DE3226287C2 - Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem. Lehrsysteme stellen eine gute Einstiegsmöglichkeit dar, um sich möglichst schnell mit dem Thema Mikrocomputer vertraut zu machen. Um das Verständnis zu erleichtern, ist es für den Lernenden, insbesondere dem Anfänger, wichtig, die Zusammenhänge in der Darstellungsweise in den verschiedenen Zahlensystemen besser zu erkennen. Als Zahlensystem wird das in der gesamten digitalen Informationsverarbeitung benutzte Dualsystem und das Hexadezimalsystem als abgekürzte Schreibweise für das Dualsystem betrachtet. Das zur Anzeige vorgesehene n-Bit-Datenwort wird in den beiden Zahlensystemen durch räumlich unmittelbar benachbarte ein- oder mehrstellige optische Anzeigeelementblöcke dargestellt.

Description

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Die Erfindung geht von einer Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.

Das rasche Vordringen der Mikrocomputer auf fast allen Gebieten der Technik macht es erforderlich, daß sich immer mehr Menschen mit diesem umfangreichen Thema geschäftigen müssen. Eine gute Einstiegsmöglichkeit bieten für diesen Fall sogenannte Lehrsysteme, die außer einem theoretischen Lehrgang auch die Hardware -einen Mikrocomputer- in den Lehrstoff mit einbeziehen. Hierdurch hat man die Möglichkeit, den theoretisch im Lehrbuch erarbeiteten Stoff gleich in der Praxis nachvollziehen zu können. Weiter kann man die Hardware des Lehrgangs sehr gut als Grundgerät für ein eventuell selbst entwickeltes größeres Mikrocomputer- eo system verwenden. Wichtig ist es nun für den Lernenden, daß er die eingegebenen Daten, die Veränderungen dieser bei den Einzelschritten und letztlich die Ausgabe deutlich und leicht verständlich angezeigt bekommt. Ferner ist es auch für den Lernenden von Vorteil, die Status- und Betriebszustände der Register, Speicher, Schnittstellen oder eventuell sogar eine fehlerhafte Bedienung angezeigt zu erhalten. Die Anzeige erfolgt üblicherweise mit sogenannten 7-Segment-Anzeigen. Diese Anzeigeelemente werden bevorzugt zur Darstellung von Ziffern und Buchstaben im Hexadezimalsystem verwendet

Wie im Bereich der gesamten digitalen Informationsverarbeitung erfolgt auch bei Mikrocomputern die interne Datendarstellung durch das auf der Basiszahl zwei beruhende Zweier-Zahlensystem (Dualsystem). Das Dualsystem ist wie das allgemein bekannte Dezimalsystem ein Stellenwertsystem. In der digitalen Datenverarbeitung finden daneben noch die auf den Basiszahlen 8 und 16 beruhenden Oktal- bzw. Hexadezimalsysteme als abgekürzte Schreibweisen für das Dualsystem Anwendung. Es handelt sich hier ausdrücklich um Schreibweisen. Die interne Datendarstellung im Mikrocomputer erfolgt durch binäre Schaltzustände und entspricht damit der dualen Zahlendarstellung. Man kann selbstverständlich die Daten von dem einen System in das andere System umrechnen. Will man eine Dualzahl in eine gleichwertige Hexadezimalzahl umwandeln, so unterteilt man die Dualzahl, bei der niedrigstwertigen Ziffer beginnend, in Gruppen zu 4 bit und bildet daraus hexadezimale Ziffern. Diese ergeben in der bestehenden Wertigkeitsfolge aneinandergereiht die Hexadezimalzahl (z. B. die gleichwertige Hexadezimalzahl zur Dualzahl OOLL LOLO lautet 3 A).

