Brevet FR2471015A1 — publié le 19810612

La présente invention se rapporte à un équipement d'affichage lumineux se présentant sous la forme d'un tableau ayant une largeur de 3 mètres et une hauteur de 0,2 mètre, composé de 840 points rendus lumineux par des lampes à incandescence disposées en sept lignes de 120 points. Le dispositif est apte à représenter simultanément un ensemble de vingt caractères alphanumériques définis selon le format ASCII 7x5. Dans les dispositifs d'affichage de grandes dimensions de ce genre, plutôt que d'avoir un seul bus conducteur pour chaque élément, qui nécessiterait ici 840 conducteurs, on utilise un schéma d'adressage de conducteurs croisés qui réduit considérablement le nombre d'interconnexions. A chaque lampe à incandescence est alors associé un circuit de mémorisation, voisin de l'élément, chargé de maintenir l'information entre les adresses successives Le dispositif reste, de ce fait, complexe et de coût de réalisation élevé. L'équipement, objet de la présente invention, utilise un procédé, qui permet de réduire ces inconvénients. On utilise des lampes à incandescence basse tension, quelques volts, alimentées en temps partagé par des implulsions brèves de tension de 20 volts environ.La période de répétition est réglée à une durée de 15 milli-secondes, suffisamment courte pour donner à la lampe sollicitée un aspect d'éclairage permanent. Pour allumer correctement une lampe dans les conditions définies, le temps d'excitation peut être 30 fois inférieur à la période de répétition. Les données relatives à 30 lampes peuvent de cette manière etre transportées par le même conducteur sans nécessiter de moyens intermédiaires de mémorisations. L'invention concerne à cet effet un circuit d'adressage et de commande qui traite les signaux d'un bus de sept conducteurs de données. L'objet de l'invention consiste également dans la réalisation d'un circuit électronique de commande appelé contrôleur de tableau, dont le rôle est d'organiser l'aiguillage des informations sur le tableau et qui permet, sous la commande d'un système à microprocesseurs de 8 bits, de renouveler le texte soit globalement soit par défilement continu des caractères du texte de la droite vers la gauche. L'ensemble du dispositif, de fonctionnement franc et peu coûteux à réaliser, permet de faire évoluer un texte avec toute la souplesse qu'offre la programmation d'un microprocesseur. Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement de la description détaillée qui suit ainsi que des dessins annexés. Sur les dessins La Fig 1 est un diagramme de rythme montrant le format de commande du tableau. La Fig 2 est un diagramme du rythme du contrôleur de tableau. La Fig 3 est un schéma synoptique d'un circuit amplificateur pour la commande de 30 colonnes de 7 lampes. La Fig 4 est un schéma synoptique du contrôleur de tableau. L'ensemble du tableau est organisé en quatre modules identiques de 30 colonnes. Un module se divise encore en cinq éléments, composés de six colonnes de sept points aptes à représenter un caractère ASCII plus un espace, que nous appellerons par la suite caractères de tableau. Le diagramme de rythme de la Fig 1 représente des ondes de rythme tracées avec une base de temps commune, et plus précisément : Les figures 1-1, 1-2 et 1-3 représentent les ondes des signaux d'identification de chacune des colonnes à six états binaires successifs. Les figures 1-4, 1-5 et 1-6 représentent les ondes des signaux d'identification de chacun des caractères d'un module de tableau, à cinq états binaires successifs. La figure 1-7 représente, à titre d'exemple, l'onde d'un signal qui allume un point de la quatrième colonne du premier caractère ainsi que les points de la meme ligne sur les troisième, quatrième et cinquième colonnes du quatrième caractère. Sept ondes de même nature sont nécessaires pour commander indépendamment les sept points d'une colonne. L'ensemble de ces signaux ainsi que quelques autres, que nous définirons, sont issus du contrôleur de tableau que nous décrivons par la suite. Les ondes de signaux se poursuivent comme représenté, et la totalité du cycle se répète toutes les 15 millisecondes. Le schéma synoptique de la Fig 3 montre la manière dont est réalisé le multiplexage à 30 moments qui permet de contrôler successivement les colonnes d'un module. Sur le schéma, un seul caractère est représenté sur les cinq constituant le module. Il est relié par l'intermédiaire de sept transistors de lignes aux bornes 2 de sorties d'un ensemble de sept décodeurs 34. Les autres caractères sont cablés selon le même agencement à sept transistors, aux sorties 1, 3, 4 et 5 des décodeurs 34. Les six transistors de colonnes sont communs pour les cinq caractères et sont reliés dans le même ordre aux colonnes correspondantes des autres caractères du