22980

Клавіатура і індикація

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ОЗП індикації являє собою область операційної пам’яті в якій стільки комірок скільки знаків може бути розміщено на екрані. Побудова знаків Знаки на екрані дисплею будуються за мозаїчним принципом. Знакоформувач Знакоформувач являє собою ПЗП в якому закладена інформація про структуру утворюваних ним знаків. Таким чином ці три ІМС можуть створювати 96 різних знаків символів.

Украинкский

2013-08-04

5.36 MB

0 чел.

Лекція № 11

Клавіатура і індикація

 У електронно-обчислювальній машині уся інформація фігурує у двох повязаних між собою видах: у вигляді символів і у вигляді кодів. Для користувача вона існує у вигляді символів - тих цифр, літер або значків, які зображені на клавішах або виводяться на екран алфавітно-цифрового дисплея. Для машини ж ця інформація існує у вигляді 8-розрядних кодів які саме і циркулюють всередині машини. У міжнародному позначенні ці коди мають назву ASCI I - кодів (читається як аскі-коди). За радянськими ГОСТ-ами ці коди дістали назву КОИ-8 (“Код обмена информацией, восьмиразрядный”). Так наприклад, літері R  відповідає код 52Н, цифрі 4 код 34Н, а значку $ код 24Н. Фрагмент повної таблиці ASCI I - кодів наведено у табл.11.1.

                                                                                              

                                                                                                            Табл.11.1.

Код

Символ

Код

Символ

Код

Символ

Код

Символ

Код

Символ

21H

!

34H

4

47H

G

5AH

Z

6DH

m

22H

35H

5

48H

H

5BH

[

6EH

n

23H

#

36H

6

49H

I

5CH

\

6FH

o

24H

$

37H

7

4AH

J

5DH

]

70H

p

25H

%

38H

8

4BH

K

5ED

^

71H

q

26H

&

39H

9

4CH

L

5FH

_

72H

r

27H

3AH

:

4DH

M

60H

`

73H

s

28H

(

3BH

;

4EH

N

61H

a

74H

t

29H

)

3CH

<

4FH

O

62H

b

75H

u

2AH

*

3DH

=

50H

P

63H

c

76H

v

2BH

+

3EH

>

51H

Q

64H

d

77H

w

2CH

,

3FH

?

52H

R

65H

e

78H

x

2DH

-

40H

@

53H

S

66H

f

79H

y

2EH

.

41H

A

54H

T

67H

g

7AH

z

2FH

/

42H

B

55H

U

68H

h

7BH

{

30H

0

43H

C

56H

V

69H

i

7CH

|

31H

1

44H

D

57H

W

6AH

j

7DH

}

32H

2

45H

E

58H

X

6BH

k

7EH

~

33H

3

46H

F

59H

Y

6CH

l

7FH

забой

Принцип роботи клавіатури

Задача клавіатури полягає у тому щоб при натисканні деякої клавіші створити на виході клавіатури код, що відповідає символу на клавіші.

Схематичне зображення будови пристрою, яке дає змогу зрозуміти принцип роботи клавіатури, подано не рис.11.1. Сама клавіатура зображена на ньому як матриця ключів які замикають вертикальні і горизонтальні провідники (щоб  не затемнювати рисунок на ньому зображено лише один ключ, який знаходиться у замкненому стані; усі  інші ключі вважаються розімкненими). Кожній клавіші відповідає свій ключ.

Від генератора тактових імпульсів ГТІ надходять періодичні імпульси, які подаються на лічильник 1:16. Лічильник рахує імпульси і створює на своєму виході чотирьохрозрядне двійкове число, котре після кожного імпульсу збільшується на одиницю. Два старші розряди цього числа подаються на адресні входи дешифратора “1 із 4”, два молодших - на адресні входи мультиплексора. Мультиплексор має чотири інформаційні входи і один вихід. Нагадуємо, що у такому мультиплексорі за двохрозрядною адресою активізується один із чотирьох інформаційних входів і якщо на цьому вході зявиться одиниця, то вона буде передана на вихід мультиплексора. Адресні комбінації що відповідають кожному з інформаційних входів, записані поруч з ними курсивом.

