Групповые индикаторы подразделяются на два типа: однострочные дисплеи и многострочные дисплеи. Деление это несколько условное, поскольку к однострочным мы отнесем и 2 -х, 3 -х строчные дисплеи. Многострочные дисплеи обычно индицируют более 10 строк информации. Рассмотрим некоторые конструктивные особенности дисплеев.
Однострочные дисплеи.
Однострочные дисплеи как правило составляются из одиночный индикаторов с соответствующей коммутацией входных и выходных сигналов. На рис. 3.25 Показан пример построения однострочного 16 - ти разрядного дисплея, собранного на семисегментных индикаторах типа АЛ305Г. Работа самих индикаторов рассмотрена выше. Работает дисплей следующим образом.
Информация, подлежащая выводу на дисплей, предварительно внешним активным устройством записывается в ОЗУ. Емкость ОЗУ (количество ячеек памяти) равно числу одновременно присутствующих на дисплее символов, в нашем случае достаточно 16 ячеек. Разрядность ячеек равна числу активных входов дешифраторов, управляющих индикаторами - 4. Действительно, как следует из таблицы 3.3. Для полной идентификации кодов цифр достаточно использовать четыре младших разряда двоичного кода символов.
И1 АЛ305В И16 АЛ305В
 |  |  |  |  | | | | | | | | | |
RAM R1 R106
A0
A1 K514ИД2 К514ИД2
А2 1 1 2 4 8 г 1 2 4 8 г
А3 2
4
ГТИ 8
0
ST 1 DS
1 1 11 4x16
С 2 2 2212
4 4 4
8 8 8 15 14
16 15
Рис.1.25. Функциональная схема однострочного 16-ти знакового дисплея.
Таблица 3.3.
| Цифра | Двоичный код символов цифр. |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 | 00110001 00110010 00110011 00110100 00110101 00110110 00110111 00111000 00111001 00110000 |
Информация в ОЗУ записывается в той последовательности, в которой она должна отображаться на дисплее, т.е. в ячейке с адресом 0000 находится код первого (слева) символа дисплея, в ячейке с адресом 0001 - второго и т.д. То есть адрес ячейки должен соответствовать адресу знакоместа на дисплее. Во время работы дисплея импульсы тактового генератора поступают на двоичный счетчик СТ, выходы которого поступают на адресные входы ОЗУ и на дешифратор знакоместа ДШ. Выбранный из ОЗУ код символа подается на информационные входы всех дешифраторов ДШ1...ДШ16, управляющих индикаторами. Одновременно состояние счетчика СТ дешифрируется на ДШ, с выхода которого снимается разрешающий сигнал на один из дешифраторов ДШ1..ДШ16, а именно на тот, который управляет активным индикатором. Например, при состоянии счетчика 0000 считывается код из ячейки 0000, а с дешифратора ДШ с выхода «0» снимается сигнал управления дешифратором ДШ1, т.е. активизируется первый индикатор. При состоянии счетчика 0001 - второй и т.д. После полного цикла счетчика (последнее состояние 1111), снова активизируется первый индикатор. Для лучшего изображения частота тактового генератора должна быть как можно выше. Минимальная частота определяется из условия:
F min = 24 N,
где: N - число разрядов дисплея (число знакомест).
Максимальная частота ограничивается частотными характеристиками используемых индикаторов.
Линейчатые индикаторы, как указывалось выше, не позволяют получить качественное изображение индицируемых символов, поэтому более приемлемыми для дисплеев являются матричные индикаторы. На рис.3.26 приведена схема также шестнадцатиразрядного дисплея на основе матричных индикаторов типа АЛ306В.
В структурной схеме данного индикатора, по сравнению с рассмотренной выше, добавлены два функциональных элемента: счетчик - делитель на 7, играющий роль счетчика строк разложения индицируемых символов и знакогенератор ЗНГ для преобразования двоичного кода символа в коды строк разложения каждого символа. Обычно знакогенератор представляет собой ПЗУ, запрограммированное в соответствии с таблицей кодировки строк разложения символов. В таблице 3.4. приведен фрагмент таблицы кодирования ПЗУ для символа «3».