module. Il apparaît que chaque lampe, cablée en série avec une diode, peut être reliée d'une part au 0 volt par un transistor de colonne, d'autre part au + 20 volts par un transistor de ligne. La lampe considérée s'allume lorsque les deux transistors conduisent simultanément. Sur les bornes d'entrées 11, 12 et 13 sont reçus les signaux de rythme définis par les figures 1-1, 1-2 et 1-3 décrites précédemment. Sous l'impulsion de ces trois signaux, le décodeur de colonne 32 établit six états conducteurs successifs aux six transistors de colonnes. Le fonctionnement du décodeur est rendu possible par l'état du signal reçu sur la borne d'entrée 10 dont le rôle est d'interdire momentanément l'allumage du tableau lorsque se produit un changement d'adresse de colonne. Sur les bornes 14, 15 et 16 sont reçus les signaux de rythme définis par les figures 1-4, 1-5 et 1-6. Sous l'impulsion de ces trois signaux les sept décodeurs de caractères 34 établissent ensemble cinq états conducteurs successifs pour les transistors de lignes. Le fonctionnement de chaque décodeur 34 est conditionné par l'é- tat de la ligne d'entrée correspondante. Ces lignes transportent les informations de données dont un exemple est représenté par l'onde de la figure 1-7. Les signaux de lignes sont délivrés par le circuit logique 30 constitué de sept bascules bistables, dont les états sont renouvelés à chaque changement de colonne sous l'effet d'une impulsion de validation reçue à la borne 24. Les états pris par les conducteurs de ligne sont ceux des états des signaux des bornes d'entrée 17 à 23 présents au moment de l'impulsion de validation. Les autres modules du tableau ont la même constitution que celle décrite précédemment. Chaque module reçoit par la borne 24 une impulsion de validation qui lui est spécifique. Tous les autres signaux sont communs pour les quatre modules, ce qui confère au cablage une structure en ligne de réalisation particulièrement simple. Le contrôleur de tableau utilisé pour la présente invention est représenté par le schéma synoptique de la Fig 4 à laquelle on se reportera maintenant. Le contrôleur de tableau engendre les signaux de rythme nécessaires à l'adressage du tableau. Il est l'interface avec un système logique extérieur conçu ici pour hêtre un microprocesseur à huit bits, dont le rôle est notamment de fournir, en réponse à un signal d'interruption issu du contrôleur, les données pour la modification du texte ainsi que l'état de commande de décalage de colonne qui imprime au texte représenté, un mouvement régulier de la droite vers la gauche. Dans la présente invention, le contrôleur est destiné à alléger la tâche du microprocesseur en le libérant des fonctions cycliques de renouvellement des signaux de rythme et de données. Sur le schéma de la Fig 4, nous trouvons les bornes de sorties pour la commande du tableau et notamment Les bornes de sorties d'un compteur diviseur par six 51 dont les états successifs sont représentes par les ondes des Fig 1-1, 1-2 et 1-3. Les bornes d'un compteur diviseur par cinq 52, cablé en série avec le compteur 51, qui engendre les signaux de rythme définis par les Fig 1-4, 1-5 et 1-6. Les bornes d'un décodeur 52 qui conduisent les impulsions de validations pour les quatre modules de tableau. Le bus de données à sept conducteurs issu d'un ensemble de sept portes de puissance 54. Les données de texte sont engendrées par une mémoire vive statique à accès séquentiel 55 (appelée mémoire RAM). L'état des données peut être rendu inopérant sous l'effet d'un conducteur d'entrée D7 qui commande l'extinction complète du tableau. Nous supposons dans un premier temps que les informations de texte sont rangées dans la mémoire 55. C'est une mémoire de 256 octets qu'on fait a > paraîrc successivement sous 1' impulsion de deux compteurs d'a- dresse 5ü et 59. i > our cette fonction, I ' ('Lit rlu signal reçu par la borne 41 est tel qu'il programme la mémoire en mode lecture et interdit la conduction d'un ensemble de porte à trois états 56. Le diviseur 58 est un compteur binaire cablé en diviseur par 30. Il incrémente à chacun de ses reports à zéro le diviseur 59 par l'intermédiaire d'un circuit différenciateur 60 et d'une porte OU 70 de manière à parcourir dans l'ordre croissant des adresses les 240 positions utilisées de la mémoire 55. La source de fréquenee est un oscillateur à 500 KHZ reçu par le compteur binaire 63 principalement diviseur par 256. Ce dernier fournit le signal 82 dont la période vaut 0,5 milliseconde et également les signaux de comptage intermédiaire parmi lesquels nous utilisons les signaux 83 à 87. La Fig 2 nous montre le diagramme de rythme des signaux 82 à 86 tracés avec une base de temps commune, ainsi que les signaux 90, 91 et 92 engendrés par combinaisons logiques des précédents. En se reportant à nouveau