Директивно-диалоговая форма взаимодействия с программной системой Интерфейс командной строки (Command Line Interface - CLI)

В графе  “Свет” время реагирования на световой прямоугольник в секундах, в графе “Звук” время реагирования на звуковой сигнал в секундах.

8. Для печати результатов на принтере нажмите Shift+PrtScr
9. Проанализируйте полученные данные и сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. Значение анализаторов в деятельности человека-оператора.
2. Из чего состоят анализаторы? Какие функции выполняют основные составные части анализаторов?
3. Назовите основные характеристики анализаторов.
4. Что такое быстродействие?
5. В чем сущность простой сенсомоторной реакции?
6. Что такое латентный период реакции и моторный компонент?

Лабораторная  работа №6

    Тема: «Дисплейный модуль»

     
Цель: Изучить принципы работы дисплейного модуля.

    ПОДГОТОВКА  К РАБОТЕ

    Лабораторная  работа рассчитана на 4 часа работы в  лаборатории. Работа состоит в изучении конструкций схем управления и визуального наблюдения работы дисплейного модуля. 
 
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ:

     
1. Включить питание тумблером  "Сеть". 
2. Получить с помощью потенциометров "Яркость" и "Фокусировка" изображение требуемого качества.  
3. С помощью клавиатуры дисплея набрать любой текст и произвести с ним следующие действия:  
а) сдвиг влево и вправо:  
б) стирание одного символа и целой строки:  
в) очистка экрана и т.д.

     
Все эти операции произвести в соответствии с описанием, указанного в техническом паспорте данного дисплейного модуля.

    ВВЕДЕНИЕ

    Дисплеи представляют собой выходные устройства информационных систем обеспечивающие отображение информации м связь человека с машиной.

     
Различают дисплеи двух типов: излучающие свет н модулирующие свет.  
Существует несколько видов дисплеев:  
1. Плазменные дисплеи постоянного тока.  
2. Плазменные дисплеи переменного тока.  
3. Эдектролюминисцентные дисплеи постоянного тока.  
4. Тонкопленочные злектролюминисцентные дисплеи переменного тока.  
5. Накальные  
6. Катодолюминесцентные.  
7. Жидкокристаллические.  
8. Электрохромные.  
9. Электрофорезные.  
10. Дисплеи с поворачивающимися шариками.  
Дисплеям присущи следующие основные характеристики:

1. Светимость  или яркость - важнейший параметр светоизлучающих дисплеев. Этот параметр определяет сколь успешно дисплей конкурирует с внешним освещением. Яркость обычно выражается в фут-ламбертах (фут-Лб) или иногда в нитях, или канделах на м².

    1нит=1кд/м²; 1фут*Лб=3.426нит;

    2. Цвem. Спектральное распределение излучаемого света должно соотносится со спектральной чувствительностью глаза. Некоторые цвета, особенно красный, при продолжительном наблюдении приводят к утомлению, тек как конвергенция человеческого зрения зависит от спектра.  
3. Контрастность и градация. Контраст дисплея является свойством границы раздела свет - темнота. Контраст равен отношению яркости:

     
Иногда контраст выражается в виде нормализованного коэффициента:

     
Минимальная яркость - это яркость  дисплея в выключенном состоянии.  
4.Диаграмма направленности. Очень часто приводится жертвовать такой возможностью дисплея как обозримость дисплея во всевозможных направлениях, для дисплеев индивидуального пользования (например в часах, калькуляторах). Пластмассовые линзы, концентрирующие эмитируемый свет в узкий пучок, увеличивают яркость прибоpa. Контраст ЖК-дисплеев уменьшается, когда угол обзора сильно отклоняется от угла нормального падения из-за большой длинны оптического пути в жидком кристалле с двойным лучепреломлением.  
5. Мощность управления - самая важная характеристика для инженера – системотехника разрабатывающего схему питания дисплея. Некоторые дисплей работают при высоких напряжениям (например злектролюминисцентные м катодолюминесцентные). Другие - при высокой плотности тока (например, СИД или электролитические дисплеи).  
6. Эффективность. Практическая применимость часто определяется его КПД. Модуляторы света типа ЖК-дисплеев, электрофорезных, электрохромных дисплеев, световых клапанов и т.п. могут оказаться гораздо более эффективными, чем светоизлучающие дисплеи, поскольку они используют внешнее освещение.  
7. Быстродействие. Скорость отклика определяет, для каких применений пригоден данный дисплей. Высокое быстродействие связанно с более высокой мощностью рассеивания и следовательно, меньшей эффективностью.  
8. Наличие памяти и возможность хранения изображений. С точки зрения уменьшения потребления энергии является возможность хранения изображения. Это способность хранения изображения дисплеем во включенном состоянии без потребления (или с малым потреблением) энергии резко повышает его эффективность. Способность хранения изображения облегчает доступ схемы управления к другим элементом панели дисплея без потери информации.  
9. Деградация. Важным параметром прибора является его срок службы. Для управления сроком службы прибора необходимо глубокое знание физических основ его работы (например, изучить природу дефектов и механизм их образования в различных материалах дисплеев, миграция примесей, исследовать чувствительность к влажности окружающей среды и т. д.).  
1O.Разрешение и размер. Информационная емкость дисплея возрастает с увеличением количества элементов изображения или пикселей. Плотность информации зависит от того, сколь малым может быть размер каждого элемента. "Разрешение" - количество различимых линий на единицу длины. При увеличении размера элемента изображения мощность управления увеличивается, а быстродействие уменьшается.  
11. Способы адресации. С точки зрения управления наиболее экономичной (нормой адресации является самосканирование, при котором адресация элемента осуществляется с постоянной скоростью вдоль линии в течении некоторого интервала времени. Затем за счет временной модуляции потенциала, приложенного к панели, производится вывод информации. Следующим наилучшим методом является Х-Y - адресация элементов, которые могут быть набраны в столбцы и строки.  
В последнее время большое распространение получили телевизионные и жидкокристаллические дисплеи. Это объясняется их широким применением в компьютерной техники и телевидении. Телевизионные дисплеи позволяют не только просто отображать различную информацию на экране, но и образовывать разнообразные, четко взаимодействующие между собой системы отображения. Жидкокристаллические дисплеи получили свое бурное распространение в связи с появлением компьютеров класса Note Book или блокнотных компьютеров.  
В связи с этим более подробно остановимся на этих двух типах дисплеев.

    Принцип работы телевизионного дисплея

    На  быстродействующее буферное запоминающее устройство (БЗУ) переписываются коды знаков составляющих одну строку текста.  
Регистр сдвига замыкается в кольцо и ходы циркулируют на нем синхронно со строчной разверткой. Код очередного знака поступает с регистра на знакогенератор. На другой его вход поступает сигнал от счетчика - дешифратора телевизионных строк, который определяет номер ряда точечной матрицы знака, формируемого на данной строке. Наличие регистра сдвига необязательно.  
Знакогенератор представляет собой набор вентильных схем, на выходе которых вырабатывается позиционный код видеосигналов на дополнительном участке телевизионной строки, соответствующим определённому размеру матрицы.  
Формирование видеосигналов происходит в результате стробирования этого кода импульсами определённой длительности, соответствующим образом распределённым во времени.  
После окончания росписи одной строки текста на регистр сдвига записываются коды знаков следующей строки и процесс повторяется.  
Узел тактирования и управления осуществляет временную синхронизацию всех узлов схемы, а также может задавать режим работы синхрогенератора телевизионных строк, (рис 1)

    Знакогенератор

    Знакогенератор (ЗГ) представляет собой устройство, в котором хранится программа  формирования необходимого наборе знаков и которая вырабатывает на выходе соответствующие сигналы для управления электронным пучком ЭЛТ при поступлении входных сигналов, определяющих конкретный знак.  
В телевизионных дисплеях с учётом специфики формирования изображения, входными сигналами ЗГ должны быть код знака и код номера строки, в соответствии с принятой матрицей знака. Выходным сигналом ЗГ является кпд, определяющий видеосигнал, при формировании данного элемента знака.  
В общем случае любой ЗГ может характеризоваться следующими параметрами:

      
- набор знаков,  
- система кодирования знаков.  
- допустимая частота обращения,  
- схемная и конструктивная реализация

     
Требования к набору знаков и  их кодирования, в первую очередь  определяются назначением системы, в которой используется дисплей. Размер матрицы, описывавшей знаки, выбирается, исходя из необходимого качества их изображения с учетом возможности воспроизведения полного объёма отображаемой информации при заданной матрице.  
Допустимая частота обращения к ЗГ определяется возможностями его элементной базы и длительностью развертки. В зависимости от длительности строчной развертки и числа знаков, отображаемой информации при заданной матрице, отображаемых в одной строке тексте, Требования к этому параметру в разных дисплеях будут неодинаковы. В любом случае:

    fэнг  > fобю

    Где fэнг - допустимая частота обращения к ЗГ, а f обю - частота обращения к ЗГ, необходимая для обеспечения требуемых характеристик дисплея.

С учётом конкретных характеристик дисплея:  
fобо = q/Тотю (МГц)

Где q - число знаков в одной строке текста на экране дисплея. Тотю - длительность полезной частоты строчной развертки (мкс).

Для дисплея, использующего стандартный телевизионный  растр (625 строк), при отображении 64 знаков Тотю=50 мкс, частота fобю составит примерно 1,3 МГц, а для дисплея с прогрессивной  развёрткой и числом, строк 1000 при том же количестве знаков в строке, значение Гобю будет по крайней мере в 4 раза выше.