Дешифратор періодично сканує вертикальні провідники ключової матриці (тобто почергово подає на них сигнали високого рівня). А молодші біти почергово активізують інформаційні входи мультиплексора. При натисканні одного з клавішів вертикальний провідник замикається з горизонтальним і сигнал високого рівня може потрапити з одного з виходів дешифратора на вхід мультиплкесора  і створити “1” на виході останнього.

 Нехай, наприклад, було натиснуто клавішу що відповідає перехрещенню вертикального провідника 10 і горизонтального 01. Високий рівень на виході мультиплексора зявиться тоді і тільки тоді, коли на вертикальному провіднику буде “1”, а молодшими бітами буде активізований вхід мультиплексора що відповідає адресному коду 01. Це відбудеться у момент коли на виході лічильника утворюється число 1001 = 09Н.

Сигнал високого рівня з виходу мультиплексора відкриває на запис регістр кодів РК і число 09Н зявиться на виході цього регістра. Нове число зявиться на виході РК після нового натискання на якусь іншу клавішу. При достатньо високій частоті тактових імпульсів весь цей процес відбувається дуже швидко - за лічені мікросекунди, тобто за значно  коротший час аніж користувач буде утримувати клавішу натиснутою.

У нашому прикладі ми задля простоти зобразили матрицю ключів  4х4, що відповідає 16 клавішам і 16 кодам. Але ніщо не заважає зробити таку матрицю 8х16, яка б відповідала 128 числам. Цього було б достатньо для генерування  ASCI I - кодів. Так наприклад, на клавіші яка має створювати код 10100010 = 52Н можна було б написати  літеру R , а на клавіші  з кодом 24Н значок $.1

При практичній реалізації  клавіатури виникає непередбачена проблема - так званий “дзвін” контактів. Справа в тому що при натисканні або відпусканні клавіші не відбувається миттєвого однозначного замикання або розривання контакту, а має місце безладна вібрація струму через контакт, яка триває декілька мілісекунд і має назву дзвона контакту (рис.11.2.). Це може привести до того що швидкодійна електронна апаратура сприйме це як багаторазове замикання або розмикання контакту, що приведе до збоїв в її роботі.

Усунути дзвін контактів можна апаратним або програмним методами. При апаратному методі кожна клавіша обладнується окремим RS - тригером, який спрацьовує від першого ж достатньо великого імпульсу вібрації і далі підтримується у незмінному стані аж поки не буде натиснуто іншу клавішу.  При програмному методі від першого імпульсу вібрації запускається затримка часу   у кілька десятків мілісекунд і сигнал з клавіатури виводиться лише після того як дзвін контакту напевне закінчиться.

Принцип роботи системи індикації

Система індикації будь-якої електронно-обчислювальної машини складається з трьох основних блоків зображених на рис. 11.3.

ОЗП індикації являє собою область операційної памяті в якій стільки комірок, скільки знаків може бути розміщено на екрані. Кожній комірці відповідає на екрані так зване “знакомісце”. Комірки ОЗП індикації безперервно по черзі опитуються. Прочитаний код записаних у них символів потрапляє у знакоформувач.

Знакоформувач являє собою ПЗП в якому передбачені всі різновиди знаків (цифри, латинські, російські і українські літери, знаки) які треба відтворювати на дисплеї. При виведенні з ПЗП цей символ відтворюється на екрані  на призначеному йому місці.

Вибір комірки ПЗП визначається кодом, який надходить до знакоформувача з виходу ОЗП індикації. Отже, при скануванні комірок ОЗП на екрані дисплею виводитимуться відповідні символи, сформовані знакоформувачем. Слід зауважити що одночасно на дисплей виводиться і висвітлюється лише один символ. Але оскільки сканування ОЗП відбувається дуже швидко, користувачеві здається що всі символи одночасно “стоять” на екрані.

