Пристрій виведення на екран

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Російський Державний Технологічний Університет імені К. Е. Ціолковського

Кафедра: Мікропроцесорні системи, Електроніка та Електротехніка

Курсова робота

з дисципліни: "Автоматичні СУ якості ЕС"

на тему: "Побудова діаграми розсіювання"

виконав:

Група:

Москва 2001

1

Заявка на розробку

Розрахувати тимчасові діаграми і кількість елементів на екрані телевізійного графічного дисплея. Привести структурну схему контролера, тимчасові діаграми і протокол обміну, малюнок фрагмента екрана, загальний вигляд пристрою виведення, розрахунки та їх результати.

2

Технічне завдання

Тип дисплея: Телевізійний графічний.

Вид інформації: Алфавітно-цифрова.

Обсяг інформації кадру: 1 сторінка тексту.

Висота символу: Висота символу 5 мм.

Щільність ліній: 1 лінія \ 2 мм.

Час зміни кадру: 1 хвилина.

Тривалість кадру: 5 хвилин.

Вид апаратури: Наземна

3

Вступ

1.1 Класифікація дисплеїв.

Засоби відображення текстової та графічної інформації, яку називають також дисплеями, набули найбільшого поширення як оперативні пристрої виведення даних індивідуального користування.

Залежно від напрямків передачі потоків інформації в системі ЕОМ-Устроиство відображення інформації-Оператор пристрої візуального відображення інформації можна розділити на діалогові та пасивні.

До пасивних відносяться пристрої призначені для прийому, перетворення, візуалізації сформованого в ЕОМ кадру інформації та подання її оператору для прийняття рішення. При цьому оператор не може змінювати або виправляти ці дані на екрані індикатора і відсилати її назад в ЕОМ. Такі пристрої називають пристроями виведення інформації типу табло.

До діалоговим відносяться пристрої відображення інформації, що дозволяють оператору вести діалог з обчислювальною машиною на рівні зорових образів, тобто здійснювати редагування інформації на екрані і відсилати відредаговану інформацію на подальшу обробку.

За характером інформації, що відображається дисплеї діляться на алфавітно-цифрові і графічні.

Алфавітно-цифрові призначені для відображення інформації записаної в текстовому форматі, в заданому алфавіті.

Графічні пристрої крім тексту дозволяють формувати на екрані довільні криві, діаграми, схеми, малюнки, тексти і т.д.

4

За принципами формування символів дисплеї пристрою виведення інформації діляться на знакопечатающіе і знакосінтезірующіе.

У знакодрукуючих дисплеях використовується готовий набір знаків, за допомогою яких на екрані формується кадр інформації (знакопечатающіе ЕПТ типу характрона і тайпотрона). Знакопечатающіе дисплеї реалізуються в основному на безе ЕЛТ і відтворюють знак за допомогою переміщення електронного променя по екрану променевої трубки.

У знакосінтезірующіх дисплеях використовується метод побудови знака з елементів розташування знака, тобто синтез знака з окремих дискретних елементів. В основу знакосінтезірующіх дисплеях береться точково-лінійчата (сегментна) структура. Пристрої візуального відображення даного типу будуються як на ЕЛТ, так і на дискретних індикаторних елементах.

Чи по кишені індикації дисплеї підрозділяються на пристрої використовують ЕПТ прямого бачення, газорозрядні прилади, рідкокристалічні індикатори, вакуумна-люмінісцентні прилади та ін.

За способом формування зображення на екрані індикатора дисплеї діляться на растрові і функціональні.

У растрових дисплеях здійснюється сканування поля екрану індикатора, зображення на якому формується шляхом послідовного завдання яскравості точок растра відповідно до експонованих зображенням.

У функціональних пристроях відображення (будуються в основному на ЕПТ) для побудови зображення, використовуються напруги певної форми, які одночасно впливають на вертикальну і горизонтальну систему відхилення променя і переміщають електронний промінь по контуру відображуваного символу.

