Главная | Обратная связь

Алфавитно - цифровой дисплей .

Функциональная схема алфавитно - цифрового дисплея показана на рис.3.32 . Принцип отображения символов на экране ЭЛТ - точечно-матричный, т.е. каждый символ изображается в матричном поле с размерами матрицы 5 х 7, как показано на рис.3.23 . , только вместо отдельных индикаторов на экране ЭЛТ формируются светящиеся (или, наоборот, затемненные) точки. Размеры этих точек определяются длительностью видеоимпульсов, а сами точки формируются путем подачи коротких импульсов на модулирующий электрод (катод) ЭЛТ.

Для отделения символов друг от друга в строке матричные поля разделены затемненными участками такой высоты и шириной в три видеоимпульса, а для отделения одной информационной строки от другой между ними также организуется затемненная полоса шириной, равной высоте символа. Работает схема следующим образом. Для формирования изображения на экране ЭЛТ, как известно, нужно получить четыре сигнала:

высокое напряжение для образования электронного луча,

пилообразное напряжение для отклонения луча по горизонтали (строчные синхроимпульсы),

пилообразное напряжение для отклонения луча по вертикали (кадровые синхроимпульсы),

видеосигнал для модуляции катода ЭЛТ, несущий информацию об изображении.

Для формирования электронного луча используется типовой высоковольтный источник питания ВВИП, вырабатывающий напряжение до 25 киловольт в зависимости от типа используемой ЭЛТ. Для получения строчного пилообразного напряжения импульсы тактового генератора ГТИ подаются на счетчик - делитель на 400, с выхода которого снимаются строчные синхроимпульсы ССИ, которые в специальном усилителе УССИ преобразуются в пилообразное напряжение, подаваемое в строчную катушку отклоняющей системы ЭЛТ. Таким образом, организуется управление лучом по горизонтали. Одно движение луча по горизонтали в телевизионной технике называется строкой растра.

 

ГТИ : 400 УСИ СК КК

ЭЛТ

: 312 УКИ

С

:8 : 7 ТТ

P УВИ

С СчD0 A0 D0 A0 C

ИБ V АдрD1 A1ОЗУD1 A1 ЗНГ V RG

& R D2 A2 D2 A2 0

A1 D3 A3 D3 A3 1

A2 D4 A4 D4 A4 2

A3 D5 A5 D5 A5 D1 3

A4 D6 A6 D6 A6 D2 4

A5 D7 A7 D7 A7 D3 5 В

A6 CS D4 6

A7 D5 7

 

 

Рис. 3.32. Функциональная схема многострочного дисплея на основе ЭЛТ.

 

 

Для отклонения луча по вертикали строчные синхроимпульсы подаются на счетчик - делитель на 312, с выхода которого снимаются кадровые синхроимпульсы КСИ, которые после усиления на УКСИ в виде пилообразного напряжения подаются в кадровые катушки отклоняющей системы ЭЛТ. Каждый такой импульс формирует один кадр растра или один кадр изображения.

Как известно, для комфортного восприятия человеком изображения на экране частота смены кадров на экране должна быть не меньше 24 раз в секунду и чем частота эта выше, тем более качественное получается изображение. Чаще всего в дисплеях используется промышленная частота смены кадров, иногда называемая частотой развертки, и составляет 50 гц. Однако в современных дисплеях она значительно выше и уже приближается к 100 гц. Частота развертки определяет и частоту тактового генератора: f = 400 х 312 х 50 = 6,4 Мгц.

Для модуляции луча и получения требуемого изображения формируется видеоимпульс. Это осуществляется следующим образом. Информация, подлежащая выводу на экран, записывается внешним активным устройством в ОЗУ в виде массива кодов символов в стандартном формате (коде ISO). Последовательность записи соответствует последовательности расположения символов на экране. Например, в первую ячейку ОЗУ помещают код символа, который должен располагаться в правом верхнем углу экрана ЭЛТ и далее в такой же последовательности. Символы выводятся на экран в той же последовательности, текст на экране формируется построчно по 32 символа в строке. Этим числом объясняется формат счетчика делителя на 400.

400 = 256 + 128 + 16

где: 256 - число импульсов, участвующих в формировании строки символов: 256 = 32 х 8,

32 - число символов в строке, 8 - число видеоимпульсов для формирования одного символа: 5 импульсов для образования одной строки разложения символа, 3 импульса для образования промежутка между символами.

128 - число видеоимпульсов, время прохождения которых необходимо для возврата луча по горизонтали.

16 - число импульсов, время прохождения которых необходимо для компенсации нелинейных искажений в начале строки растра.

Во время обратного хода луча и во время компенсации нелинейных искажений вывод изображения на экран ЭЛТ блокируется.

На экран ЭЛТ можно вывести до 16 строк информации, отсюда коэффициент деления счетчика на 312.

312 = 224 + 48 + 8 + 32

где: 224 - число строк растра, необходимое для вывода информации на полный экран: 224 = 16 х 7 х2:

16 - число строк информации, 7 х 2- число строк растра для образования изображения символов и промежутков между строками информации.

48 - число строк растра, время прохождения которых необходимо для возврата луча по вертикали.

8 и 32 - числа строк растра, время прохождения которых необходимо для компенсации нелинейных искажений растра в верхней и нижней части экрана соответственно.

