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Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer Anzeigeeinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanrodnung zum Ansteuern einer
Anzeigeeinrichtung, bei der verschiedene Symbole durch Einzelansteuerung von matrixförmig
angeordneten Bildpunkten gebildet werden können, wobei Zeilen und Spalten eines
jeden Bildpunktes frei auswählbar sind und zum Bilden der Ansteueradressen Zähler
vorgesehen sind, und wobei ein Festwertspeicher mit Symbole kennzeichnenden Codes
adressiert wird. Zur Derstellung von Symbolen an Anzeigeeinrichtungen ist es bekannt,
Prozessoren oder ähnliche Anordnungen einzusetzen, um mit einfachen Eingabesignalen
eine meist aus mehreren Symbolen bestehende Anzeige zu bewirken. Dabei wird ein
angebotener Eingangscode so umgewandelt, daß daraufhin ein vorgegebenes Symbol in
der Anzeige erscheint. Eine derartige Anordnung als integrierte Schaltung ist angegeben
in 'Siemens-Components" 21 (1983) Heft 1, auf den Seiten 14 bis 18. Hier wird für
eine Sieben-Segment-Blüssigkristallanzeige beschrieben, wie die über eine Prozessorschnittstelle
eingegebenen Daten von einem Charaktergenerator so umgeformt werden, daß für die
gewünschte Anzeige die erforderlichen Segmente angesteuert werden. Da die Anzeigeeinrichtung
Zeilen in Sieben-Segment-Ausführung enthält, lassen sich nur die damit darstellbaren
Symbole in einheitlicher Größe anzeigen.
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Außer den Sieben-Segment-Anzeigeeinrichtungen sind auch
solche
bekannt, bei denen ein Symbol durch eine frei wählbare Einzelpunkt-Ansteuerung gebildet
werden. Dabei sind jedoch für die Darstellung eines Symbols fest vorgegebene Flächen,
z.B. 5 x 7 Punkte vorgesehen. Auch grafische Darstellungen sind bei der Einzelpunkt-Ansteuerung
möglich, wobei jedoch die Koordinaten eines jeden Punktes einzeln errechnet werden
müssen. Dazu sind umfangreiche Logik- oder Prozessoranordnungen nötig, und es vergeht
relativ viel Zeit, bis eine Anzeige vollständig erscheint.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung
anzugeben, bei der mit vertretbarem Speicher-und Logikaufwand eine große Zahl von
beliebig auswählbaren Symbolen verschiedener Größenordnungen zur Anzeige gebracht
werden kann. Diese Aufgabe wird mit Merkmalen gelöst, wie sie im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegeben sind.
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Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß eine Anzeigeeinrichtung
optimal an den jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden kann, indem Schriftzeichen
und Symbole aller Art und Größe darstellbar sind. Es können also wichtige Anzeigen
größer dargestellt werden als andere, wobei keine Rücksicht auf Zeilenanordnungen
und die Breite des Symbols genommen werden muß, weil jedes Zeichen durch einen Adreßcode
an eine beliebige Stelle der Anzeigeeinrichtung gesetzt werden kann.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dabei ist u.a. angegeben, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch dazu
geeignet ist, den Inhalt von beliebig groß festlegbaren Flächen invertiert anzuzeigen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung
der Anzeigeeinrichtung Fig. 2 das Prinzip einer punktweise ansteuerbaren Anzeigeeinrichtung
Fig.
3 die Darstellung eines Speicherbereiches innerhalb des programmierbaren Festwertspeichers
Fig. 4 den Inhalt eines Speicherbreiches zur Beschreibung des in Fig. 2 dargestellten
Symbols A.
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In der Fig. 1 ist ein programmierbarer Festwertspeicher PROM dargestellt,
dessen einzelne Speicherzeilen SZ durch eine Grobadresse und eine Fein adresse angesteuert
werden können.