Інформація до ОЗП індикації надходить від мікропроцесора і може змінюватися при потребі. Відповідно буде змінюватися текст на екрані.

Побудова знаків

Знаки на екрані дисплею будуються за мозаїчним принципом. Кожний знак займає одне знакомісце. По горизонталі знакомісце поділяється на шість частин, по вертикалі на вісім (рис.11.4.). Таким чином кожне знакомісце складається з 48 елементів. На екрані знакомісця відділені одне від одного по горизонталі  ще двома елементарними проміжками.

 При відтворенні знаку на дисплеї електронний промінь завширшки як один елемент іде по горизонталі і висвітлює горизонтальний рядок елементів (точок зображення). Порядок висвітлення елементів задається кодом, котрий створюється знакоформувачем. Зображення символу може бути позитивним  (чорним по білому) або негативним (білим по чорному).

Так наприклад, зображена на рис.11.4. літера А у першому (верхньому) рядку R0 матиме код 111111, де одиниці відповідають висвітленим елементам. Другий рядок R1 матиме код 110001, третій 101110, тощо. Проходячи по горизонталі один рядок за одним електронний промінь висвітлює даний знак. Всього для створення знаку треба вісім таких проходів.

Знакоформувач

Знакоформувач являє собою ПЗП в якому закладена інформація про структуру утворюваних ним знаків. Для цієї мети служать ІМС типів К155РЕ21, К155РЕ22 та К155РЕ23. Схема РЕ21 формує 32 знаки російського алфавіту, РЕ22 - латинського алфавіту, РЕ23 - арабські цифри і умовні знаки. Таким чином ці три ІМС можуть створювати 96 різних знаків - символів. До цих трьох “штатних” масочних ПЗП можна додати ще один ППЗП або РПЗП у якому користувач має змогу створити за власним розсудом бажані йому знаки не передбачені у вищезгаданих ПЗП (наприклад літери українського алфавіту). Отже загальна кількість утворюваних знаків може бути доведена до 128. Значення виводів ПЗП типів РЕ подано на рис.11.5.

Код символу, що має бути поданий на вхід знакоформувача, складається з 10 розрядів. З них два старших (А9 і А8) визначають вибір ІМС  (РЕ21 - 11; РЕ22 - 10; РЕ23 - 01). Розряди А7 - А3 визначають вибір одного з 32 знаків, котрі містяться в обраній ІМС. Цей семирозрядний код і є ні що інше як вже знайомий нам ASCII - код (або КОИ- 8). Розряди А2 - А0 визначають номер рядка елементів у знаку і інкрементуються після кожного чергового проходження електронного проміню через знак. На кожну комбінацію коду А7 - А0 видається однозначна відповідь на виходах D0 - D5, кожний розряд котрого відповідає одному елементу знака. Так наприклад, відтворенню літери А латинського алфавіту відповідає код А9,А8 = 10 і А7 - А3 = 00001, тобто 41Н. При позитивному зображенні літери А значення D0 - D5 для різних рядків подані у табл.11.2. Як видно, нулі дають тут обриси літери А.

Сигнали на виходах D0 - D5 зявляються у паралельному коді. Для керування променем  електронно-променевої трубки цей код слід перетворити  у послідовний. Це легко зробити за допомогою регістра зсуву або мультиплексора.

Знакомісця

Вище було показано як формується окремий знак. Тепер слід розглянути як його слід розмістити відповідним чином на екрані дисплею. Будемо вважати що на екрані можна розташувати 32 рядка знаків, по 64 знаків у рядку, тобто 2048 знаків на екрані2. Кожний з цих знаків має бути індивідуально визначений і може змінюватися у процесі роботи.