Основной  часть ЗГ является узел хранения программы  формирования знаков. Этим углом можeт  быть постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) матричного типа. Для хранения программ одного знака, описываемого матрицей точек 5*7, необходим объем ПЗУ в 7 ячеек по 5 разрядов. Таким образом. для алфавита в 128 знаков необходимо использовать ПЗУ с общим объёмом памяти в 1024 ячейки по 5 разрядов. Допустимая частота обращения ПЗУ должна составлять, как ранее указывалось, примерно 1.3 МГц. Построение ПЗУ с такими параметрами не вызывает технических сложностей. Однако следует учитывать, что для преобразования кода знака и номера строки матрицы знака в адрес ПЗУ требуется включить схему дешифратор - шифратор, что конструктивно требует значительного числа элементов.  
При построении ферритовых ЗУ используют 3 вида структур: 2-, 3-, 2,5-мерную. Они обозначаются соответственно символами 2D, 3D, 2,5D. Во всех этик структурах применяется метод совпадения токов.

    Структура 2D.

    Это структура позволяет получить высокое  быстро действие, но требует большого, чем другие структуры, количества электронного оборудования.  
Двумерный запоминающий массив может хранить N n-разрядных слов, причем по оси Х массива располагаются разряды этих слов. Каждая шина слова (шина X) проходит через n, а разрядная шина Y -через N сердечников. Кроме того, все N сердечников в каждом разряде пронизываются обмоткой считывания в направлении от Y ( рис. 2).

    Структура 3D.

    Запоминающий массив при емкости устройства в N n-разрядных слоев состоит из n одинаковых, обычно квадратных матриц, содержащих каждая N сердечников. На одной матрице хранятся одномерные разряды всех N слоев (рис. 3).

    Структур 2.5D

    В этой структуре при умеренных затратах электронного оборудования удается получать высокое быстродействие.

В зу типа 2.5D сердечники разделены между минами Х и Y более равномерно, чем в  ЗУ типа 2D. Для этого количество шин  слов (шин Х) уменьшают обычно в 

    раз (это число округляют до целой  степени двойки), а количество разрядник  шин Y соответственно увеличивают во столько же раз. Шины Y разбивают  на n разрядных групп no S шин в каждой. Код адреса делится на две части, соответствующие общему количеству мин Х и Y в разрядной группе. Весь массив ЗЭ разбит на секции, число которых равно количеству разрядных запоминаемых слов (рис 4).  
На рис. 5 приведена примерная схема одного из знакогенераторов - типовой элемент замены (ТЭЗ.) знакогенератора ЗНГ-Т, предназначенный для формирования пятиразрядного кода разложения символа.  
В состав ЗГ входит 9696 символов в формате 7*5. Частота обращения к ЗГ не более 3 МГц. Время выборки составляет не более 150 нс. Длительность сигнала на выходе обратнопропорциональна частоте обращения и составляет не менее 300 нс. Питание ТЭЗа осуществляется от источника постоянного напряжения + 5 В.

    ТЭЗ ЗНГ-Т имеет следующие входы  и выходы :

    - три  разряда счётчика строк,  
- инверсии трёх разрядов счётчика строк,  
- семь разрядов кодов символа.  
- инверсии семи разрядов кода символа.  
- выборка знакогенератора.  
- выборка символа "-" или символа "ъ" ,  
- выходы 1-го. 2-го, 3-го. 4-го, 5-го разрядов.

     
Основной частью ЗГ является схема генератора символов на микросхемах D13, D14, D37-D41, D22. D37 - D41 представляют собой ПЗУ. Они предназначены для длительного хранения информации объёмом 1024 бит с организацией 256 слов по 4 разряда и работают только в режиме хранения и считывания.

5-тиразрядный  код символа, подаваемый на  входы микросхем ЛЗУ, определяет  выбор символа.  
Развертка символов по вертикали на 8 строк осуществляется подачей на входы микросхем ПЗУ 3-храэрядного кода. Микросхемы D13, D22 осуществляет выборку ПЗУ.  
Выбор выходных сигналов микросхемы D41, выполняющей функцию ПЗУ пятых разрядов кодов расположения символа, осуществляется микросхемой D14.  
Микросхемы D19, D20.1 осуществляют изменения поступающего кода строк 0,1,2,3,4,5,6,7 на код 1,2,3,4,5,6,7,0, что связано с электрической схемой микросхем ЛЗУ.  
Организация на индикаторе в пятой строке точки разметки осуществляется микросхемами D10, D12, D20.2, D21.2. По сигналу ВБР ЗНГ производится управление точкой разметки.  
Управление выборкой символа "-" и символа "ъ" осуществляется микросхемами D23, D24.1.