Brevet FR2458047A1 — publié le 19801226

La présente invention concerne une règle gra duee utilisable pour le dessin, notamment le dessin in dustriel ou d'architecture, et pour les mesures. Le terme de règle graduée design ici un instrument rectiligne ou non tel que règle droite ou rapporteur d'angles, par exemple. Les règles graduXes existantes portent des graduations imprimées dont la lecture n'est pas toujours très facile et est souvent source d'erreurs. L'invention a pour but de proposer une règle graduée qui, d'une part, est d'un emploi plus pratique et, d'autre part, a des capacités d'utilisation considérablement étendues en comparaison avec les règles existantes. Ce but est atteint par une règle qui comporte, conformément à l'invention - un clavier portant des touches numériques et des touches de fonction, - un dispositif de codage relié au clavier pour coder les informations entrées par action sur les touches du clavier, - une graduation dont chaque élément est un élé- ment â affichage commandé Xlectriquement, et - une unité de traitement ayant une entrée re liBe au dispositif de codage et des sorties connectées aux éléments de la graduation pour commander l'excitation sélective de ces éléments en fonction des informations entrées. Ainsi, il est possible de ne faire apparaitre que les graduation utiles pour une opération voulue, par exemple pour un tracé, ce qui élimine tout risque d'erreur de lecture de graduation. Les éléments de la graduation sont des composants qui deviennent visibles en réponse l'application d'une différence de tension entre deux de leurs bornes. On utilisera par exemple des segments à cristaux liquides. De préférence, une bascule bistable est associée à chaque élément de graduation. Un élément reste ainsi affiché même après disparition du signal ayant commandé l'affichage par commutation de la bascule bistable. De préférence, la règle comporte uné fenêtre munie d'un dispositif de visualisation pour permettre notamment la visualisation de l'information numérique correspondant à la graduation affichée. En particulier, on peut afficher en clair, à titre de contrôle, la longueur correspondant à une graduation visible à partir d'un point origine sur la règle. Selon une autre particularité de la règle conforme à l'invention, l'unité de traitement comporte une unité de calcul et une mémoire de microprogrammes pour effectuer des fonctions prédéterminées correspondant à des touches du clavier. A titre d'exemples non limitatifs des fonctions pouvant être réalisées, on peut citer notamment les calculs de conversion d'échelle, de conversion d'unités de mesure, et les opérations arithmétiques et algébriques usuelles. D'autres fonctions plus spécifiques peuvent être prévues, comme par exemple le changement d'origine sur la règle pour centrer un affichage sur la règle. Dans le cas notamment de petites longueurs, celles-ci peuvent alors être affichées entre deux éléments de la graduation situés. dans la partie centrale de celle-ci, ce qui facilite l'emploi de la règle en comparaison avec un affichage à partir d'une origine située à une extrémité de la règle. Par ailleurs, pour faciliter la mesure des tracés existants, on pourra prévoir un balayage des éléments de la graduation sous la commande du clavier. D'autres particularités et avantages de la règle conforme à l'invention ressortiront à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif. On se référera aux dessins annexés sur lesquels - lesfigures l et 2 illustrent une règle conforme 1'invention et les circuits intégrés dans le corps de règle, et - les figures 3Aà 3E sont des organigrammes illustrant le fonctionnement de l'unité de traitement de la règle représentée par la figure 1. La règle 10 représentée par les figures 1 et 2 compor- te une graduation 11 dont les éléments ou segments 12 sont des composants à affichage commandé électriquement associés chacun à une bascule bistable 13. La règle 10 porte un clavier 20 ayant des touches numériques 21 et des touches de fonctions 22. Un circuit de codage 23 est connecté au clavier pour coder les informations correspondant à l'actionnement des touches sous forme de mots numériques de format déterminé, comme il est bien connu en soi. Le circuit de codage 23 est relié à une unité de traitement 30 qui reçoit sous forme codée les informations entrées par le clavier et élabore, en fonction de ces informations, des signaux pour commander l'affichage de segments 12 particuliers. La règle 10 comporte encore une fenêtre 40 pour un dispositif de visualisation numérique 41 composé par exemple de caractères numériques à sept segments 42 et commandé par l'unité de traitement . L'affichage sur la graduation 11 est commandé de manière à faire