Для зберігання і модифікування цих знаків служить спеціальний ОЗП індикації, у який записується інформація, що підлягає виведенню на дисплей3. Цей ОЗП  зручно уявити у вигляді матриці що складається з 64 стовпців  і 32 рядків (рис.11.6). Тоді розташування елементів цього ОЗП буде подібним до розташування знакомісць на екрані. І в момент, коли електронний промінь буде проходити, наприклад, через знакомісце №133, в нього повинна бути закладена інформація що зберігається в комірці памяті №133 ОЗП індикації. Така відповідність досягається за допомогою синхроімпульсів рядка, котрі з одного боку запускають хід променя по рядку, а з другого - починають перебирати адреси комірок памяті відповідного рядка у матриці ОЗП.

 Звичайно, при одному горизонтальному проходженні променя по рядку знак не створюється цілком. Створюється лише один рядок елементів знаків, і тому для повної побудови знаків промінь повинний пройти через знакомісця вісім разів. І щораз на виході ОЗП повинна відтворюватися семирозрядна адреса того знаку, котрий має бути побудований (2 розряди вибору ІМС знакоформувача і 5 розрядів для вибору знаку). Що до вибору номера рядка елементів (А2 - А0), то тут підрахунок веде сам знакоформувач.

Формування сигналів. Синхроімпульси

 Сигнали що подаються на модулятор електронно-променевої трубки (ЕПТ) являють собою дворівневі імпульси котрі то відкривають, то закривають промінь ЕПТ. Ця система вельми подібна до тої що застосовується у чорно-білому телевізорі. Основна відміна полягає у тому що у телевізорі електронний промінь зазнає аналогового керування і може відтворювати напівтони різної яскравості. У нашому ж випадку керування є цифровим і промінь видає лише два кольори - або білий, або чорний. 

Оцінемо ту максимальну частоту якою має модулюватися електронний промінь. Кожний знак складається з 6 стовпців елементів. При його побудові промінь має пройти по горизонталі 10 разив (8 рядків у знаку і 2 рядка проміжків по вертикалі між рядками). На екрані розташовуються 64 х 32 = 2048 знаків. Отже на екрані буде усього 122880 елементів. Якщо частота зміни кадрів складатиме 50 кадрів за секунду, то максимальна частота модуляції повинна бути порядку 3 МГц. Ця частота відрізняється від тактової частоти мікропроцесора і тому дисплейний модуль має звичайно свій окремий генератор тактових імпульсів.

Отже сигнал коду знаків, що виробляється на виході знакоформувача, утворює то білі, то чорні елементи. Сигналам високого рівня відповідатимуть білі елементи, низького рівня - чорні (рис.11.7.).  По закінченні проходження рядка елементів передача сигналів припиняється, промінь повертається на лівий край екрану і на час свого зворотного ходу промінь треба загасити. Для цього по закінченню рядка на весь час повернення променя на модуляторі ЕПТ підтримується низький рівень сигналу  тривалістю 12 - 13 мкс. Під час зворотного ходу променя виробляються синхроімпульси рядків. Щоб їх напевне виділити їх роблять негативної полярності (“чорніше чорного”). На рисунку 11.8.  інтервал 1 відповідає побудові рядка елементів, 2 - зворотному ходу променя, а 3 -  синхроімпульсам рядка .

По закінченню кадру видається синхроімпульс кадрової розгортки, також “чорніше чорного”, але з більшою тривалістю, аніж синхроімпульси рядкової розгортки. За цією тривалістю він і виділяється для синхронізації руху променя по екрану.

Блок - схема формування знаків на дисплеї 

Загальна блок - схема формування знаків на дисплеї зображена на рис.11.9.  Код рядку елементів знаку D0 - D5 потрапляє у паралельному форматі зі знакоформувача до регістру зсуву. Генератор тактових імпульсів ГТІ виробляє тактові імпульси. Цими імпульсами елементи знаку “виштовхуються” один за одним на модулятор ЕПТ. Усього таких елементів у кожному знаку шість. Після видачі цих шести елементів лічильник СТ1 подає імпульс на вхід лічильника СТ2, який модифікує 6 молодших бітів у адресі знаку і за стробом зміни знаку ОЗП видає ASCII - код наступного знаку (нагадаємо, що знаків у ряду 64 = 26). В результаті на вхід ПЗП знакоформувача  подається семирозрядна адреса  (А9 - А3) для вибору наступного знаку у рядку. Сам же рядок знаків поки що зберігається незмінним.