И1 -АЛ306В И16-АЛ306В
ST DS 1
С 1 1 2
2 2 3
4 4 4
5
ГТИ P 6
7
 |
ROM
1
RAM 1 ROM
2 2 В В
1 3 3
2 1 4 4 1 1
4 2 5 5 2 2
8 3 6 6 3 3
4 7 7 4 4
5 8 8 5 5
6 9 99
 |  |  |  |  | |||||||||
 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
0
ST DS 1
C 1 1 2
2 2
4 4
8 8
15
Рис. 1.26. Образец изображения и функциональная схема однострочного 16-тизнакового дисплея на матричных индикаторах.
Таблица 3.4.
| № строки | Разряды адреса ПЗУ 9 8 7 6 5 4 3 2 1 | Разряды данных ПЗУ 5 4 3 2 1 |
| 1 2 3 4 5 6 7 | 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 | 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 |
Работает дисплей следующим образом. Информация, подлежащая выводу на дисплей, как и в предыдущем случае, внешним активным устройством записывается в ОЗУ. Импульсы тактового генератора поступают на вход счетчика делителя на 7, который через дешифратор К155ИД7 начинает сканировать строки разложения символов, при этом код символа из ОЗУ выбирается по адресу, задаваемому выходами счетчика - делителя на 16 как и в предыдущем случае, аналогично активизируется и соответствующий индикатор выходом дешифратора К155ИД3. Выбранный из ОЗУ код символа подается на старшие (4...9) разряды адреса знакогенератора. На младшие же разряды адреса знакогенератора подаются выходы счетчика делителя на 7. Таким образом совокупность состояний двух счетчиков задают адрес строки разложения индицируемого символа. Код строки разложения, снимаемый с выходов знакогенератора, подается на столбцы всех матричных индикаторов. Но поскольку активен всегда только один индикатор, управляемый соответствующим выходом дешифратора на 16, то
Как видно из рис.3.23 схема управления такими индикаторами сложнее, чем линейчатыми, поэтому матричные индикаторы применяются обычно в составе различного типа дисплеев, устройство которых рассмотрено ниже.
в каждый момент времени загораются светодиоды той строки, которая задана дешифратором К155ИД7, а в строке те диоды, которым соответствуют «нулевые» значения разрядов в коде строки разложения. Дальнейшая работа аналогична рассмотренной выше. После прохода 112 (7х16) тактовых импульсов на дисплей будет выдана вся информация и цикл повторится. Как и в предыдущем случае для улучшения качества индикации тактовая частота должна быть как можно выше. Минимальная частота в этом случае определится из зависимости:
F min = 24 N M
Где: N - число знакомест в дисплее, М - число строк разложения изображения символов.
Конструктивное исполнение индикаторов весьма разнообразно. Существует ряд индикаторов специально предназначенных для использования в однострочных дисплеях. Так индикатор типа АЛС318 ...Г. представляет собой набор из 9 одиночных светодиодных семисегментных линейчатых индикаторов с внутренним объединением анодов и катодов всех разрядов и выводом управляющих сигналов от каждого разряда.
Газоразрядная панель типа ГИП-10 представляет собой набор газоразрядныхсемисегментных индикаторов. Существует и ряд других индикаторов для использования их в однострочных дисплеях и выполненных в одном корпусе.
Двух - трехстрочные дисплеи составляют обычно из однострочных с объединением некоторых функциональных элементов, например, ОЗУ. Если же требуется вывод большего объема информации, применяют многострочные дисплеи.
В настоящее время получили широкое распространение однострочные дисплеи со встроенными элементами управления. В качестве примера можно рассмотреть устройство двухстрочного дисплея типа TIC107. Общий вид дисплея показан на рис.