Aus der US-PS 39 75 836 ist bereits ein elektronisches Lernspiel bekannt, des aus einem Gehäuse besteht, in das Karten mit logischen Schaltungen eingelegt werden können. Die Eingabe der Daten erfolgt mit Hilfe von Schiebeschaltern mit zwei Schaltstellungen. Man kann so sofort erkennen, ob eine L oder O eingegeben wurde. Der Ausgang der Schaltung ist mit einer Leuchtdiode verbunden, die aufleuchten muß, wenn die Eingangsdaten richtig eingegeben wurden. In der Ausgangsstellung des Spiels stehen alle Schiebeschalter am linken Anschlag in Position logisch 0. Es massen nun alle Schiebeschalter, mit denen eine logische L erzeugt werden muß, betätigt werden. Jede Schiebeschalter-Betätigung wird in einem Zähler gezählt und in einer 7-Segment-Anzeige angezeigt Derjenige Spieler hat gewonnen, der die wenigsten Fehler macht und der in kürzester Zeit die Ausgangs-Leuchtdiode zum Leuchten bringt

Aus der DE-PS 26 53 426 ist eine Mikrorechner-Lehreinrichtung bekannt, die einen Mikroprozessor, einen Speicher, einen Taktgenerator, ein Bedienfeld und eine Anzeigeeinrichtung aufweist Zur Eingabe der Daten sind bistabile Schiebeschalter vorgesehen. Als Anzeigeeinrichtung wurden Leuchtdioden ausgewählt

Eine 7-Segment-Anzeige für ein Mikrocomputer-Lern- und Experimentiergerät ist aus der DE-Zeitschrift »CHIP«, Heft 8, August 1979, Seite 46 bis 49 bekannt Es wird das laufende Kommando, die Adresse sowie die Daten im Hexadezimalsystem angezeigt Der Lernende, insbesondere der Anfänger, muß parallel zur Hexadezimalanzeige zum besseren Verständnis die entsprechende Dualzahl ermitteln, da z. B. Statusanzeigen, wo jedes bit eine andere Bedeutung haben kann, dann leichter interpretierbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Lernende, insbesondere der Anfänger, die Zusammenhänge in der Darstellungsweise in den verschiedenen Zahlensystemen besser erkennt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Uiiteransprüchen.

Durch die Parallelanzeige der gleichen Daten im Dual- und im Hexadezimalsystem gewinnt der Lernende Routine und es wächst sein Verständnis für die verschiedenen Zahlensysteme. Hierzu ist es von Vorteil, daß die beiden Anzeigeelementblöcke räumlich unmittelbar benachbart sind.

Die Erfindung wird nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einer gedruckten Schaltung, auf der die Anzeigeelementblöcke vorgesehen sind,

F i g. 2 ein Schaltbild mil den Anzeigeelementblöcken und deren Ansteuerung.

Von dem genannten Mikrocomputer-Lehrsystem ist in den Figuren nur ein kleiner, für die Erfindung wesentlicher Ausschnitt dargestellt, der sich auf die Anzeigeeinrichtung bezieht. So ist in F i g. 1 mit 1 ein Teilstück einer gedruckten Schaltung bezeichnet Diese gedruck- ta. Q*-»ltol t * in fr Irinn otn. nrlor Hstnnef rot tirr lroe^hiori rom

Wie üblich, befinden sich auf der gedruckten Schaltung, die aus Hartpapier oder einem glasfaserverstärkten Material besteht, neben den Leiterbahnen und Durchkontaktierungen eletrische und elektronische Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren, integrierte Schaltungen usw_

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Paralleldarstellung der Zahlen im Duplsystem und im Hexadezimalsystem. Diese Auswahl wurde deshalb getroffen, da beide Systeme sehr gebräuchlich sind. Selbstverständlich jedoch könnten auch andere Systemkombinationen dargestellt werden. Außerdem wäre es denkbar, im Bedarfsfall mehr als zwei Systeme parallel anzuzeigen. Bei der Darstellung im Hexadezimalsystem werden immer jeweils 4 bit zu einer Ziffer oder einem Buchstaben zusammengefaßt. Da die zu verarbeitenden Datenwörter meist langer sind, müssen auch mehr Ziffern oder Buchstaben verwendet werden. In Fig.2 ist ein AusschnL: dargestellt und die Darstellung wurde der Übersichtlichkeit wegen auf zwei Ziffern des Hexadezimalsystems beschränkt. Die entsprechenden, ankommenden bit-Leitungen sind mit PCO bis PCI bezeichnet. Davor sind vier bit-Leitungen PCO bis PCi zu einem rechten numerischen Anzeigeelement 2 und die vier bit-Leit-jngen PCi bis PCI zu dem linken numerischen Anzeigeelement 3 geführt.

