя 6 является выходомустройства.Одновибратор 8 и элемент И 9 обеспечивают запуск горизонтальной развертки используемого осциллографа в 60необходимые моменты времени и синхронизацию счетчика 1 устройства всоответствии с параметрами горизонтальной развертки используемого осциллографа. Вход одновибратора 811) где ц - период тактовых импульл. сов счетчика. Период тактовых импульсов счетчика выбирается из условия отсутствия мелькания изображения. Так как развертка одного кадра отображаемого текста происходит в устройстве за время заполнения всего П -разрядного счетчика, т.е. за время и для отсутствия мелькания изображения необходимо обеспечить скорость развертки 25 кадров в секунду, то развертка одного кадра должна происходить за время 1/25 с, Таким образом получаем условиеар,-25 с, 3) из которого находим необходимый период тактовых импульсов р = - С О 25, Я(4) Подставляя з начениец из у словия 4) в условие 1), получаем время развертки одной строки отображаемого текста 2---- с.ст Я 5 Яи 25,2 исоединен с выходом-го6) раз" ряда счетчика. Так как первые шесть разрядов счетчика обеспечивают сканирование матрицы одного символа, то выбор номераразряда счетчика, к которому подсоединяет" ся вход одновибратора 8, определяет число 2(" ) символов в строке отображаемого текста. Выход одновибратора 8 является С выходом устрой" ства.устройство работает следующим об-: разом.В исходном состоянии к .выходам Е, С ,У устройства подключены соответственно вход внешнего управления яркостью луча, вход внешней синхронизации развертки и сигналь" ный вход используемого осциллографа, который установлен в режим ждущей развертки. Длительность развертки осциллографа выбирается из условия, чтобы время прохождения лучом видимой части экрана равнялось приблизительно времени раз,вертки сим" волов одной строки .отображаемого текста, Так как одновибратор 8 формирующий импульсы запуска развертки осциллографа, подключен к 1 -му разряду счетчика, то период запуска одновибратораДлительность развертки осциллографа должна быть выбрана такой, чтобы время прохождения видимой частиэкрана происходило за время, приблизительно равное Фд , вычисленное изусловия 5), Точная подстройка осуществляется подстройкой частоты тактовых импульсов, подаваемых на входсчетчика,Работа устройства начинается смомента подачи тактовых импульсов 10на входэлемента И 9. В исходномсостоянии счетчик 1 сброшен, а оцновибратор 8 находится в состоянии,.разрешающем прохождение тактовыхимпульсов с входа Р устройства через элемент И 9 на вход счетчика 1,В течение первых тактовых 2 импульсов до момента запускавыходов-го разряда счетчика одновибратора 8 развертка осциллограФа находится в ждущем режиме и формирования растра не происходит. В момент. окончания 2 -го тактовогоимпульса и сброса-го разрядасчетчика 1 происходит запуск одновибратора 8, выходной импульс запрещает прохождение тактовых импульсовчерез элемент И 9 на счетчик 1. Задним фронтом импульса одновибратора8 происходит запуск горизонтальнойразвертки осциллографа и разреша Оется прохождение тактовых импульсовчерез элемент И 9 на счетчик 1, Сэтого момента начинается Формирование растра и сканирование матрицсимволов знакогенератора 4. ЗВ течение первых восьми тактовыхимпульсов после запуска разверткиосциллографа происходит сканирование мультиплексором 2 восьми элементов первого столбца матрицы сим Овола, заданного кодом на входахК - К устройства. После восьмого тактового импульса выход четвертого разряда счетчика 1 устанавливается в "1" и на выход знаковогогенератора 4 передается второй столбец матрицы символа. В течение следующих воСьми тактовых импульсовпрбисходит сканирование элементоввторого столбца матрицы символа, Кконцу 64-го тактового импульса заканчивается сканирование первогосимвола текста. При этом пять извосьми столбцов матрицы символа используются под элементы символа, атри столбца - под пробел между символами. В течение следующих 64 тактовых импульсов происходит сканиро- .