Дисплей состоит из двух строк по 16 символов в каждой строке. Символ формируется в поле матрицы светодиодов с размерами 5х8. Отображение информации осуществляется специальной встроенной схемой, работающей по алгоритму, вводимому в память дисплея. Связь дисплея с внешней схемой осуществляется по шинному интерфейсу типа I2C.
6.2.2. Многострочные дисплеи.
Многострочные дисплеи, используемые в УЧПУ, бывают двух видов: на газоразрядных панелях (ГИП) и на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). Дисплеи на основе ЖК - панелей являются весьма дорогостоящими и в УЧПУ пока не применяются. Рассмотрим принцип работы и устройство некоторых многострочных дисплеев.
Пример 1. Многострочный дисплей на основе газоразрядной панели ГИП 256х256. Эта панель представляет собой газоразрядный прибор матричного типа. Матрица образована двумя панелями - электродами, каждая из которых состоит из 256 проводников. Схематичное изображение индикатора показано на рис. 3.28 . Обе панели помещены в герметичный корпус, заполненный инертным ионизирующимся газом. Принцип индикации заключается в том, что при подаче питающих напряжений между панелями возникают точечные электрические разряды в местах пересечения проводников (панели закрепляются в корпусе так, чтобы проводники пересекались под углом 90 градусов и точки пересечения образуют матрицу с размерами 256х256).
2Х
1Х 256Х
Рамка Х
256У
 | |  |
Рамка У
1У 2У
Рис. 3.28. Схема расположения элементов газоразрядной панели ГИП 256х256.
Для поддержания разряда на проводники постоянно подается импульсное напряжение как показано на рис.3.29
 |  |
Проводники Х
Проводники У стирание запись
Рамка Х
Рамка У
Рис.3.29. Циклограмма сигналов на электродах панели ГИП 256х256.
Частота и амплитуда питающих напряжений выбирается такими, чтобы напряжение на газовом промежутке после интеграции импульсов было достаточным для поддержания разряда, но недостаточным для возникновения нового.
Для поддержания равномерного электрического поля по краям панелей с проводниками расположены специальные обмотки - рамки, на которые также подается импульсное напряжение. Поскольку при такой конструкции электрический разряд возникает только в местах пересечения проводников, управление индикацией заключается в создании нужных напряжений на проводниках, образующих точку пересечения. При этом для зажигания точки там формируется напряжение зажигания (см. циклограмму сигналов на электродах ГИП), а для гашения точки создается напряжение ниже точки поддержания разряда. Таким образом, осуществляется «точечное» управление всем индикатором, поэтому индицируемая информация уже в «визуальной» форме должна быть сформирована в оперативной памяти УЧПУ, а потом состояние каждой точки экрана ГИП передается в устройство управления индикатором. Последнее осуществляет поджиг или гашение точки в соответствии со значением разряда этой точки в видеопамяти УЧПУ. Структурная схема устройства управления показана на рис.3.30.
RG X DS
8 x
256 ГИП 256 х256 ГОН
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | | | | | | | | | | | | | | | | |||||||||||||||||||
DS 8 x 256
Интерфейсный
блок
RG Y
Рис. 3.30. Структурная схема газоразрядного дисплея.
Напряжения на проводники подаются через ключи, управляемые выводами дешифраторов 8х256 отдельно на панель Х и панель У. Координата управляемой точки задается адресами Х и У, представляющими собой восьмиразрядные коды, записываемые в регистры РгХ и РгУ.
Устройство индикации на базе ГИП 256х256 представляет собой автономный,функционально законченный блок, обменивающийся с УЧПУ тремя группами сигналов:
8 -ми разрядный код координаты Х,
8 -ми разрядный код координаты Y,
4 - х разрядный код команды.
Перечень команд приведен в таблице 3.6.