à la Fig 4, le signal 82 appliqué à une porte OU 64 par une liaison non représentée, est reçu par le compteur 58 ainsi incrémenté en réponse aux excursions négatives du signal. En réponse aux excursions positives du signal 82, la bascule bistable 65 engendre un état passant pour la porte ET 68 et y reste jusqu'à la transition positive du signal 85 qui remet la bascule à son état de départ. Selon le cablage réalisé, le temps d'ouverture pour la porte ET 68 est celui de huit périodes d'oscillateurs 500 KHZ. La porte ET 68 qualifie la porte 69 faisant apparaître sur sa sortie huit alternances d'oscillateurs.Les impulsions, reçues par le compteur 59 à travers la porte OU 70, engendrent huit états successifs sur les adresses A5, A6 et A7 de la mémoire, faisant apparaître pendant ce court instant, des données sur les sorties de la mémoire 55 dont les rangs sont espacés de trente positions utiles de mémoire. Simultanément, en réponse aux excursions positives du signal 82, la bascule biotable 66engendreun état passant pour la partie @@71 et y reste jusqu' à la transition positive du signal 86 qui remet la bascule à son état d'origine. Selon le cablage réalisé, le temps d'ouverture est celui de quatre alternances de 500 KHZ. La porte ET 71 qualifiée par ailleurs par la bascule 67 autorise le fonctionnement du diviseur 57, en le libérant de sa position de maintient à zéro, et celui du décodeur 53. En réponse au signal d'oscillateur 500 KHZ, le compteur établit ses quatre états successifs faisant apparaître par le décodeur 53 quatre impulsions de validation sur les bornes de sorties. Le signal 82 commande également le compteur d'adresse de colonne 51 et par report le compteur 52, faisant progresser d'un pas leurs états de sorties à chaque transition positif ve du signal 82. En analysant le fonctionnement de l'agencement décrit, il apparaît que pendant un état stable des compteurs 51 et 52 d'une part et du compteur 58 d'autre part; quatre impulsions de validations successives sont crées pendant les qutre premiers états pris par les signaux de sortie de la mémoire 55, qualifiant ainsi ces données sur les modules de tableau respectifs. Le compteur d'adresse 58 incrémenté par l'excursion négative du signal 82 qui suit, positionne la mémoire 55 sur les valeurs de données correspondant aux prochaines colonnes du tableau. Le processus se répète ainsi trente fois validant les quatre fois trente colonnes du tableau. A la fin d'un cycle, la transition négative, qui se produit sur le dernier étage du compteur 52, sollicite la bascule bistable 72, ensuite replacée par la transition positive du signal 87. L'impulsion qui en résulte a une durée égale à une période d'oscillateur 500 KHZ. L'impulsion vient réduire le temps d'ouverture de la porte 68 et, par conséquent, celui de la porte 69, ne laissant apparaître à l'entrée du compteur 59 que sept impulsions pour ce cycle. Le compteur 59 est incrémenté de sept pas, ce qui équivaut à le reculer d'un pas, lui faisant ainsi reprendre la position qu'il avait à l'origine du cycle de balayage de tableau. Le r81e de la bascule 67 est d'établir un état conducteur pour toutes les lampes du tableau pendant un court instant, de manière à maintenir les filaments des lampes en préchauffaqe permanent. L'aspect de repos reste celui d'une lampe éteinte, mais le dispositif permet d'établir plus rapidement le courant de plein éclairage aux moments des transitions demandées à l'affichage. Sous l'action des signaux 83 et 84, la bascule 67 est établie pendant une durée égale au huitième de la période du signal 82, ce dernier venant replacer la bascule sur la transition positive. Le signal 92 qui en résulte agit d'une part sur l'entrée de sélection de la mémoire 55, ce qui a pour effet d'établir des états de conduction pour les lampes, d'autre part sur la porte ET 71 de manière à libérer le compteur 57 et le décodeur 53 pour créer les impulsions de validations nécessaires. En réponse au signal de fin de cycle issu de la bascule 72, la bascule 73 autorise le fonctionnement de la bascule 74. Sur l'excursion positive du signal 83 qui suit, la bascule établit un état passant pour la porte ET 76 et replace par le même conducteur la bascule bistable 123 à sa position d'origine. La bascule 74 est ensuite replacée sur l'excursion positive du signal 87 qui suit. L'impulsion retardée de fin de cycle créée, est appliquée à la porte 76 qui, lorìqu'elle cçt qualifiée par le signal de la bascule 77, incrémente le compteur n h travers la porte OU 64 et le compteur 59 lorsque le report existe.Les adresses de la mémoire 55 sont avancées d'un pas dès l'origine du cycle, ce qui a pour effet de décaler d'une colonne les informations du nouveau texte présenté sur le tableau d'affichage. Le rôle de la bascule bistable 75 est de fournir à un système à