apparaitre, entre deux segments de graduation visibles 12, une longueur égale à celle visualisée dans la fenêtre 40. La structure et le fonctionnement de la règle 10 seront maintenant décrits plus en détail. Les segments 12 sont des composants connus en eux-mEmes : par exemple des cristaux liquides, des élé- ments électroluminescents, ..... D'une façon plus générale, il s'aglt de segments qui deviennent visibles lorsqu'ils sont soumis à une différence de potentiel et qui redeviennent invisibles lorsque cette différence de potentiel disparaît. Une bascule bistable est associée à chaque segment 12 pour lui appliquer ladite différence de potentiel, lorsqu'un signal de commande la fait changer d'état, et maintenir la sraduation associée visible jusqu'à ce que le retour de la bascule à l'état initial soit commandé. Parmi les touches de fonctions du clavier 20, on distingue les touches suivantes RS : touche de fonction de restauration pour commander la remise à l'état initial des circuits de la règle CE : touche d'effacement pour effacer la dernière information numérique introduite A : touche d'affichage pour commander l'af fi- chage sur la graduation de la valeur visualisée dans la fenêtre 40 ; la touche d'affichage bloque le clavier, pour éviter les mauvaises manipulations, sauf la touche de centrage définie ci-après ; > : : touche de centrage pour commander le centrage sur la graduation d'une longueur affichée touches +, -, -., =, ,,,,, pour commander l'exécution d'opérations sur des nombres introduits au moyen des touches numériques du clavier. St et Rc, respectivement, touches de mémorisation, pour enregistrer une information numérique dans une mémoire, et de rappel, pour rappeler l'information mémorisée (plusieurs mémoires différentes pourront être prévues auquel cas la mémorisation et le rappel se feront en additionnant, en plus, une touche numérique identifiant la mémoire). F : touche de fonctions particulières préprogrammées, notamment des fonctions propres aux problèmes de dessin ou des fonctions mathématiques telles que, par exemple les fonctions trigonométriques, logarithmiques, degrés, radiants, grades, changement d'unité, changement d'échelle (chaque fonction peut entre identifiée par un chiffre et est alors appelée en actionnant la touche F et la touche numérique correspondante3. > et Dien entendu, l'énumération de touches de fonc tions figurant ci-dessus n'est donnée qu'à titre indicatif. Une règle conforme à l'invention pourra ne réaliser que certaines de ces fonctions ou pourra en réaliser d'autres. L'unité de traitement 30 reçoit, sous forme codée, les informations entrées par action sur les touches du clavier 20. Elle est logée dans le corps de règle. Elle est constituée d'une unité logique microprogrammée comportant une unité centrale arithmétique et logique 31, et une mémoire centrale 32 dont la structure sera décrite plus en détail par la suite. L'unité de traitement 30 commande l'affichage numérique dans la fenêtre 40 et l'affichage linéaire sur la graduation 11. Ces organes d'affichage peuvent être considérés comme des périphériques de l'unité logique ou bien comme partie de la mémoire adressée par cette unité logique. Les informations affichées sont commandées par l'unité centrale qui contient tous les programmes de lecture du clavier, de décodage des informations, d'exécution des fonctions particulières décrites ci-dessus et de sélection des différents segments des organes d'affichage linéaire et numérique. Pour alléger le logiciel de base de l'unité de traitement, on pourra associer à chaque organe d'affichage des circuits de multiplexage ou de décodage des informations élaborées par l'unité de traitement en vue de l'affichage. Dans l'exemple illustré par la figure 2, l'unité de traitement 30 élabore l'information à afficher dans la fenêtre 40. Le décodage de cette information peut être réalisé par programme. La sortie de ces infor mations- décodées sera reliée aws segments 42 par l'inter- médiaire de bascules 43p chaque segment étant associé à une bascule, Le décodage est effectué de manjcére à positionner les bascules nécessafres pour allumer les segments correspondant au nombre à afficher. Une structure similaire peut être adoptée pour l'affichage linéaire. Le décodage de l'information à afficher est réalisé par programme et la sortie des informations décodées est reliée aux bascules 13 associées aux segments 12. A titre de -variante, on pourra associer un circuit de décodage particulier à chaque organe d'affichage, le circuit de décodage recevant l'information à afficher sous forme d'un mot codé binaire. Compte tenu du nombre relativement élevé de segments 12, les moyens de décodage de l'information à afficher peuvent être combinés avec