Как функционально законченный блок устройство индикации связано с УЧПУ параллельным каналом связи, состав сигнальных линий которого приведен в таблице 3.5.
Таблица 3.5.
| Наименование сигнала | Номер контакта | направление сигнала | Активный уровень |
     Линия Д0
Линия Д1
Линия Д2
Линия Д3
Линия Д4
Линия Д5
Линия Д6
Линия Д7
Готовность источника - ГИ
Строб источника - Стр.
Готовность приемника - ГП
Запрос приемника - ЗП
Состояние источника - СИ1
Состояние источника - СИ2
Общий - GND
| 12В 12А 10В 10А 8В 8А 6В 6А 2А 4А 2В 4В 14А 14В 7А | к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УИ к УЧПУ к УЧПУ к УИ к УИ к УИ | то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же |
Таблица 3.6.
| СИ1 | СИ2 | Д6 | Д7 | Содержание команды |
| 1 1 0 0 0 | 0 1 * * * | * * 0 1 * | * * 1 1 0 | На шинах Д0...Д7 установлен адрес Х На шинах Д0...Д7 установлен адрес У Выдана команда записи точки Выдана команда стирания точки Выдана команда полного стирания экрана |
Общая последовательность команд управления индикатором следующая:
n установка сигнала готовности источника - ГИ=0,
n проверка наличия сигнала готовности приемника - ГП = 0,
n проверка наличия сигнала запроса приемника ЗП = 0,
n установка на линиях Д0...Д7 кода адреса Х,
n установка на линиях СИ1,СИ2 кода 10,
n формирование сигнала строб - Стр = 0
n ожидание сигнала запрос приемника ЗП = 0,
n установка на линиях Д0...Д7 кода адреса У,
n установка на линиях СИ1, СИ2 кода 11,
n формирование сигнала строб Стр = 0,
n установка на линиях СИ1, СИ2, Д6, Д7 кода 0*01 при записи точки или кода 0*11 при стирании точки,
n повторение пунктов 3...9 до полного вывода содержимого видеопамяти УЧПУ.
ИРПМ ХТ1 Х1 индикатор
Цепь Конт. Конт. Цепь
D0 A1 12B D0
D1 A3 12A D1
D2 A5 10B D2
D3 A7 10A D3
D4 A9 8B D4
D5 A11 8A D5
D6 A13 6B D6
D7 A15 6A D7
CИ1 А19 14А СИ1
СИ2 А17 14В СИ2
Стр. А21 4А Стр.
ГИ А23 2А ГИ
ЗП С25 4В ЗП
ГП А25 2В ГП
GND C2 7A GND
Рис. 3.31. Принципиальная схема кабеля для соединения газоразрядной панели ГИП 256х256 с УЧПУ.
Газоразрядные дисплеи обладают рядом достоинств таких, как низкое энергопотребление, высокая надежность работы, отсутствие необходимости постоянного обновления информации на экране. В то же время такие недостатки, как малая мощность излучения, высокие напряжения на индикаторе не позволяют широко использовать такие УО в устройствах ЧПУ, поэтому в последнее время более широкое распространение получили дисплеи на основе ЭЛТ. В данных дисплеях используются хорошо отработанные в телевидении технологии, поэтому дисплеи на основе ЭЛТ более дешевые и обладают лучшими качествами отображения информации, в том числе и графической.
Дисплеи на основе ЭЛТ выполняются в двух видах:
алфавитно-цифровые,
позиционно-точечные.
В алфавитно-цифровых дисплеях отображаемая информация преобразуется в видеосигнал в самом дисплее или интерфейсном блоке. В позиционно-точечных, или по другому, графических дисплеях - видеоизображение формируется в специальном блоке памяти, после чего точечно-растровым способом выводится на экран ЭЛТ. Выбор типа дисплея осуществляется в зависимости от имеющихся ресурсов основного вычислителя. Рассмотрим примеры реализации обоих типов дисплеев.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 324.
