Устройство для отображения информации на экране светодиодного матричного индикатора

(51)4 С 09 С 3 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ име питающее напряжение номинальному, но за индицируется только происходит экономия2 з.п, ф-лы, 8 ил. мент матрицы, соответствует счет того,что оно может ть использова частдин элемент лектроэнерг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ СВЕТОДИОДНОГОМАТРИЧНОГО ИНДИКАТОРА(57) Изобретение относится к автома тике, вычислительной технике и конт рольно-измерительной технике, где ности, как индикаторное устройство. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения одновременной индикациидвух физических величин. Это достигается введением третьего коммутатора, блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора, блока выбора режимов работы и соответствующих функциональныхсвязей. В предложенном устройствеаналоговый индикатор устроен такимобразом,что питающее напряжение выбирается в два раза меньше номинального, т.е. уменьшается мощность блока питания и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы, а когда высвечивается один эле 1 13306Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике контрольно-измерительной технике, где ономожет быть использовано, в частности, как индикаторное устройство.Цель изобретения - расширение области применения устройства путемобеспечения одновременной индикациидвух физических величин. 10На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -пример одновременного отображения индикатором двух величин; на фиг. 3функциональные схемы блока формирования тактовых импульсов и третьегокоммутатора; на фиг, 4 - то же, второго счетчика; на фиг. 5 - то же,блока регулирования величины токаанодов светодиодов матричного индикатора; на фиг, 6 - то же, блока выбора режимов работы; на фиг, 7 - то же,первых счетчиков коммутатора и светодиодного матричного индикатора; нафиг. 8 - временная диаграмма работы 25устройства.Устройство содержит блок 1 формирования тактовых импульсов, первый2 и второй 3 счетчики, второй 4 ипервый 5 коммутаторы, светодиодный 30матричный индикатор 6, третий коммутатор 7, блок 8 регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок 9 выбора режимов работы. Позициями 10 и 11 обозначены информационные входы устройства,Блок 1 формирования тактовых импульсов содержит задающий генератор12 и формнрователь 13 фронтов импуль Осов.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 4522 задержки.Позициями 23 - 26 обозначены соответственно первый, второй, третий ичетвертый выходы блока.Блок 8 регулирования величины тока анодов светодиодов содержит токовый ключ 27, два нагрузочных элемента 28 и 29, например резисторы, иэлемент 30, например конденсатор,Позициями 31 и 32 обозначены вход и выход блока, а 33 - шина питания.Блок 9 выбора режимов работы содержит элементы И 34-53, и элементы54,-54, управления анодами (ключи). 522Первый коммутатор 5 содержит эле - менты 55, -55 управления катодами (ключи),а индикатор 6 - светодиоды 56 - 56 ооБлоки 7 и 1 предназначены для объединения двух параллельных входных потоков импульсов в один, причем блок 1 выполняет одновременно роль синхронизатора и формирователя управляющих длительностей, а блок 7 дополнительно формирует импульсы установки в 0 и разрешающий потенциал для счетчиков, совмещенных с дешифраторами.Таким образом, из блока 7 выходит объединенный поток импульсов, который строго засинхронизирован со своим разрешающим потенциалом, предназначенным для временного разделения отображения первого потока импульсов от второго.При выборе длительности разрешающего потенциала для отображения первой величины необходимо исходить,вопервых, из закона Тальбота, который связывает частоту повторения импульсов отображения с мощностью этого импульса. При этом инерционная особенность зрительного восприятия человека характеризуется минимальной(критической) частотой, при которой дискретные величины воспринимаются как непрерывная последовательность,Эта частота Р, = 50 Гц,а длитель 1ность Т = соответственно"Р0,02 с. Поэтому длительность управляющего потенциала должна быть равной Т/2 = 0,01 с, а период соответственно (если управляющий потенциал формируется триггером) должен равняться Т = 0,02 с,Длительность управляющего импульса во втором режиме для отображения второй физической величины должна быть не меньше, чем длительность информационного импульса, так как вторая физическая величина (второй поток импульсов) в отличие от первой которая отображается размером бледно-светлой непрерывной полосы,отображается яркой узкой единичной линией. Длительность информационных импульсов выбирается из условия необходимой точности отображения. Если, например, необходимо отображать фи510 45 50 55 зические величины с точностью не хуже 17.1 а весь измерительный интервал составляет 0,01 с, тогда длительность одного информационного им 0,01пульса составит= 10 с.