un circuit de multiplexage. Ainsi, la graduation 11 peut être virtuellement partagée en groupes différents comportant tous le même nombre de segments et chaque segment est identifié par le numéro du groupe auquel il appartient et son numéro d'ordre dans ce groupe. On notera que l'on peut afficher en même temps un nombre quelconque de segments 12 et que les bascules 13 sont remises à zéro sous la commande de l'unité de traitement. On décrit maintenant ci-après en référence aux figures 3t à 3B des organigrammes illustrant le fonctionnement de l'unité de traitement. L'organigramme de la figure 3t est l'organigramme général. Après démarrage, les opérations suivantes sont effectuées (1) remise a zéro (2) initialisation du système (3) attente d'interruption clavier, interruption produite par action sur une touche de fonction, (4) vérification de la validité de l'interruption pour éliminer les interruptions intempestives dues à des signaux parasites ou à des rebondissements et retour en attente d'interruption clavier si l'interruption n'est pas validée, (5) si l'interruption est validée, analyse et exécution de la fonction demandée par les opérations suivantes - comparaison de la fonction demandée avec la fonction restauration (RS) : si oui, retour au niveau (1) si non - comparaison avec la fonction effacement (CE) si oui, réalisation de la fonction par effacement dans la zone de mémoire considérée et retour au niveau (3) si non - comparaison avec la fonction affichage (A) si oui, réalisation de la fonction d'affichage demandée, affichage linéaire, et retour au niveau (3) ; si non - comparaison avec fonctions mathématiques si oui , réalisation de la fonction mathématique deman dée, affichage numérique du résultat et retour au niveau (3) ; si non - comparaison avec fonctions particulières (F) si une fonction particulière est demandée, et si c'est une fonction d'affichage (par exemple changement d'échelle), exécution de la fonction d'affichage, affichage li faire, et retour au niveau (3), si la fonction particu lièvre demandée n'est pas une fonction d'affichage, exécution de cette fonction, affichage numérique du résultat et retour au niveau (3); si aucune fonction particulière n'est demandée comparaison avec la fonction mémorisation ou rappel :Si oui exécution de la fonction et retour au niveau (3); Si non - comparaison avec la fonction de prise de mesure ; si oui, exécution de la fonction avec affichage numérique et affichage linéaire et retour au niveau (3); si non vérification de l'introduction d'un caractère numérique ; si non, erreur et retour au niveau (3); si oui, introduction de la donnée numérique en mémoire affichage numérique de la donnée introduite et retour au niveau (3), Les fonctions arithmétiques et mathématiques sont réalisées de façon connue en soi, comme par exemple dans les calculatrices de poche dites scientifiques. Par contre, d'autres fonctions sont spécifiques de l'utilisation de l'unité de traitement pour commander au moins l'affichage linéaire. Les figures 3B à 3E sont des organigrammes illustrant l'exécution de telles fonctions, à savoir, respectivement - l'affichage d'un segment de graduation à une distance d'un point origine de la règle égale au nombre introduit par le clavier (affichage de longueur). - l'effacement de l'affichage linéaire, - l'affichage dans la région centrale de la graduation de deux segments séparés l'un de l'autre d'une distance égale au nombre introduit par le clavier (affichage de longueur avec centrage), et - le balayage de la graduation pour la prise de mesure, On suppose que l'organe d'affichage linéraire, comme l1affichage numérique, est une partie de la mémoire centrale 32 de l'unité logique et que celle-ci exécute des instructions sur la mémoire en adressage indexé, La mémoire centrale 32 comPorte (figure 2) une mémoire myrte (RQM) 321 pour le logiciel de base, une mémoire vive (RAM) 322 pour le logiciel de service, et des zones (a), (b), (c), (d3! (e)... respectivement pour le stockage des informations numériques à afficher, l'affichage linéaire (par exemple, dans la zone (b), sont stockés autant d'octets qu'il y a de segments de graduations), l'affichage numérique (semblable à l'affi- chage linéraire), le stockage de l'information codée en binaire pur à afficher surlaffichage linéaire, l'adresse du segment origine sur l'affichage linéaire,.,. L'unité centrale 31 comporte un registre IX et adresse la mémoire centrale L'affichage d'une longueur est réalisé comme suit (figure 3B) - mise sous forme binaire du contenu de (a), - transfert du contenu de (a) codé dans (d), - mise dans (e) de l'adresse du segment de graduation origine, - enregistrement dans IX du contenu de (d) - affichage du segment de graduation