Після того як будуть перебрані усі 64 знаки у рядку,  СТ2  переповнюється  і з його виходу на вхід лічильника СТ3 подається імпульс, котрий модифікує номер рядка елементів (А0 - А2) у ПЗП. Після того як будуть перебрані усі 8 рядків елементів відтворення рядку знаків вважається закінченим і подається імпульс на вхід лічильника СТ4. Той модифікує на одиницю старші біти адреси знаку і схема переходить до формування нового рядка знаків. Обєднання молодших бітів адреси (що визначають номер знаку у рядку знаків) і старших бітів (що визначають номер рядка знаків) - тобто створення повної адреси знаку - робиться у мультиплексорі, кий спрямовує цю повну 11 - розрядну адресу до ОЗП індикації.

 При переповненні лічильників СТ2 і СТ4 виробляються синхроімпульси рядків і кадрів.

Вміст ОЗП може модифікуватися у процесі роботи звичайним чином по шині адрес і шині даних.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79590. Аналіз стану і розвитку фондового ринку в Україні в умовах становлення ринкових відносин 1.86 MB
  Теоретико-методологічною основою дипломної роботи є використання сучасних досягнень вітчизняних і зарубіжних вчених в економічній науці стосовно проблем функціонування фондового ринку. Статистичну базу дослідження становлять дані Державної комісії з цінних папрів та фондового ринку, Держкомстату та економічних і політичних періодичних видань.
79591. Экономико-организационная структура Красногвардейского отделения банка «Украина» 541 KB
  Для выполнения работы были использованы квартальные и ежедневные балансы отчеты о прибылях и убытках ежедневные ведомости расшифровки остатков на балансовых счетах данные об инвентаризации кредитного портфеля банка отчеты об остатках просроченной задолженности по ссудам банка информация...
79592. Коррекция агрессивного поведения школьников в сфере досуга 472.5 KB
  Цель исследования: разработать методику, направленную на снижение агрессии у детей подросткового возраста в сфере досуга Задачи исследования: В рамках теоретического анализа исследовать специфику агрессивности подростков. На основе полученных данных разработать методику работы с агрессивными подростками.
79593. АТФ индуцированное изменение внутриклеточной концентрации кальция в нейронах неокортекса крыс 3 MB
  Молекула АТФ давно известна как повсеместно распространенный источник энергии для внутриклеточного метаболизма. Но ее свойства как нейротрансмитера были обнаружены сравнительно недавно. Сегодня уже не осталось никаких сомнений, что АТФ является нейротрансмитером в автономных нейромышечных соединениях...
79594. Анализ истории развития вексельного обращения в России 520.5 KB
  Характерным примером последних являются векселя. Безусловность векселя как долгового обязательства строгость и быстрота взыскания по нему послужили основой создания других видов платежей и расчетов банкнот чеков аккредитивов.
79595. РОЗРОБКА АНТИКРИЗОВОЇ ПРОГРАМИ ПІДПРИЄМСТВА 249 KB
  У магістерській роботі розкрита сутність і принципи політики антикризового управління підприємством. Дана класифікація кризових явищ. На прикладі діючого підприємства проведено аналіз господарської діяльності та на основі отриманих даних розроблені та обґрунтовані заходи, необхідні для ефективного виводу підприємства з кризового стану.
79598. ТІКЕЛЕЙ САЛЫҚТАРДЫ ЕСЕПТЕУ МЕХАНИЗМІ ЖӘНЕ ЖЕТІЛДІРУ ЖОЛДАРЫ 60.53 KB
  Тікелей салықтардың фискалдық және реттеушілік қызметін ескере отырып, табысқа салынатын салық ставкалары жоғары болуын ескеру. Салық салу базасының табысқа және мүллікке салынатын салық үлесін қайта қарау кәсіпорын бөлігінің жасырын бизнеске кетпеуін қамсыздандырады.