Сле 100довательно, объединенный поток им - пульсов поступает на вход первого (десятичного) счетчика 2 (с дешифратором), а с его выхода- на вход второго (десятичного) счетчика 3 (с дешифратором).На эти же счетчики поступают разрешающие потенциалы и импульсы ус 11 11т ан ов ки в 0 . Выходы первого сч е тчика подсоединены при помощи коммутатора 5 (катодов) к шинам (катодам) ин -дикатора 6, к каждой шине (катодов)подключены катоды светодиодного матричного индикатора 6 (аналогового),Входы (аноды) светодиодного матричного индикатора 6 подключены при помощи коммутатора 4 (анодов) к выходам второго счетчика 3 (с дешифратором).Коммутатор 4 предназначен дляподключения анодов светодиодного матричного индикатора 6,В первом режиме (режим измеренияпервого истока импульсов) в зависимости от количества импульсов световые линии отображаются последовательно с нарастающим итогом.Во второмрежиме (режим отображения второгопотока) подключается только макси -мальный номер анода, характеризующий последний импульс в ряду отоб -ражаемых импупьсон. Управление режимами происходит при помоши блока9 выбора режимов работы,Блок 8 предназначен в зависимостиот режима работы для осуществления питания анодов светодиодно 1"о матричного индикатора.Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 12 Формирует тактовую прследовательность,частота которого зависит от необходимой точности, отображения физических величин. Например, для точности не хуже,чем 17 частота должна быть равной Г400 Гц (фиг. 8, диаграмма Г ). После формирователя 13 фронтон импульсов (в нашем случае используется счетный триггер) частота г становит 11ся равной 200 Гц (Фиг. 8, диаграмма г). Затем эта последовательность 15 20 25 30 35 40 импульсов поступает одновременно н дифференцирующую цепочку 15 (К 1 С) и счетный триггер 14, После дифцепочки 15 и соответствующего Фазирования с помощью двух элементов НЕ 16 и 17 формируется короткий прямоугольный импульс длительностью 1. =0,05 мс. Этот импульс необходим для установления счетчиков и дешифраторов в исходное (нулевое) состояние (фиг, 8, диаграмма Уст, 0 ) . На выходе тригг ера 14 формируются две одинаковые последовательности, противоположные по фазе (фиг, 8, диаграмма Г, : 2 (1) и 1 ; 2 (2) . С первого выхода триггера 14 импульсная последовательность необходима для формирования разрешающего потенциала, необходимого для управления элементами И 34-37, элементами И 38-41, элементами И 42 и 43 (этот потенциал необходим для управления с помощью коммутатора 4 анодами десяти декад, параллельно подключенных в этом режиме светодиодной матрицы; для объединения двух потоков импульсов, несущих информацию о двух физических величинах,осуществляется при помощи коммутатора 7 (на второй вход элемента И 19 поступает импульсная последовательность с задержкой ь = 0,25 мс, исключающей совпадение импульсов, несущих информацию о первой и второй физических величинах); для Формирования и фазирования разрешающего потенциала в двух режимах работы; для пода" чи управляющего потенциала к входу 31 блока 8.На вход первого счетчика 2 с дешифратором поступает совмещенная последовательность импульсов, которая формируется на выходе 23 коммутатора 7 (фиг, 8, диаграмма 10 + 11). На выходах дешифратора последовательно по мере поступления информационных импульсов формируют положительные потенциалы, необходимые для управления декадами катодов. Последний импульс из последовательности импуль - сов подается на вход второго счетчика с дешифратором, на первом выходе которого формируется положительный импульс (фиг. 8, диаграмма 2 ЛС 1 - 1).Если устройство работает в первом режиме, тогда при помощи блока 9 и элемента И 34 с его выхода подается запрещенный потенциал ( 0 ) на эле5 13306мент И 44, на выходе которого Формируется разрешающий потенциал, и припомощи элемента 54 управления анодом (ключа) положительное напряжение,сформированное блоком 8, подается 5на первую декаду анодов светодиодной матрицы. Последний импульс устанавливает дешифратор второго счетчика 3 в такое состояние, когда на выходе " 1" появляется положительныйпотенциал, Этот потенциал при помощи элементов И 35 и 45 включает вторую декаду анодов светодиодной матрицы.15Таким образом, совпадение двух потенциалов (потенциал земли на катодах и положительный потенциал на анодах) позволяет индицировать одновременно одиннадцать линий светодиоднойматрицы. Следовательно, информацияо первой физической величине (11 импульсов) будет отображаться на аналоговом индикаторе в течение 0,01 с иповторяться с частотой 50 Гц.