Generátor pro maticové zobrazovače
Hardwarový maticový generátor znaků poskytuje lepší zobrazení znaků na zobrazovači než je zobrazení segmentové. Jednotlivé
indikační prvky jsou seskupeny do matice, v nejjednodušším případě do matice 5x7 bodů viz obrázek 3. Oproti segmentovým
zobrazovačům obsahuje toto provedení již 35 světelných bodů, které je potřeba řídit v reálném čase. U segmentových zobrazovačů
je řízení svitu segmentů principiálně statické, statické řízení 35 světelných bodů je ale signálově (počet vodičů) náročné,
proto se používá zapojení v matici, kdy jsou body seskupeny do řádků a sloupců. Pro toto řešení postačí již jen 12 vodičů, což je
srovnatelné s více segmentovými zobrazovači.
Obrázek 3
Maticový zobrazovač, 5x7 bodů, propojení s generátorem
znaků a pomocným dekodérem.
U řízení maticového zobrazovače je jeden znak postupně skládán po řádcích, kdy je frekvence postupného
zobrazování řádkových bodů tak vysoká, že ji lidské okno již nepostřehne a blikání se pro oko "slije" do trvalého svitu.
Princip postupného skládání znaku "2" je zobrazen na obrázku 4.
Obrázek 4
Maticový zobrazovač, 5x7 bodů, skládání znaku.
U segmentových zobrazovačů je informace o tom, které segmenty mají svítit uložena v jednom řádku tabulky. U maticového
zobrazování je tato znaková informace rozložena do více řádků, podle toho, z kolika řádků je znak sestaven. Počet bitů
výstupních dat potom odpovídá počtu sloupců znaku. Principielně je možno řízení i "otočit" a znaky generovat po sloupcích.
Příklad kódu pro znak (číslici) "2" je uveden v tabulce 3 (jedná se pouze o výřez z tabulky, pro jeden konkrétní znak).
pořadí
v
tabulce |
znak |
kód ASCII
data d7-d0 |
adresa
řádku |
|
znakový
sloupec |
kód (hex) |
| dec. |
hex. |
bin. |
a2 |
a1 |
a0 |
|
c4 |
c3 |
c2 |
c1 |
c0 |
| ... |
... |
... |
... |
... |
... |
|
... |
... |
| 51 |
2 |
50 |
32 |
00110010 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0E |
| 0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
11 |
| 0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
01 |
| 0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
06 |
| 1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
08 |
| 1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
11 |
| 1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1F |
| ... |
... |
... |
... |
... |
... |
|
... |
... |
Tabulka 3
Příklad generování znaku pro maticový zobrazovač.
Podle obrázku 3, nastavíme na datových signálech d7-d0 generátoru informaci o tom, jaký znak z ASCII tabulky chceme zobrazit. Tato
informace je přivedena do tabulky 3 a představuje bázovou adresu, kde je uložen první bodový řádek znaku. Na vstupy a2-a0 je přivedena
binární informace z čítače, který určuje, který řádek r6-r0 znaku je právě výstupem q6-q0 dekodérem aktivován. Generátor tuto informaci
o aktivním řádku přičte k bázové adrese (kód znaku) a na výstupech c4-c0 nastaví odpovídající kombinaci pro rozsvícení jednotlivých bodů
na právě aktivním řádku. Následně se situace po zvýšení hodnoty čítače o +1 opakuje, až se vyčerpá počet zobrazovacích řádků znaku a
zobrazování začne od řádku prvního.
Řízení
Volba zobrazovaného znaku je statická a je řešena přivedením kódu znaku (např. ASCII) na datové vstupy d0 ... d7. Ostatní
řízení maticového zobrazovače probíhá dynamicky. Časovou základnu tvoří hodiny (oscilátor) s potřebnou frekvencí. Hodinové
impulsy jsou přiváděny do kruhového čítače, který čítá v rozsahu odpovídajícímu počtu řádků zobrazovače, zde 7 (0 ... 6).
Výstup z čítače na signálech a, b, c představuje binárně kódovanou informaci o hodnotě čítače, která je zároveň adresou
pro zobrazení (aktivaci) řádku (r0 ... r6). Dekodér, podle této hodnoty na vstupech a0, a1, a2 aktivuje právě jeden odpovídající
řádek na výstupech q0 ... q6 (na anody skupiny LED diod v řádku přivede napětí). Stejnou adresovou informaci o aktivním
řádku obdrží i generátor znaků, který podle obsahu interní tabulky znaku vybere odpovídající řádek s informací o tom, které sloupce
mají být pro daný řádek znaku aktivovány a vydá ji na sloupcové výstupy c0 ... c4 (přizemní katody LED diod ve sloupci.
Po postupném zobrazení všech řádků znaku se cyklus opakuje.
Programová obsluha
Při zpracování v programu je potřeba znak (číslo) vyjádřené v binárním tvaru převést na STRING (znakový řetězec), kdy
funkce zajistí to, že na osmici bitů je vyjádřen jeden znak v kódu ASCII tabulky. Tyto bity (vstupy d0-d7 dekodéru) jsou potom adresou
skupiny řádků na kterých se nachází kódy pro aktivaci odpovídajících bodů maticového zobrazovače (skupina pro matici 5x7 =
7 řádků).
Aplikace
Pro řízení maticových zobrazovačů, jak je uvedeno výše, je možno tento princip aplikovat přímo.
Generátor pro maticové zobrazování našel i uplatnění u prvních počítačů, kde se používal jako generátor znaků pro CRT monitory nebo znakově orientovaných maticových zobrazovačů využívajících bitmapového vykreslování znaku.
Pro toto užití musí být ale upraveno řízení. U zobrazovačů (např. LED) je horizontální i vertikální mezera mezi znaky dána
rozměrovou konstrukcí. U CRT monitorů by ale docházelo k splynutí znaků, protože by byly znaky generovány těsně vedle sebe.
Z tohoto důvodu je nutno řízení upravit tak, že se přidají "virtuální" řádky a sloupce a matice se virtuálně rozšíří na 7x9 bodů.
Tyto virtuální vložené řádky a sloupce se nezobrazují a vytvářejí mezeru mezi znaky a řádky. Další úpravou, tentokrát časováním
nebo násobením je možno na CRT monitorech jednoduše zobrazovat i znaky odpovídající násobku původního znaku.
Pro zobrazování znaků národních abeced není generátor s rastrem matice 5x7 bodů dostačující. V takovém případě je vhodné
zvolit matici s větším počtem bodů např. 9x15 nebo přejít přímo na grafické zobrazování, byť složitější.
| Poznámka |
| Ačkoliv generátor znaků pro maticové zobrazování vypadá složitě, není to nic jiného než
vhodně naprogramovaná pevná paměť PROM/EPROM. |
|