Поскольку начертания символов на экране ЭЛТ образуются комбинациями светящихся точек на экране, то видеосигнал синхронизируется со строками растра, а строки растра совпадают со строками разложения символов. То есть принцип изображения символов такой же, как и в рассмотренном выше принципе работы одиночных матричных индикаторов. Отличие же заключается в том, что из-за строгой привязки строк разложения к строкам растра на экран выводятся одновременно одноименные строки разложения всех символов, находящихся на данной информационной строке. Последовательность формирования видеосигнала рассмотрим на примере вывода первой информационной строки.

В начале вывода первой строки счетчик адресов ОЗУ находится в исходном положении, поэтому из ОЗУ выбирается двоичный код первого символа в строке. Счетчик строк разложения (делитель на 7) также в исходном положении – счетчики сбрасываются в начале каждого кадра при обратном ходе луча по вертикали. Выбранный из ОЗУ код поступает на старшие разряды знакогенератора ЗНГ. На три младших разряда знакогенератора подется код с выходов счетчика строк разложения. Совокупность этих двух кодов составляют адрес микросхемы знакогенератора. Порядок программирования знакогенератора изложен в разделе одиночных матричных индикаторов. Снимаемый с выходов знакогенератора пятиразрядный код строки разложения индицируемого символа поступает на старшие разряды восьмиразрядного сдвигового регистра RG. На три младших разряда регистра всегда подаются сигналы низкого уровня, чем обеспечивается выдача на экран ЭЛТ «темных» точек для отделения одного символа от соседнего. При подаче на тактовый вход С регистра импульсов с тактового генератора, записанный в регистр код начинает выдвигаться из сдвигового регистра и после усиления на УВИ поступает на модулирующий электрод ЭЛТ. На экране появляется изображение первой строки разложения первого символа в информационной строке по принципу 1 в коде строки разложения – светлая точка на экране, 0 в коде строки разложения – темная точка на экране (при инверсном режиме работы – наоборот). После прохода в сдвиговый регистр восьми тактовых импульсов с выхода делителя на 8 импульс переполнения поступит на счетчик адресов ОЗУ, увеличит его на единицу и из ОЗУ выберется двоичный код второго символа в информационной строке и по той же схеме на экран будет выведена первая строка разложения второго символа и т.д. до вывода первой строки разложения всех символов информационной строки, т.е. выдача одной строки разложения всех символов происходит на одном строчном импульсе растра экрана ЭЛТ. Во время обратного хода луча формируется импульс на вход счетчика строк разложения, увеличивая его на 1. Одновременно сбрасывается младшая часть счетчика адресов ОЗУ, отвечающая за адреса символов одной строки. Таким образом из ОЗУ снова выбирается двоичный код первого символа в информационной строке, а на младшие разряды адреса знакогенератора поступает новое значение счетчика строк разложения, соответствующее адресу второй строки разложения. По вышеописанной схеме на экран ЭЛТ будут выданы вторые строки разложения всех символов информационной строки.

После прохода семи строчных импульсов растра на экран будет выдана полностью первая информационная строка. Специальная схема блокирует на следующие семь строчных импульсов счетчик адресов, знакогенератор и усилитель видеоимпульсов, благодаря чему на экране образуется темная полоса шириной равной высоте символа и служащая для разделения информационных строк на экране ЭЛТ.

Следующий импульс переполнения со счетчика строк разложения разблокирует указанные выше схемы, увеличивает на 1 старшую часть счетчика адресов ОЗУ, т.е. под считывание становятся ячейки ОЗУ, содержащие коды символов второй строки. Далее цикл повторяется до вывода на экран всей информации, записанной в ОЗУ (при неполном заполнении ОЗУ значащей информацией его оставшаяся часть должна быть заполнена неиндицируемой информацией, например, кодами «пробел»). После вывода всей информации осуществляется процесс возврата луча по вертикали, во время которого выполняется ряд вспомогательных операций, таких как запись новой информации в ОЗУ, полный сброс счетчиков адресов и другие операции (сравните операцию телетекста в современных телевизионных приемниках).

 

Рассмотренная схема алфавитно-цифрового дисплея достаточно сложна и имеет определенные ограничения на вид представления информации (сложность вывода графической информации), поэтому такие дисплеи используются в УЧПУ с ограниченными ресурсами основного вычислителя, например в УЧПУ типа 2Р22 и аналогичных. Если же ресурсы основного вычислителя позволяют, то применяют позиционно-точечные дисплеи – мониторы. Для их работы необходимы те же четыре сигнала, но выводимое на экран изображение записывается в ОЗУ в разложенном виде, т.е. каждый бит памяти ОЗУ уже несет информацию о состоянии соответствующей ему точки на экране. Такой принцип значительно упрощает процесс формирования видеосигнала. В этом случае видеосигнал представляет собой последовательность бит ОЗУ, но резко возрастает объем необходимого для записи информации ОЗУ. Для сравнения: для вывода на экран алфавитно-цифрового дисплея 512 = 32х16 символов требуется всего 0,5 Кбайт оперативной памяти; для индикации такого же числа символов на точечно-позиционном дисплее потребуется 256х16х14 = 56 Кбит = 7Кбайт памяти ОЗУ. Кроме того в настоящее время широко используются мониторы с программным регулированием яркости, а также многоцветные мониторы, где каждая точка (пиксель) на экране задается в ОЗУ целым байтом и более, поэтому объем требуемой видеопамяти резко возрастает. Однако, несмотря на приведенные трудности, в современных УЧПУ широко используются цветные мониторы с большими размерами растра и соответственно большим объемом выводимой информации, включая и графическую.