Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
"Київський політехнічний інститут"
Кафедра промислової електроніки
КУРСОВА РОБОТА
за курсом
"Пристрої та системи відображення та реєстрації інформації"
Київ 2008
1. Завдання
Спроектувати систему відображення інформації, за допомогою якої на екрані ЕПТ, можна відобразити інформацію, зазначену в табл.1, методом лінійного малоформатного растра:
У | Е | Р | Б | І | Ц | Ь | До | І | Й | |||
Є | У | Г | Е | Н | ||||||||
У | Про | Л | Про | Д | І | М | І | Р | Про | У | І | Ч |
0 | 1 | . | 0 | 3 | . | 1 | 9 | 8 | 4 |
При цьому параметри зображення наступні:
Ширина символу n1 = 5 точок;
Відстань між символами nп.г. = 2 точки;
Висота ряду n2 = 10 точок;
Відстань між рядами nп.в. = 4 точки.
2. Уои з використанням малоформатного рядкового растра
Для цих пристроїв характерно, що малоформатний телевізійний растр розміщений в межах знакоместа. Формування зображення отримують підсвічуванням електронного променя в моменти проходження через характерні для даного знаку точки.
Розрізняють малоформатні растри:
а) лінійчатий;
б) точковий;
Рис.1. Тимчасові діаграми напруг при малоформатної растрі
Рис.2. Зображення, що отримується при використанні малоформатного растра (а - лінійчатий, б - точковий)
Лічильники Лn1 і Лn2 разом з ЦАП1 і ЦАП2 формують точковий малоформатний растр. ЛЗН формує номер знакоместа і через ЦАП3 встановлює положення знакоместа в текстовому рядку, а через адресні входь БЗУ викликає код заданого на цьому знакомест символу. Аналогічно, ЛТР формує номер текстового рядка, адресує разом з ЛЗН код символу, який формує ЦАП4 у відповідну текстову рядок. З метою уніфікації застосований знакогенератор уои з телевізійною розгорткою. При цьому система має підвищену швидкодію в порівнянні з уои, які використовують повноформатний растр, так як з циклу звернення до БЗУ виключено час вибірки з БЗУ (вся матриця знака формується при фіксованому адресу в БЗУ).
Рис. 3. Функціональна схема уои при використанні малоформатного растра
Переваги лінійного малоформатного растра
Малоформатний растр доцільно використовувати при виведенні символьної інформації. При використанні цього методу виводу інформації екран система має такі переваги:
електронний промінь проходить кожної знакомісце по черзі, що спрощує систему зберігання інформації виводиться на екран. Це пов'язано з тим, що при передачі пристрою відображення сторінки тексту, яку необхідно вивести, ця система буде завантажувати область даних з власного ПЗУ відповідних графічному образу кожного символу по черзі, а при повноформатному растрі графічний вигляд сторінки потрібно сформувати відразу. Це зменшує розмір оперативної пам'яті необхідної системі відображення, заснованої на малоформатних растрі;
Дисплей автоматично розбивається на знакоместа, що зменшує кількість тактів генератора не обхідних для сканування одного кадру зображення (за рахунок пропуску електронним променем пікселів знаходяться на кордоні знакомест);
Можливість не сканувати знакомісце, якщо на нього не виводиться жодної інформації (пробіл), що також зменшує кількість тактів генератора не обхідних для сканування одного кадру;
Перевага лінійного малоформатного растра над точковим є в більш якісному зображенні, що є наслідком плавного переміщення електронного променя, на відміну від точкового, де електронної промінь переміщається з дискретним кроком.
3.Описание роботи за функціональною схемою
Функціональна схема пристрою відображення показана на мал.4.
Рис.4. Функціональна схема уои
Опишемо роботу системи за функціональною схемою. З тактового генератора імпульси рахунки надходять на чотири лічильника:
лічильник рядків екрану;
лічильник рядків знакоместа;
лічильник знакомест рядка;
лічильник точок знакоместа.
З виходів лічильників двійковий код надходить на цифрові входи ЦАП, аналогове напруга з виходу яких надходить на відхиляють, які відхиляють електронний в потрібну точку екрану. Розглянемо роботу системи.