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Dabei wird die Grobadresse, also die Adressierung eines Speicherbereiches
SB durch den Symbolcode SC gebildet. Mit dem Symbolcode SC wird also ein Speicherbereich
SB adressiert, worin die Gestalt des zur Anzeige bestimmten Symbols in allen Einzelheiten
beschreiben ist. Um die weitere Funktion der Schaltungsanordnung besser erläutern
zu können, wird zunächst anhand der Fig. 2 bis !; beschrieben, in welcher Weise
die Gestalt eines Symbols S im programmierbaren Festwertspeicher PROM abgelegt ist.
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In der Fig. 2 ist dargestellt, wie ein Symbol, im Beispiel das A,an
einer beliebigen Stelle in der Anzeigeeinrichtung erscheinen kann. Die einzelnen
Bildpunkte BP sind dabei in Anzeigezeilen AZ und Anzeigespalten AS angeordnet. Je
nach Ausgestaltung des Symbols können einzelne Punkte angesteuert werden, so daß
sie sichtbar sind, und andere bleiben unsichtbar. Im vorliegenden Fall werden für
die Darstellung des in Fig. 2 gezeigten Symbols zehn Anzeigezeilen AZ und neun Anzeigespalten
AS teilweise in Anspruch genommen. Für jede Anzeigespalte AS sind eine oder mehrere
Speicherzeilen SZ vorgesehen, die angeben, wieviele Bildpunkte BP innerhalb einer
Anzeigespalte AS anzusteuern sind.
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In jeder Speicherzeile SZ sind beispielsweise acht Bit vorgesehen,
die folgende Bedeutung haben: DO bis D3 = Angabe der Anzahl von aufeinander folgenden
gleichartigen Bildpunkten BP D4 = Angabe darüber, ob die nächste Speicherzeile SZ
noch zur gleichen oder schon zur nächsten Anzeigespalte AS gehört.
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1)5 = Bit für Invertierung
D6 = Angabe darüber, ob
die mit den Bits DO bis D3 bezeichnete Anzahl von Bildpunkten BP anzusteuern ist
oder nicht D7 = Kennzeichnung der letzten Speicherzeile SZ in einem Speicherbereich
SB.
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Für die in der Fig. 2 angegebene Gestalt des Symbols S ist die in
Fig. 4 angegebene Tabelle maßgebend, die im folgenden beschrieben wird. Jeder Anzeigespalte
AS besteht im vorliegenden Beispiel aus zehn Bildpunkten BP. Das gesamte Symbol
S beinhaltet neun Anzeigespalten AS. Die erste Anzeigespalte AS1 enthält nur nicht
angesteuerte Bildpunkte BP. Deshalb ist die zugehörige Speicherzeile SZ, womit die
Anzeigespalte AS1 beschrieben wird wie folgt ausgebildet.
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Die Bits DO bis D3 enthalten binär verschlüsselt die Ziffer zehn,
weil zehn aufeinanderfolgende gleichartige Bildpunkte BP in der ersten Anzeigespalte
AS1 enthalten sind. Das Bit D4 ist gesetzt, weil die nächste Speicherzeile SZ bereits
zur nächsten Anzeigespalte AS2 gehört.
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Die Bits DS, D6 und D7 sind nicht gesetzt, weil es sich nicht um eine
Invertierung handelt (D5): weil die mit den Bits DO bis D3 angegebenen Bildpunkte
BP nicht aktiviert sind (D6), und weil der Speicherbereich SB für das betreffende
Symbol S noch nicht beendet ist (D7).
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Bei der zweiten Anzeigespalte AS2 sind zunächst drei Bildpunkte BP
nicht aktiviert, weshalb in den Bits DO bis D die Ziffer 7 verschlüsselt ist. Das
Bit Da ist nicht gesetzt, weil die gleiche Anzeigespalte AS2 mit der nächsten Speicherzeile
SZ fortgesetzt wird. Auch die Bits D5 bis D7 sind nicht gesetzt, weil die vorher
beschriebenen Gegebenheiten auch bei dieser Speicherzeile SZ zutreffen.