Рассмотрим работу устройства вовтором режиме работы, когда на вход11 поступают три импульса, которыенесут информацию о второй физическойееличине,Коммутатор 5 (катодов) в этом режиме работает так же, как и в предыдущем режиме.Коммутатор 4 (анодов) работаетследующим образом,Когда на вход блока 9 поступаетразрешающий потенциал по цепи: триггер 14, первые входы элементов И38-4 1, элементов И 42 и 43, на вторые входы которых поступают разрешающие потенциалы с выходов второгосчетчика 3 (с дешифратором), когдакаждый последующий элемент И 44-47,И 48-51 и И 52 и 53 при помощи управляющего потенциала на их выходах а - и, дает запрещение на предыдущие декады элементов 54,-54,4 управления анодами (ключей), При поступлении последующего импульса происходит выключение положительного потенциала предыдущей декады анодов.Следовательно, в этом режиме работы будет светиться только третий анод светсдиодной матрицы. Яркость этой линии будет в 2 раза выше,так как ток питания анода возрастает в 2 раза за счет того,что отрицательный потенциал, поступающий в этом режиме на вход 31 токового ключа 25 30 35 40 45 50 55 52б27, 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 для формирования фронтов питающего напряжения.В устройстве аналоговый индикаторустроен таким образом, что питающеенапряжение выбирается в 2 раза меньше номинального,т.е. уменьшается мощность блока питания и, следовательно, возрастает надежность светодиодной матрицы. В режиме работы устройства, когда высвечивается один элемент светодиодной матрицы, питающеенапряжение соответствует номинальному, но за счет того,что индуцируетсятолько один элемент, происходит экономия электроэнергии. формула и 3 о б р е т е н и я 1. Устройство для отображения информации на экране светодиодного матричного индикатора, содержащее блок формирования тактовых импульсов,первый и второй счетчики, выход первого счетчика соединен с информационным входом первого коммутатора, второй коммутатор, выходы коммутаторов подключены к соответствующим шинам светодиодного матричного индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения устройства путем обеспечения возможности одновременного отображения информации об исследуемых процессах, оно содержит третий коммутатор, блок регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора и блок выбора режимов работы, первый и второй информационные входы третьего коммутатора являются информацггонными входами устройства, первый и второй управляющие входы подключены к выходу формирователя тактовых импульсов, первый выход третьего коммутатора соединен с управляющим входом блока выбора режимов работы,информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход - с управляющим входом первого коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу блока регулирования величины тока анодов светодиодов матричного индикатора,второй выход третьего коммутатора сое1330652 токового ключа тооражаемая реличи ичин динен с входами Установка нуля"первого и второго счетчиков, третийвыход - с управляющими входами первого и второго счетчиков, четвертый выход - со счетными входом первогосчетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика,2, Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок выбора режимов работы содержит двадцать элементов И, первые входы с первого по десятый элементов И являются управляющим входом блока, вторые входы которых и первые входы с одиннадцатого по двадцатый элементов И являются информационным входом блока,вторые входы с одиннадцатого по девят -надцатый элементов И соединены с выходами соответственно с двенадцатогопо двадцатый элементов И, выходы с 5одиннадцатого по двадцатый элементов И являются выходом блока.3, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок регулирования величины тока анодоввето 10 диодов матричного индикатора содер - жит токовый ключ, первый вход которого является входом блока, второй вход соединен с одним из выводов первог о наг рузочного элемента, связан 15 ных с шиной питания, другой вывод которого и одни из выводов второгонагрузочного и накопительного элементов являются выходом блока, другиевыводы которых соединены с выходом1330652 70 77 70+7 6:г(ю:г(г УР 77 1 ДС 1 ДСгс Составитель И.ЗагинайРедактор М.Келемеш Техред .1.Сердюкова ктор С,Черн аказ 3585/5 ВНИИПИ Г одписно по дел3035,д.45 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,оектная, 4 Р 6 Ж Н 7 ДСеЩ7 ЯСТираж 433 дарственного комитета ССС изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб.,