5

1.2 Основні технічні характеристики дисплеїв.

До складу сучасної апаратури відображення інформації, що працює спільно з ЕОМ, входять дисплеї як універсального, так і спеціалізованого типу. До кожного типу дисплеїв пред'являються свої специфічні вимоги. Однак даний клас периферійних пристроїв має загальні технічні характеристики, до яких можна віднести:

Швидкодія, точність, інформаційну ємність, роздільну здатність, контраст, кольоровість зображення, надійність.

Швидкодія дисплея характеризує швидкість прийому, відображення і зміни інформації на екрані індикатора. Воно визначається такими параметрами, як час відтворення знака, довільної лінії, час відтворення кадру, час поновлення даних. Під часом відтворення знака розуміється інтервал часу, вимірювані від моменту надходження коду знака, до моменту його формування в заданому місці екрану індикатора. Його час визначається функціональним призначенням дисплея, типом застосовуваного індикатора і внутрішньою організацією пристрою. Час відтворення кадру визначає швидкість заповнення індикатора знаками або графічними елементами. У дисплеях, що використовують індикаторні елементи, які вимагають її періодичної регенерації на екрані, час відтворення не перевищує 30 мс, що дозволяє уникнути ефекту мерехтіння зображення. Часом поновлення даних називається час від моменту надходження даних на вхід дисплея, до моменту їх відображення на екрані монітора. Це час складається з часу отримання даних з ЕОМ, часу їх обробки в пристрої, часу формування кадру інформації на екрані.

Точність відображення є однією з важливих характеристик дисплея (особливо графічного типу), оскільки пристрій повинен забезпечити оператору можливість впевненого використання отриманих результатів без

6

додаткової їх обробки. Відтворена інформація повинна точно відповідати вхідним значенням.

Роздільна здатність характеризується технічної здатністю пристрою до відтворення дрібних, близько розташованих один до одного деталей зображення. Для кількісної оцінки роздільної здатності використовується число ліній, розташованих на відстані 1 мм або 1 см. Знаючи висоту знака, можна обчислити його ширину, товщину контуру, а також відстань між знаками: ширина знака повинна становити 3 \ 5 висоти, товщина 1 \ 8 висоти, а відстань між знаками 1 \ 2 ширини знака.

Інформаційною ємністю дисплея називається максимальна кількість інформації, яке може бути відображено на екрані. У загальному випадку, коли інформаційні поля, закріплені за окремими ділянками екрану, використовують різні алфавіти. Інформаційну ємність дисплея можна виразити співвідношенням:

N-інформаційна ємність, [Біт];

k

N = å n1 log 1 m i

I = 1

Де: n 1-загальна кількість одночасно відображуваних символів i-го алфавіту в межах інформаційного поля.

k - кількість різних алфавітів, що використовуються в даному інформаційному полі.

m 1 довжина i-го алфавіту.

Надійність дисплея визначається ймовірністю збереження основних параметрів в заданих межах протягом необхідного інтервалу часу.

7

Пристрій відображення інформації являє собою складну систему, одним з ланок якої є людина. Тому надійність оператора багато в чому визначає і надійність всієї системи. Під надійністю оператора розуміється його здатність виконувати покладені на нього функціонально при заданих умовах роботи.

При оцінці надійності системи "оператор-дисплей"

використовують показник ефективності функціонування Е с, що характеризує ступінь пристосованості системи до правильного прийому інформації. Розрахунок показника Е с, здійснюється відповідно до виразу:

Е с (0, t) = å VP j [P j t e + Å (CN) е (1 - L) ] *

* [P j (l) t (1 - е ) + [P j (0) [1- (1 + l t) e ]]];

де:

Е с (0, t) -Показник ефективності функціонування системи в інтервалі часу від 0 до 1;

V-кількість що надходить на дисплей інформації в одиницю часу;

Pj-ймовірність надходження на вхід дисплея J-й кодової комбінації;

P j (0) -можливість правильного зчитування оператором j-й кодової комбінації, якщо за час не було відмови жодного елемента;