З кожним імпульсом тактового генератора значення лічильника точок знакоместа збільшується на 1. При цьому електронний промінь зміщується на одну точку екрану вправо. При досягненні кінця рядка знакоместа, система порівняння лічильника точок знакоместа формує імпульс, який скидає лічильник точок знакоместа і збільшує значення лічильника рядків знакоместа. При цьому електронний промінь переходить на початок наступного рядка знакоместа. Коли спрацьовує система порівняння лічильника рядків знакоместа, то вона скидає лічильник рядків знакоместа і збільшує значення лічильника знакомест рядка. При цьому електронний промінь переходить на початок наступного знакоместа. Коли спрацьовує система порівняння лічильника знакомест рядка, то вона скидає лічильник знакомест рядки і збільшує значення лічильника рядків екрана. При цьому електронний промінь переходить на початок наступного рядка екрану. Коли спрацьовує система порівняння лічильника рядків екрана, то починається новий цикл розгорнення екрана. При цьому електронний промінь переходить на початок першого знакоместа в першій рядка екрану.
Число, при якому система спрацьовування кожного з лічильників сформує керуючий імпульс, залежить від кількості точок і рядків знакоместа і кількості знакомест і рядків на екрані.
На входи ЦАПХ і ЦАПY надходить сумарний код відхилення електронного променя, який складається із заданого відхилення в кожній точці знакоместа (локальні координати) і відхилення початку кожного знакоместа на екрані (глобальні координати). Локальні координати міститися в лічильниках рядків знакоместа і точок знакоместа, а глобальні - в лічильниках рядків екрану і знакомест екрану. Для підсумовування глобальних і локальних координат відхилення променя по осях служать суматори. Але після лічильників глобальних координат додатково стоять помножувачі, щоб врахувати вагові коефіцієнти глобальних і локальних координат. Вони множать значення лічильників глобальних координат на числа, які відповідають числу точок знакоместа в рядку плюс відстань між знакоместа по горизонталі (для лічильника знакомест екрану) і числа рядків знакоместа плюс відстань між знакоместа по вертикалі. З виходів суматорів цифровий код подається на ЦАПХ і ЦАПY. Вони формують такі напруги, які відповідає необхідному зміщення електронного променя на екрані.
При цьому значення з виходів лічильників додатково подаються на адресні входи ПЗУ1, ПЗУ2 і мультиплексора.
У ПЗУ2 зберігається графічні образи кожного неповторяющееся символу зображення, яке виводиться на екран.
ПЗУ1 необхідно для перекодування номери знакоместа і рядки в якій знаходитися виведений символ, в значення старшої частини адреси, де зберігатися його графічний образ. На адресні входи ПЗУ1 подаються дані з лічильників знакомест рядки і рядків екрану, а на її виході формуються старші розряди адреси ПЗУ2, які вказують на початок області даних, що зберігають графічний образ виведеного в даний момент символу. Це зроблено для економії розміру сумарного обсягу ПЗУ так як один і той же символ може виводитися на екран кілька разів. ПЗУ1 також виконує функцію пропуску знакоместа, на який виводитися символ пропуску, так як для виводу цього символу знакомісце взагалі не підсвічується. Це робиться наступним чином. Якщо на адресні входи ПЗУ1 надходить число, відповідне знакоместу на який виводиться символ пропуску, то на її висновку даних, який приєднуються через мікросхеми АБО і І до лічильників точок знакоместа і знакомест рядка екрану, формуються сигнали збільшують лічильник знакомест на 1 і скидають лічильник точок знакоместа . Робиться це в такий спосіб. Якщо треба пропустити знакомісце, то в ПЗУ1 в біт який відповідає лінії даних, під'єднаних до лічильників формується високий рівень сигналу. Це призводить до збільшення значення лічильника знакомест рядка на 1. Як видно з функціональної схеми вихід даних ПЗУ1 приєднаний до входу інкремента лічильника помножилися на сигнал тактового генератора. Це робиться для того, щоб при виведенні кількох поспіль йдуть прогалин, на вході лічильника знакомест створювався б передній фронт сигналу. Якщо б не було застосовано це рішення, то на лічильник знакомест безперервно подавався б сигнал високого рівня. Так як збільшення значення лічильника відбувається по передньому фронту, то в незалежності від кількості поспіль прогалин, його значення збільшилося б на 1. Тому необхідно формувати на вході лічильника знакомест спочатку низький рівень, а потім високий для формування переднього фронту сигналу. Тому що при цьому значення лічильника точок знакоместа збільшитися на 1, то слід цей лічильник скинути, що робиться шляхом подання цього ж виходу даних ПЗУ1 на вхід скидання цього лічильника.