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Als nächstes folgen in der zweiten Anzeigespalte AS2 sechs aktivierte
Bildpunkte BP, weshalb die Ziffer sechs in den Bits DO bis 1)3 eingetragen ist.
Da diese sechs Bildpunkte BP aktiviert sind, ist das Bit D6 gesetzt. Die Beschreibung
der zweiten Anzeigespalte AS2 ird mit der nächsten Speicherzeile SZ fortgesetzt
und abgeschlossen.
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Diese dritte Speicherzeile SZ der zweiten Anzeigespalte cS2 enthält
die Angabe, daß ein nicht aktivierter Bildpunkt
(1)6 nicht gesetzt)
vorhanden ist. Zum Kennzeichen ta91lr, daß als nächstes eine neue Anzeigespalte
(ASz) beschrieben wird, ist das Bit D4 gesetzt.
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Nach dem gleichen Prinzip wird die dritte Anzeigespalte AS3 beschrieben,
mit dem einzigen Unterschied, daß zuerst nur zwei nicht aktivierte Bildpunkte BP
angegeben sind, sodann sieben aktivierte Bildpunkte folgen und zuletzt wieder ein
nicht aktivierter Bildpunkt angegeben ist. Aus diesem Grund entspricht die letzte
Speicherzeile SZ der dritten Anzeigespalte AS3 dem Inhalt der letzten Speicherzeile
SZ der zweiten Anzeigespalte AS2.
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Wie aus Fig. 2 orsichtlich ist, sind die nächsten Anzeigespalten AS4
bis 6 gleichartig aufgebaut. Da hier ein mehrfacher Wechsel zwischen nicht aktivierten
und aktivierten Bildpunkten BP gegeben ist, werden zur Beschreibung einer derartigen
Anzeigespalte AS mehr Speicherzeilen SZ benötigt. Wie in Fig. 4 dargestellt ist,
sagt die erste Speicherzeile SZ für die vierte Anzeigespalte AS4 aus, daß zunächst
ein nicht aktivierter Bildpunkt BP vorhanden ist. Die nächsten drei Speicherzeilen
SZ geben an, daß zunächst zwei aktivierte Bildpunkte BP,sodann zwei nicht aktivierte
und danach wieder zwei aktivierte Bildpunkte BP folgen. Den Abschluß der vierten
Anzeigespalte AS4 bilden drei nicht aktivierte Bildpunkte. Zum Zeichen dafiir, daß
die nächste Speicherzeile SZ bereits zur nächsten Anzeigespalte ASS gehört ist das
Bit D4 gesetzt.
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Da im vorliegenden Fall ein symmetrisches Symbol S angezeigt werden
soll, sind jeweils zwei oder mehr zur Beschreibung einer Anzeigespalte AS vorhandene
Speicherzeilengruppen einander gleich. Deshalb ist auch die Speicherzeile SZ, womit
die neunte Anzeigespalte AS9 beschrieben wird, in ihrem Inhalt gleich der Speicherzeile
SZ für die Beschreibung der ersten Anzeigespalte AS1, mit dem einzigen Unterschied,
daß das Bit D7 gesetzt ist, womit das Ende des gesamten für das Symbol S zuständigen
Speicherbereiches SB markiert wird.
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Aus den im programmierbaren Speicher PROM befindlichen Daten werden
Bildpunktinformationen gewonnen, die zunächst in einen Zwischenspeicher ZS gelangen1
um von dort an den Dateneingang DE der Anzeigeeinrichtung AE weitergegeben zu werden.
Im Zwischenspeicher ZS ist für jeden Bildpunkt BP ein Bit gesetzt, wenn dieser aktiviert
werden soll. Der Zwischenspeicher ZS wird über einen Adreßmultiplexer AMUX adressiert,
wobei die Adressen für das Einschreiben ADS durch eine Adreßrecheneinheit ARE gebildet
werden.