е-інтенсивність відмов елементів дисплея;

N-число елементів індикації в дисплеї;

З N = n * log2R \ T-пропускна здатність оператора;

n-число правильно лічених знаків;

Т-час експозиції всієї надійшла на екран дисплея інформації;

8

R-довжина алфавіту (число можливих кодових комбінацій);

Pj (1) імовірність правильного зчитування оператором j-й кодової комбінації, якщо за час t стався один відмова одного елемента системи;

Зазначене вираз справедливо якщо:

Всі елементи равнонадёжни, відмови елементів равнослучайни і незалежні, послідовність відмов елементів індикації не впливає на ймовірність правильного зчитування j-й кодової комбінації при відмові будь-якого з елементів.

Яскравості контраст - параметр, що визначає ставлення яркостей зображення і фону. На практиці розрізняють прямий і зворотний яскравості контрасти.

Прямий яскравості контраст характеризує темне зображення на світлому тлі, тобто

КПР = (Вф-ВІ) \ ВФ;

де: ВФ-яскравість фону;

ВІ-яскравість зображення;

Зворотний яскравості контраст характеризує світле зображення на темному тлі, тобто

КОБР = (ВІ-ВФ) \ ВІ;

У деяких випадках користуються поняттям контрастності К, який визначається як відношення яскравості зображення (фону) до яскравості фону (зображення) т.е.

К = ВІ \ ВФ при ВІ> ВФ

К = ВІ \ ВФ при ВФ> ВІ

Область застосування алфавітно-цифрових дисплеїв дуже широка і охоплює всі сфери використання обчислювальних комплексів. Це найбільш поширений, масовий і доступний вид пристрою відображення інформації при її введенні, виведенні та редагуванні.

9

2.1 Розрахунково-теоретична частина.

Рівень інтелектуальності визначається набором системних функцій, які реалізовані в самому дисплеї. У простому дисплеї апаратно реалізується обмежений набір функцій по відображенню, зберігання, редагування та вводу- виводу даних. Такі диплом Випоняемие як спеціалізованих УВВ різного застосування. За економічними і експлуатаційними міркувань доцільно використовувати один дисплей для отбражннія цифровий і графіческоі інформації. У графічних дисплеях прийнято поелементне управління зображенням, що вимагає більшого обьема пам'яті і засобів швидкого обміну даними між пам'яттю і екраном.

Вих.

Вид.

Вхід

Введення 1Строчний імп.

Введення 2 30 30.8 МГц

Мал. 1. Структурна схема пристрою виведення.

10

Часто потрібно відображення одного графіка. За допомогою пристрою (рис.1) можна організувати відображення графічної інформації на алфавитно- цифровому дисплеї.

Розмір графічного зображення виводиться на 256 * 800 елементів. Тактове час растрових точок становить 65 нс. Час циклу зчитування застосовуваних в буферній пам'яті мікросхем серії К541 дорівнює 120 нс, тому буферна пам'ять організована у вигляді двох блоків, що працюють поперемінно через один такт. Інформація, що надходить з буферної пам'яті, порівнюється з номером рядка, і за однакової кількості кодів сигнал з вихідного тригера висвічує елемент зображення на моніторі. Пристрій має два режими: введення інформації в буферну пам'ять і висновок інформації на монітор. Блок управління визначає режим пристрою.

Режим роботи визначається перемикачем або тригером D3 мікросхеми У7 (рис.2). Коли перемикач знаходиться в положенні "Графічний" або в D3 занесена

"Лог.1", пристрій виводить інформацію з буферної пам'яті на монітор. При положенні "Цифровий" або в тригер D3 занесений "лог.0" Ви знаходитесь в режимі введення інформації в буферну пам'ять. Тригер D3 скидається перемикачем або імпульсом "Скидання".