Jedes numerische Anzeigeelement 2, 3 ist ein integrierter Schaltkreis mit einem auf der Oberseite durchsichtigen Gehäuse, in deni lieh Decoder und Stromtreiber befinden. Die Anschlüsse 1 und 14 sind zusammen an Spannungsversorgung + Ub gelegt. Die Anschlüsse 5 und 7 sind miteinander verbunden und an Masse geführt. An den Anschlüssen 2,3,12 und 13 liegen die vier bit-Leitungen PCO bis PCZ. An einen weiteren Anschluß 8 muß ein Dunkeltastimpuls gelegt werden, der das jeweilige numerische Anzeigeelement dunkel bzw. in Anzeigebereitschaft steuert. Die entsprechende Leitung ist in F i g. 2 mit PAObezeichnet.

Die bit-Leitungen PCO bis PCI sind zu den Anschlüssen der numerischen Anzeigeelementen und parallel zu den Eingängen von insgesamt acht NAND-Gattern 8,9 geführt. Jeweils 1 bit liegt am Eingang des NAND-Gatters. Vier bit zusammen bilden einen Anzeigeelementblock, dabei bilden die numerischen Anzeigeelemente 2, 3 den ersten Anzeigeelementblock und Leuchtdioden 4, 5 den zweiten Anzeigeele rentblock. Der Dunkeltastimpuls PAOist über ein Inverter-Gatter 10 als PÄÖzu den anderen Eingängen der NAND-Gatter geführt Der Ausgang jedes NAND-Gatters ist mit der Kathode einer LED 5 verbunden. Jede Anode der LED liegt über einen Widerstand 6 an Versorgungsspannung Ub- In analoger Weise erfolgt auch die Darstellung der zweiten Ziffer. Die entsprechenden Schaltelemente sind in F i g. 2 in der linken Hälfte der Figur abgebildet. Der Dunkeltastimpuls für diese Ziffer ist mit PA 1 bezeichnet.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, liegen die beiden Anzeigeelementblöcke räumlich unmittelbar benachbart nebeneinander. Dadurch werden dem Lernenden mit nahezu einem Blick die Zusammenhänge zwischen den beiden Zahlensystemen verdeutlicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem, das aus einem CPU mit einem Mikroprozessor als zentraler Rechen- und Steuereinheit, mindestens einem Speicher, einer Eingabetastatur, einer Interface-Schaltung, einem Netzteil, einer BUS-Platine und auf die BUS-PIatine steckbaren Peripheriekarten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Anzeige vorgesehene n-Bit-Datenwort in mehreren, mindestens jedoch zwei, verschiedenen Zahlensystemen durch räumlich unmittelbar benachbarte, ein-oder mehrstellige optische Anzeigeelementblöcke (2,3, 4,5) parallel dargestellt ist, wobei jedem Zahlensystem ein eigener Anzeigeelementblock zugeordnet ist.

2. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeigeelementblock (2, 3) das n-Bit-Datep5"ort zweistellig im Hexadezimal-Zahlensystem und der zweite Anzeigeelementblock (4,

5) achtstellig im Dual-Zahlensystem anzeigt

3. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach einem der Ansprüche ! bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeigeeiementblock aus zwei numerischen Anzeigeelementen (2, 3) und der zweite Anzeigeerementblock aus insgesamt acht diskreten LED (4,5) bestehen.

4. Anzeigeeinrichtung für ein Mikrocomputer-Lehrsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier LED (4 bzw. 5) des zweiten Anzeigeelementblocks zusammengeschaltet sind derart, daß vier NAND· Gatter-,8 bzw. 9) vorhanden sind, deren eine Eingängen mit vier Bit des Datenwortes und deren andere Eingängen miteinander verbunden über einen gemeinsamen Inverter (IO bzw. 11) von einem Dunkeltastimpuls beaufschlagt sind und an deren Ausgängen jeweils eine LED (4 bzw. 5) mit der Kathode liegt, während die vier Anoden über je einen Widerstand (6 bzw. 7) zusammengeschaltet an Versorgungsspannung ( + Ub) liegen.