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Die Adreßrecheneinheit ARE bildet für jeden einzelnen Bildpunkt BP
die Adresse zu dessen Einspeicherung in den Zwischenspeicher ZS. Dies geschieht
durch eine Verknüpfung der im programmierbaren Zwischenspeicher PROM vorhandenen
Informationen mit dem Adreßcode AC, der angibt, an welcher Stelle in der Anzeigeeinheit
AE sich ein anzuzeigendes Symbol S befinden soll. Mit dem Adreßcode AC wird also
der erste Punkt einer Fläche F gekennzeichnet, in der sich ein Symbol befindet.
Deshalb braucht der Adreßcode AC bei mehreren aneinandergereiht darzustellenden
Symbolen S nur beim ersten Symbol angegeben zu werden.
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Mit dem Symbolcode SC wird der Speicherbereich SB angesteuert, in
dem das anzuzeigende Symbol S beschrieben ist.
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Daraufhin wird die erste Speicherzeile SZ von diesem Speicherbereich
SB ausgelesen. Die in den Bits DO bis D3 enthaltene Information gelangt zur Adreßrecheneinheit
ARE und gibt an, wie viele auf den ersten Bilipunkt BP folgende Adreßschritte zu
vollziehen sind. Zu diesem Zweck ist in der Adreßrecheneinheit ARE ein Zähler vorgesehen,
der solange fortgeschaltet wird, bis der Zählerstand mit dem Binärwert übereinstimmt,
wie er durch die Bits DO bis D3 des programmierbaren Festwertspeichers PROM angegeben
ist. Unter einer jeden von einer Speicherzeile SZ beschriebenen Adreßgruppe wird
dabei in Abhängigkeit davon,ob das Bit D6 gesetzt ist, jeweils ein Bit in den Zwischenspeicher
ZS eingetragen.
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Nach dem Abarbeiten einer Speicherzeile SZ in der AdreB-
recheneinheit
ARE erhält ein Zeilenzähler ZZ ein Zähltakt, so daß im programmierbaren Festwertspeicher
PROM automatisch die nächste Speicherzeile SZ angesteuert wird, die zum gleichen
Symbol gehört. Wird beim Auslesen einer Speicherzeile SZ erkannt, daß eine Anzeigespalte
AS beendet ist, weil das Bit D4 gesetzt ist, so addiert die Adreßrecheneinheit ARE
einen vorbestimmten Betrag zur vorher bestehenden Einschreibadresse ADS, so daß
im Zwischenspeicher ZS die für die nächste Anzeigespalte AS einzutragenden Bits
an die richtige Stelle gelangen. Die zeilenweise Fortschaltung der Adressierung
fiir den programmierbaren Festwertspeicher PROM durch den Zeilenzähler ZZ wird so
lange fortgesetzt, bis bei der letzten zu einem Speicherbereich SB gehörenden Speicherzeile
SZ das gesetzte Bit D7 erkannt wird. Damit wird der Zeilenzähler ZZ in seine Ausgangslage
zurückgestellt und die Adreßrecheneinheit ARE für den Empfang eines neuen Adreßcodes
AC vorbereitet. Es wird außerdem zu diesem Zeitpunkt in nicht dargestellter Weise
ein Befehl abgegeben, womit der nächste Symbolcode SC abgerufen wird. Falls kein
neuer Adreßcode AC erscheint, wird das nächste adressierte Symbol S bzw. die es
beschreibenden Daten so in den Zwischenspeicher ZS eingetragen, daß die Anzeige
des neuen Symbols S in der Anzeigeeinrichtung AE unmittelbar anschließend an das
zuvor angesteuerte Symbol S erfolgt.