За сигналом "Введення 2" інформація з входу

ДА1 ... ДА010 передається в лічильник адреси 1 і 2, а також в тригери D2, D3 мікросхеми У7. Тригер D2 вибирає буферну пам'ять 1 або 2, інформація в яку записується по сигналу "Введення 1". Для збереження службової рядка при графічному відображенні растр зсувається на 29 рядків за допомогою дешифратора У20. При цьому відбувається злам растра

(Рис.3), що необхідно враховувати при введенні інформації в буферну пам'ять.

11

Рис.3. Растр, що формується при графічному відображенні

Растр починає формуватися на моніторі, коли лічильник рядків (мікросхеми У21, У22) має значення 29, після приходу кадрового синхронізуючого імпульсу (рис 4).

Для установки адреси першого осередку буферної пам'яті необхідно в лічильники адрес занести код 777, а тригер D2 встановити в положення "лог. 1 ".

Адреса другого осередку відповідає "лог. 1 "в тригері D2. Наступні два адреси осередків буферної пам'яті відповідають коду 000 в лічильниках адрес і визначаються тригером D2. Адреси осередків буферної пам'яті задають, нарощуючи код лічильників адрес на одиницю.

Розроблений пристрій може використовуватися для роботи з будь-IBM сумісної ЕОМ, може підключатися за допомогою стандартного інтерфейсу типу шини ISA на частоті 14.3 МГц і розташоване у вільному слоту. Для функціонування пристрою встановлюються адреси: 177570 для введення коду в тригери D2, D3, і лічильники адрес; 177572 для введення інформації в буферну пам'ять.

12

Мал. 4. Блок-схема занесення інформації в буферну пам'ять.

13

Сигнал "Введення 1" формується при зверненні мікро ЕОМ за адресою 177570, "Введення 2" за адресою 177572.

Рядковий і кадровий імпульси подаються з плати генератора символів дисплея. Тактуючий сигнал 30.8 МГц надходить з мікропрограмного пристрою через високочастотні з'єднувачі. Відео вихід підключений через з'єднувачі до висновку 1 мікросхеми D11, плати генератора символів. З'єднання між висновками 1, 2, 4, 5, і 9, 10. 12, 13, мікросхеми D11 при цьому розривається.

2.2 Програма пересилання інформації з мікро ЕОМ в буферну область дисплея.

У R2 задається початкова адреса виведеного масиву.

MOV # 1776 рік, R4

MOV # 177570, R0

MOV # 177572, R1

M3: MOV R4, (R0)

MOV (R2) +, R5

CMP # 35, R5

BHI M1

MOV # 435, R3

BR M2

M1: MOV 35, R3

SUB R5, R3

M2: MOV R3, (R1)

INC R4

CMP # 2775, R4

BNE M3

HALT

Програма, що забезпечує введення інформації, що відображається в пристрій, розміщується починаючи з осередки за адресою 1000.

14

Висновок.

В результаті виконаної курсової роботи, була розроблена структурна схема пристрою виведення на екран. На основі структурної схеми спроектована принципова електрична схема, з теоретичним поданням растра формованого зображення. За отриманими даними виведений алгоритм занесення інформації в буферну пам'ять пристрою, і написана міні програма на мові асемблер МАКРО-11 для пересилання інформації в буферну область дисплея.

Роботи з виконання курсового проекту велися із застосуванням ЕОМ типу IBM PC. Використовувалися інструменти входять до пакету MS Office 97, а також використовувалася система автоматизованого проектування ACCEL EDA 15.

Отримано значні навички і практика щодо виконання проектувальних робіт в даному напрямку.

Зміст

1. Заявка на розробку.

2. Технічне завдання.

3. Введення.

4. розрахунково теоретична частина.

5. Висновок.

Використана література:

1. Методичні вказівки по курсовому проектування.

Видавництво МЕІ, 1991.

2. Мікропроцесорні засоби та системи. видавництво

"Навчальний центр", 1988.

3. "Засоби відображення інформації". М .: Вища. Шк., 1985.

4. Курс лекцій з дисципліни "Технічне забезпечення і зовнішні пристрої ЕВС". Таликов М.Б.