microprocesseur l'information de fin de cycle interprétée dans un tel système comme un signal d'interruption. Le signal de la bascule 75, établi en réponse au signal de fin de cycle, est maintenu pendant la durée du signal 90 qui permet de faire avancer le compteur 59 des sept pas nécessaires à son retour à l'origine. A la retombée du signai de la borne 42, l'adresse présentée à la mémoire 55 est celle qui valide la donnée inscrite jusqu'à pr- sent sur la colonne du tableau située à l'extrémité gauche. Sous l'effet de l'impulsion de décalage issoede la bascule 74, cette donnée doit disparaître à l'affichage.L'agencement des bornes d'entrées permet de renouveler les données de la mémoire 1D5 pendant l'intervalle de temps de 0,2 milliseconde qui sépare l'excursion négative du signal de la borne 80 et l'impulsion de décalage. Les nouvelles données sont présentées sur les bornes d'entrée DO à D6. Le signal de la borne 40 est établi de façon à faire conduire les portes à trois états 106 et à qualifier la porte 128 qui, sous l'effet d'une impulsion reçue à la borne 41,positionne la mémoire 55 en état d'écriture. Le signal de validation 40 place également la bascule 127 de manière à qualifier l'impulsion de décalage qui suit par la porte 76. A la mise sous tension du système, et pendant une période d'initialisation de quatre secondes environ, tous les cycles du signal de la borne 8Q sont utilisés pour remplir la mémoire 55. Pendant cette période, on maintient le signal de la borne D7 dans l'état qui interdit le transfert des données vers le tableau de manière à l'éteindre. En fonctionnement, la mémoire est renouvelée à un rythme défini pour le défilement du texte et choisi par programmation. Les données renouvelées se placent en fin de texte de la mémoire et apparaîssent ultérieurement sur le côté droit du tableau. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage lumineux destiné à représenter simultanément sur un tableau de trois mètres de large et de 0,2 mètre de hauteur, un ensemble de vingt caractères alpha-numériques adjacents de manière à composer un texte renouvelable, caractérisé en ce qu'il comprend : une série de 120 colonnes de sept points rendus lumineux par des lampes à incandescence basse tension, agencée en quatre modules identiques de chacun 30 colonnes ; un moyen d'amplification, individuel par module, qui distribue les informations de texte reçues par sept conducteurs, sur les trente colonnes du module selon trente moments successifs ; un moyen logique ayant le rôle de contrôleur de tableau qui engendre les signaux d'horloge nécessaires à l'identification des colonnes et qui renouvelle sur sept conducteurs les informations de texte en coincidence dans le temps avec les signaux d'horloge. 2. Dispositif d'affichage lumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lampes à incandescence basse tension sont alimentées lorsque nécessaire par des impulsions de tension de niveau notablement plus élevé que le niveau défini comme étant celui de fonctionnement en régime permanent, se répétant à une fréquence suffisamment rapide pour éviter tout scintillement. 3. Dispositif d'affichage lumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'amplification comprend : un moyen de commutation de colonnes à six transistors rendus conducteurs successivement ; un moyen de commutation de lignes à cinq groupes de sept transistors dont les conductions sont autorisées successivement groupe après groupe ; un moyen de validation d'informations logiques reçues sur sept conducteurs. 4. Dispositif d'affichage lumineux selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen logique de contrôle de tableau comprend : un compteur d'adressage de tableau constitué par un compteur à division par six connecté en série avec un second compteur à division par cinq ; une mémoire de texte dans laquelle sont rangées dans l'ordre croissant de ses adresses les informations représentatives colorlrle par colonne des états allumés-éteints des lampes du tableau ; un compteur à division par trente qui positionne la mémoire précédente sur trente données successives ; un compteur à division par huit qui positionne la mémoire sur des données espacées entre elles de trente pas élémentaires un un moyen d'adressage des quatre modules de tableau constitué d'un compteur à division par quatre sollicité en synchronisme avec le diviseur par huit précédent, et d'un décodeur à quatre sorties excitées successivement en réponse aux quatre états pris par le compteur ; un moyen d'accès par un système extérieur, constitué de préférence par un système à microprocesseur à huit bits, qui permet principalement, en réponse à une impulsion de fin de cycle, de renouveler le contenu de la mémoire de texte et d'autoriser le décalage des informations présentées sur le panneau d'affichage.