Мультиплексор потрібен для перетворення даних з паралельної форми на послідовну. З виходу мультиплексора цей сигнал надходить на модулятор електронної трубки і, отже, управляє яскравістю зображення. Виходячи з цього, при кожному такті тактового генератора значення лічильника міняється і на вхід модулятора подається сигнал яскравості наступної точки зображення.
4.Расчетная частина
Зображення електронної візитки має N = 52 знакоместа, S = 4 рядки.
Запишемо неповторювані символи в таблицю 1 і привласнимо їм номери.
Таблиця 1
Символ | У | Е | Р | Б | І | Ц | Ь | До | Й | Є | Г | Н | Про | Л | Д | М | Ч | 0 | 1 | . | 3 | 9 | 8 | 4 |
Номер символу | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |
Nа = 24 - число зустрічаються символів.
Число бітів необхідне для адресації одного із символів n = [log223] = 5.
Складемо таблицю перекодування знакомест символів в число відповідає номеру символу згідно табл .. Це значення будуть прошиваться в ПЗУ1 для адресації графічного образу символів у ПЗУ2. Для цього на адресні входи ПЗУ1 подаються дані з лічильників знакомест рядки і лічильника рядків екрана. Визначимо розрядність ПЗУ1. Оскільки числа з лічильників знакомест і рядків екрану не підсумовуються, а подаються на окремі групи адресних розрядів, то розрядність ПЗУ1 буде визначатися за формулою
.
Це означає, що мінімальна ємність ПЗУ1 повинна бути 26 = 64 байта. Через те, що адреси з виходів лічильників знакомест і рядків не були підсумовані ємність ПЗУ1 буде надлишкова (64 байта замість 52 байт), але при цьому спрощується схема. Значення адреси ПЗУ1 залежно від номера знакоместа NЗН знаходиться за формулою . При цьому 5 розрядів шини даних ПЗУ1 будуть використовуватися для адресації графічного образу символів (ці 5 розрядів будуть старшою частиною адреси ПЗУ2). Також 6-ий розряд шини даних ПЗУ1 будуть використовуватися для пропуску знакомест містять пробіли. При чому якщо шостий розряд дорівнює 0, то це означає, що на цьому місці пробіл. Згідно з цими міркувань таблиця прошивки ПЗУ1 буде мати вигляд згідно з таблицею 2:
Таблиця 2
Номер знакоместа | Зображений на ньому символ | Адреса ПЗУ1 | Дані за цією адресою |
0 | Пробіл | 010 = 0000002 | 0ххххх2 (пропуск) |
1 | У | 110 = 0000012 | 3210 +010 = 1000002 |
2 | Е | 210 = 0000102 | 3210 +110 = 1000012 |
3 | Р | 310 = 0000112 | 3210 +210 = 1000102 |
4 | Б | 410 = 0001002 | 3210 +310 = 1000112 |
5 | І | 510 = 0001012 | 3210 +410 = 1001002 |
6 | Ц | 610 = 0001102 | 3210 +510 = 1001012 |
7 | Ь | 710 = 0001112 | 3210 +610 = 1001102 |
8 | До | 810 = 0010002 | 3210 +710 = 1001112 |
9 | І | 910 = 0010012 | 3210 +410 = 1001002 |
10 | Й | 1010 = 0010102 | 3210 +810 = 1010002 |
11 | Пробіл | 1110 = 0010112 | 0ххххх2 (пропуск) |
12 | Пробіл | 1210 = 0011002 | 0ххххх2 (пропуск) |
13 | Пробіл | 1610 = 0100002 | 0ххххх2 (пропуск) |
14 | Пробіл | 1710 = 0100012 | 0ххххх2 (пропуск) |
15 | Пробіл | 1810 = 0100102 | 0ххххх2 (пропуск) |
16 | Пробіл | 1910 = 0100112 | 0ххххх2 (пропуск) |
17 | Є | 2010 = 0101002 | 3210 +910 = 1010012 |
18 | У | 2110 = 0101012 | 3210 +010 = 1000002 |
19 | Г | 2210 = 0101102 | 3210 +1010 = 1010102 |
20 | Е | 2310 = 0101112 | 3210 +110 = 1000012 |