Сравнение различных типов индикаторов и перспективы их развития

В предыдущих разделах были рассмотрены различные типы инди­каторов в порядке их значимости для современной МЭА. В действительности многообразие индикаторов более широко. Существуют, например, электромеханические индикаторы, в которых объект поворачивается к наблюдателю той или иной стороной под действием механических сил, как правило, создаваемых электромагнитом. Таковы, например, огромные индикаторные панно на стадионах и вокзалах. Они состоят из отдельных шариков, укрепленных в отверстиях панелей. Одна сторона каждого шарика окрашена под цвет фона, например, в черный цвет, другая - в контрастный цвет, например, ярко-желтый или белый. Внутри шариков находится постоянный магнит, а рядом с каждым из них - катушка с током. В зависимости от направления тока в катушке шарик поворачивается к ней той или иной стороной и либо сливается с фоном, либо контрастно на нем выделяется. Если шарики организованы в прямоугольную матрицу большой размерности, то на ней можно отобразить любые символы: буквы, цифры, условные знаки. Такие индикаторы потребляют значительную мощность в обмотках электромагнитов в процессе переключения, зато после смены изображения они могут быть совсем отключены от сети и хранить информацию бесконечно долго.

При сравнении индикаторов могут быть использованы различные критерии, например потребление энергии, яркость, наличие цветов, размеры знака, сложность схемы управления и, наконец, стоимость.

Самими экономичными индикаторами являются ЖКИ. Это определяет их область применения - переносные приборы с автономным питанием, где она могут работать непрерывно от 2 до 5 лет. Однако низкая контрастность, нечеткое изображение и узкий температурный диапазон заставляют искать достойную замену ЖИ. Среди пассивных индикаторов электрохромные и электрофорезные находятся пока в состоянии лабораторных исследований.

По надежности и миниатюрности первенство держат СИД. Несмотря на высокое энергопотребление их часто встраивают даже в переносные приборы.. При изготовлении опытных образцов малыш сериями целесообразно использовать индикаторы на СИД благодаря их доступности и простоте схемы управления.

Если требуется выводить большие объемы информации, например таблицы, текст, графики, лучше всего использовать ЭЛТ. Наибольшее применение они получили в современной микропроцессорной вычислительной технике и осциллографических приборах. Цветные ЭЛТ дают самую богатую палитру - до 300 цветов и цветовых оттенков. Но они очень неудобны в переносной и бортовой аппаратуре.

Для создания больших индикаторов для зрелищных мероприятий целесообразно применять электромеханические, электролюминесцентные, а также газоразрядные индикаторы.

Основные усилия сейчас направлены на поиски замены ЭЛТ. При всех достоинствах они обладают и существенными недостатками: низкой надежностью и ударопрочностью из-за стеклянной вакуумной колбы, большими габаритами, потребностью в высоковольтных источниках питания. Попытки создания дисплеев - универсальных средств отображения информации - ведутся сейчас по всем направлениям. Почти каждый из типов индикаторов был всесторонне испытан на возможность создания плос­кого многоцветного дисплея. Наибольшие успехи пока достигнуты в области ЖКИ.

Уже отмечалось, что созданы плоские цветные теле­визоры на ЖК размером с записную книжку, многофункциональные осциллографы размером с небольшой словарь, в также экраны кар­манных персональных компьютеров.

Другим серьезным конкурентом ЭЛТ являются, пожалуй, плазменные панели. Они сочетают высокую яркость и многообразие цветов изображения. Основной трудностью их создания является высокое рабочее напряжение (60 - 200 В), а в современной микроэлектронике сложно изготовить интегральные ключевые транзисторы с такими напряжениями. Плоские экраны на СИД при всей их первоначальной привлекательности пока не получили широкого распространения не только из-за отсутствия синих СИД, но также из-за высокой стоимости материала и сложности получения одинаковой яркости по всему экрану.

Индикаторные устойства миропроцессорных сиситем

Развитие микропроцессорной техники нашло свое отражение в индикаторных устройствах. Индикаторы микропроцессорных систем долина быть более совершенными, чтобы отражать обилие информации, создаваемой такими системами. Кроме того, сам процесс отображения может производиться при помощи микропроцессорной системы. Это позволяет упростить аппаратную часть системы, исключить специальные схемы дешифраторов, а дешифрацию символов и формирование изображений производить программными средствами.

Рассмотрим два случая микропроцессорного управления индикаторными устройствами: 1) линейкой цифровых сегментных индикаторов, 2) дисплеем на электронно-лучевой трубке.

На рис. 57 показана упрощенная схема управления индикато­ром в первом случае. Индикаторная линейка может быть выполнена на элементах различного типа, например СИД, вакуумно-люминесцентных. Максимальное число разрядов равно шестнадцати. Отобра­жаемая информация поступает по восьмиразрядной шине данных микропроцессорной системы. В различные моменты времени на этой шине выставляется либо информация о том, какие сегменты а, в, с, …f должны быть включены, либо в каких разрядах должны высветиться знаки, составленные из этих сегментов. Для запоминания информации, поступающей по шине данных, служат регистры-защелки РГ, причем в РГ1 запоминается информация о 8 сегментах, а в регистрах РГ2, РГЗ - о 16 разрядах. По адресной шине микропроцессора поступают сигналы о том, в какой из трех регистров в данный момент временя должна быть записана информация.

Риc.57. Микропроцессорная схема управления линейкой сегментных индикаторов. ШД - шина данных; ША - шина адресов; ЗАП - сигнал записи; СВР - схема выбора регистра; РГ1- регистр сегментов; РГ2, РГЗ - регистры разрядов.

Вывод информации на индикацию производится по прерываниям микропроцессора, причем затраты времени на обработку изображения составляют лишь небольшую часть полного времени работы микропроцессора. В рассмотренной схеме можно программным способом реализовать любой из режимов адресации - с разверткой по разрядам либо по сегментам индикатора.

Более сложную структуру имеет микропроцессорный контроллер индикатора на электронно-лучевой трубке. Для этого разработаны специальные микросхемы контроллеров ЭЛТ, например, КР580ВГ75. Структурная схема такого контроллера с дополнительными схемами показана на рис. 58,

Рис.58.Схема коллектора индикатора на ЭЛТ. ШД - шина данных микропроцессора; БД- буфер данных; СФКС - схема формирования кода символа; АКС - адрес кода строки; НЛ - номер линии в строке; ПЗУЗГ - постоянное запоминающее устройство знако­генератора; РС - регистр параллельно-последовательного преоб­разования, ВС - видеосигнал: СС - сигнал синхронизации; СхС - схема синхронизации; КСИ - кадровые синхроимпульсы; С СИ - строчные синхроимпульсы.

Отображаемая информация в кодированном виде поступает по шине данных микропроцессора в буфер данных, который обеспечивает хранение информации в объеме двух текстовых строк по 80 знаков в строке. Посредством сигнала синхронизации эта информация последовательно считывается в блок схемы формирования кода символов. Дешифрация символов происходит в ПЗУ знакогенератора, информация которого в регистре РГ преобразуется в последователь­ную форму и образует видеосигнал. В схеме синхронизации вырабатываются кадровые и строчные синхроимпульсы. Видеосигнал подается на модулятор ЭЛТ, а кадровые и строчные синхроимпульсы на соответствующие генераторы разверток. Микросхема КР580ВГ75 обладает свойством программируемости. Это позволяет программным путем изменять число знаков в строке от I до 80, число линий в знаковой строке - от 1 до 16, а число текстовых строк в кадре - от I до 64.