correspondant, c'est à dire du segment adressé.par l'unité centrale en fonction du contenu de IX, (par mise à 1 de la bascule associée) - enregistrement dans IX du contenu de (e), et -affichage du segment de graduation origine correspondant (par mise à 1 de la bascule associée). L'effacement de l'affichage linéaire est réalisé en mettant à O les bascules des segments de graduations à droite du segment origine "0" (à gauche de la graduation) (figure 3C) - enregistrement dans IX du contenu de (e), - affichage (ou effAcement1 du segment origine p;r mise mise à 1 (ou O) de la bascule associée, - incementation de TX d'une unité, effacement du segment de graduation correspondant (par mise à zéro de la bascule associée), - comparaison du contenu de IX avec l'adresse du dernier segment augmentée de 1 et, test : si le test est négatif, retour à l'incrementation de IX et nouvel effacement, si le test est positif, fin de l'effacement, L' 4fichage avec centrage peut être réalisé suivant l'organigramme de la figure 3E, Cet organigramme comporte les opérations sui vantes - mAse de l'information à centrer dans (a), - mise sous forme binaire du contenu de (a) et mémorisation dans (d), - mise dans (e) de l'adresse du segment origine "O" à gauche de la graduation, - division par 2 du contenu de (a) et mémorisation du résultat dans (a), - comparaison avec zéro de la différence entre la valeur du segment de graduation situé au milieu de la graduation linéaire et le contenu de (a) : si le test est positif (la longueur à afficher est la longueur totale de la règle), oin du centrage; si le test est négatif, mémorisation dans (a) de la différence calculée, - increinentation d'une unité de (d) et de (e) et décrémentation d'une unité de (a) jusqu'à ce que le contenu de (a) soit nul (c'est à dire décalage pas à pas vers la droite du segment dont les extrémités sont à afficher jusqu'S ce que le milieu du segment coïncide avec le milieu de la graduation), - effacement de l'affichage linéaire lorsque le contenu de (a) est nul, puis affichage des contenus de (d) et (e), Enfin, l'organigramme de l'opération de balayage de la graduation est représenté par la figure 3E effacement de la zone (d) - aise dans (ef de l'adresse du segment origine affichage linéaire - examen si la poursuite est demandée par le clavier : si non (affichage correct), transfert dans (a) du contenu de (d) et affichage numérique de celui-ci (résultat de la mesure effectuée); si oui (position du segment allumé non correct1, i incrémentation ou décrémentation d'une unité du contenu de (d), suivant le sens du balayage, et retour à l'affichage linéaire jusqu'à la fin de la demande de poursuite, Bien entendu, diverses modifications ou adjonctions pourront être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus d'une règle graduée conforme à l'invention sans pour cela sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées, En particulier, certains éléments constitutifs de la règle graduée conforme à l'invention pourront être extérieurs au corps de règle et raccordés à celui-ci par des liaisons souples. Revendications 1. Règle graduée caractérisée en ce qu'elle comporte - un clavier portant des touches numériques et des touches de fonctions, - un dispositif de codage -relié au clavier pour coder les informations entrées par action sur les touches du clavier, - une graduation dont chaque élément est un élément à affichage commandé électriquement, et - une unité de traitement ayant une entrée reliée au dispositif de codage et des sorties connectées aux éléments de la graduation pour commander l'exécution sélective de ces éléments en fonction des informations entrées. 2. Règlé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une bascule est associée à chaque élément de graduation. 3. Règle selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une fenêtre munie d'un dispositif de visualisation pour permettre notamment la visualisation de l'information numérique correspondant à la graduation affichée. 4. Règle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'unité de traitement comporte une unité de calcul et une mémoire de microprogrammes pour effectuer des fonctions prédéterminées correspondant à des touches du clavier. 5. Règle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour commander un balayage de la graduation par affichage successif des éléments de graduation dans un sens ou dans 1 'autre. 6. Règle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour commander sélectivement l'affichage simultané de plusieurs graduations. 7. Règle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'unité de traitement est reliée aux éléments de la graduation par l'intermédiaire d'un circuit de multiplexage.