вание элементов следующего символапервой строки отображаемого текста.При этом код нового символа дсджен 6 Обыть подан на входы К, - К устройства в момент времени между 64-ми 65-м тактовыми импульсами, Кодысимволов могут поступать на гходыК- К устройства от ОЗу, которое может быть выполнено в виде любогоиз известных устройств. Для адресации ОЗусинхронизации его с устройством используются выходы 7 " Псчетчика 1.К концу 2 -го тактового импульса после запуска развертки осцилло"графа заканчивается формированиепервой строки отображаемого текста,сбрасывается-й разряд и изменяется состояние старших О- разрядов счетчика 1, запускается одно"вибратор 8, запрещается подача тактовых импульсов на вход счетчика 1и устанавливается режим ожиданияустройством окончания горизонтальной развертки осциллографа. Этот режим необходим в связи с тем, что прямой ход горизонтальной развертки осциллографов не заканчивается в момент прохождения лучом видимой частиэкрана, а продолжается еще некотороевремя за прецелами видимости экрана.Режим ожидания окончания горизонтальной развертки осциллографа обеспечивается установкой длительности импульса одновибратора 8 такой, чтобыимпульс заканчивался позже моментапрямого хода развертки осциллографаи возвращения луча в исходное (левоеположение), Только при таком соотношении длительности импульса одновибратора Я и развертки осциллограФа обеспечивается правильная синхронизация устройства с параметрами разве 1 Ягки осциллографа. Практическиправильная синхронизация устрокства с параметрами развертки используемого осциллографа достигаетсяпутем подбора длительности импульсаодновибратора при настройке устройства. При этом предполагается, чтодлительность развертки осциллографаи частота тактовых импульсов выбраны в соответствии с соотношениями (1) - (5),Запуск развертки осциллографапроизводится в момент окончания импульса одновибратора. В этот моментснова разрешается прохождение тактовых импульсов через элемент И 9на вход счетчика 1 и начинается формирование новой строки отображаемого текста,На Фиг. 2 а показана диаграммапилообразного напряжения горизонтальной развертки, Формируемого восциллографе, а на фиг. 2 б - временная диаграмма импульсов одновибратора 8.Как следует из фиг. 2, началоимпульса одновибратора совпадаетс моментом окончания формированиястроки отображаемого текста, т,е.после 2 -го тактового импульса, аначало запуска пилообразного напряжения горизонтального отклоненияосциллографа синхронизировано с запним фронтом импульса одновибратора 8.Изображение символов на экране осциллографа в устройстве создастся за счет подсвета элементов символов на растре, создаваемом в резуль тате совместного действия ступенчатого напряжения с выхода операционного усилителя б, управляющего положением луча по вертикали, и горизонтальной развертки осциллографа, 10 синхронизированной импульсами с выхода одновибратора 8. В процессе сканирования матриц символов мультиплексор 2 управляет состоянием ключа 3, который управляет яркостью луча осциллографа, в результате чего происходит подсвет элементов отображаемых символов на растре:Временная диаграмма вертикально- отклоняющего напряжения, формируемого на выходе У устройства, показана на Фиг. 3. Восьмиступенчатые участки возрастающего напряжения обусловлены действием второго делителя 7 напряжения и обеспечивают развертку элементов столбцов матриц символов данной строки текста, а ступенька понижающегося напряжения обусловлены действием первого делителя 5 напряжения и соответствуют развертке строк текста сверху вниз.Принцип формирования растра и отображения матриц символов на экране осциллографа в устройстве приведен фиг. 4) для случая текста, состоящего из четырех строк по четыре символа в строке Благодаря предлагаемому выполнению устройства увеличивается объем отображаемой на экране осциллографа информации, улучшается качество отображения символов и увеличивается надежность устройства по сравнению с прототипом.