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Wenn auf diese Weise die Daten von allen anzuzeigenden Symbolen S,
also jeder einzelne Bildpunkt BP, in den Zwischenspeicher ZS eingeschrieben sind,
so können die Bildpunkt-Informationen zur Anzeigeeinheit AE übertragen werden. Die
Anzeige einheit AE wird dabei von einem Tertikal- und einem Horizontal-Zähler VHZ
synchronisiert mit einer Horizontal-Synchronisation HS und einer Vertikal-Synchronisation
VS. Gleichzeitig werden durch die Vertikal- und Horizontal-Zähler Ausleseadressen
ADL gebildet, die über den Adreßmultiplexer AMUX an den Zwischenspeicher ZS angelegt
werden. Damit gelangt immer dann ein gesetztes Bit an den Dateneingang DE der Anzeigeeinheit
AE wenn der gerade angesteuerte Bildpunkt BP zu aktivieren ist. Zu diesem Zweck
werden nicht darge-
stellte Bildpunktzähler in der Anzeigeeinheit
Af die Vertikal-Horizontal-Zähler VHZ von einem Bildpunkttaktgeber BPT angesteuer
zu s ist außerdem vorgesehen, daß der Inhalt verschieden großer Flächen F innerhalb
der Anzeigeeinrichtung AE invertiert dargestellt werden können. Dabei werden alle
aktivierten Bildpunkte BP abgeschaltet und alle nicht invertierten Bildpunkte BP
werden aktiviert. Dies geschieht dadurch, daß die in Frage kommenden Bildpunktinformationen
im Zwischenspeicher ZS beim Auslesen über einen Inverter I auf den Eingang zurfickgeführt
werden, wobei die Bits die jeweils gegenteilige Bedeutung einnehmen. Zur Steuerung
eines derartigen Vorganges wird ein besonderer Symbolcode SC angeboten, womit im
programmierbaren Festwertspeicher PROM wie zuvor beschrieben ein Speicherbereich
SB angesteuert wird.
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In diesem Speicherbereich SB sindX soviele Speicherzeilen SZ mit gleichartigem
Inhalt und jeweils gesetztem Bit D5 wie dies der Größe einer Fläche F entspricht.
Beim Auslesen des Inhaltes eines Speicherbereiches SBder eine zu invertierende Fläche
F beschreibt, erscheint bei jeder ausgelesenen Speicherzeile SZ das Bit D5, womit
die Invertierlogik IL anspricht. So lange wie das jeweils gesetzte Bit D5 die Invertier-Information
liefert, kann das invertierte Ausgangssignal des Zwischenspeichers ZS über die Invertierlogik
IL an den Eingang des Zwischenspeichers ZS gelangen, so daß in der mit dem angesteuerten
Speicherbereich SB bezeichneten Fläche F alle Bildpunkt-Bits umgedreht werden. Da
diese umgekehrten Bildpunkt-Informationen an den Dateneingang DE der Anzeigeeinrichtung
AE gelangen, erfolgt die gewünschte invertierte Anzeige.
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Mit dem Adreßcode AC kann erreicht werden, daß die zu invertierende
Fläche F an eine beliebige Stelle der Anzeigeeinheit AE gesetzt wird. Die zu invertierenden
Flächen F sind grundsätzlich rechteckig, wobei für jede Form und Größe im programmierbaren
Festwertspeicher PROM ein besonderer Speicherbereich SB vorgesehen sein muß.
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Die einzelnen Speicherzeilen SZ eines solchen Speicherbereiches SB
haben bis auf die letzte Speicherzeile SZ, wo das Bit D7 gesetzt ist, alle den gleichen
Inhalt.
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Dabei wird mit den Bits DO bis D3 die Breite der Fläche bezeichnet,
und mit der Anzahl der Speicherzeilen SZ die länge der Fläche F festgelegt. Sollte
die Breite der Fläche F größer sein, als dies mit der in den Bits DO bis D3 unterzubringenden
Anzahl von Bildpunkten möglich ist, so muß ein zweiter Speicherbereich SB zur Verbreiterung
der Fläche vorgesehen werden. Bei der Beschreibung von zu invertierenden Flächen
F ist es denkbar, Speicheraufwand einzusparen, weil beinahe alle Speicherzeilen
SZ eben gleichen Inhalt aufweisen, jedoch ist dann eine zusätzliche andere Speicherorganisation
notwendig,womit verbunden ist, daß auch die liogikanordnungen komplizierter werden.