专利名称:空中显示机控制装置的制作方法
本实用新型涉及一种新闻、广告等空中显示机的控制装置，更具体地说，涉及一种特别适用于对大型显示标志列阵进行控制的控制装置，上述显示标志列阵为由诸如灯泡、磁性翻牌等具有两种显示状态的显示单元所构成的空间列阵，该空间列阵可用于显示可变信息。本文中所述“空中”一词系指任何公众可以看见的，诸如墙壁、楼顶、橱窗或空中等空间位置，下文中将不再对该词作具体解释。
在各种信息瞬息万变的当今社会里，继作为都市象征并为之增辉的霓虹灯之后，一种可显示变动信息的大型空中显示机应运而生。在鳞次栉比的楼宇之上，它为行色匆匆的人们提供省时的信息；在喧嚷紧张的证券交易中心，它可以跟踪“道·琼斯曲线”的走势，为经纪人提供与其生死攸关的行情的每一微妙变化；在人声鼎沸的球场上，在机场、车站、码头……到处可以看到这种大型空中显示机在为人们默默地工作，它已成了当代信息社会的一个不可或缺的组成部分。
目前，这种大型空中显示机所采用的显示方式多为一种具有显示标志列阵的大屏幕，显示标志可以是发光元件或磁性翻牌。具体使用时，通过一控制装置驱动上述显示标志列阵，使其按照上述控制装置的指令组成各种文字或图案，从而完成信息发布的目的。
磁性翻牌是一种单面装有反射镜的标志单元，因而色彩单调，对比度差，不能在晚间工作，并且动作迟缓。
发光元件一般有发光二极管和灯泡，但前者由于光强弱且成本昂贵，因而不适于大屏幕显示。但如果用灯泡来作为发光元件并要求采用这种发光元件的显示机所显示的文字或图案不断变化、移动时，特别是涉及大面积、高亮度的显示机时，将面临一定的技术困难。其原因主要是需要较高的电压及难以克服大电流的干扰问题。
作为一种解决办法，有人采用机械触点作为控制装置。一个较为典型的机械触点控制装置可参见刊登于《中国专利公报》第2卷、第4号，申请号为85201408的实用新型。
这种机械触点控制装置需要许多铅板作为字库，在使用前用手工排好所需显示的图案或文字，操作时，由电动机或人工带动传送机构将相应的信息传至显示机上使其作出相应的显示，因而这种机械触点控制器控制方式繁复，不便于对不断变化的信息作出即时的反应。其次，这种非“智能”型的控制装置显示画面呆板，缺乏吸引力，也不能作各种类似动画的显示。
本实用新型的目的在于提供一种电子开关网络来代替现有技术中这种机械触点式的控制方式，可用于驱动包括大型灯泡列阵在内的、每个显示标志均具有两种显示状态的标志列阵，此开关网络可用诸如计算机之类的控制器来控制，从而免去现有技术的诸多不足之处，并进而产生一些新的功能。
本实用新型的目的是通过下述方法实现的本实用新型用于对具有两种状态的标志列阵进行控制，这些标志的状态可通过二进制逻辑信号予以控制，比如，对灯泡列阵而言，逻辑1代表灯泡“亮”的状态，逻辑0代表灯泡“暗”的状态；又如，对于磁性翻牌，逻辑1和0可分别对应于翻牌的正面和反面，或反之。
假定所述列阵具有M行和N列(M、N均为自然数)，则本实用新型中的控制装置包括(M×N)个可控硅，(M×N)个“与”门，上述“与”门由外部控制设备控制。所述可控硅中的每一个控制相应的一个标志单元，所述每个可控硅的控制端与相应的一个“与”门的输出端相连接；每个所述“与”门有两个输入端，可分别代表受其控制的一个标志单元的“行座标”和“列座标”，因此，对(M×N)个标志列阵而言，一共有M个不同的“行座标”和N个不同的“列座标”，上述外部控制设备的输出端包括行控制线和列控制线，所述行控制线和列控制线分别与所述代表“行座标”和“列座标”的“与”门的输入端相连接，每个“与门”的输出状态由分别与其两个输入端相连接的所述行控制线和列控制线发出的控制信号唯一地确定。
作为本实用新型的一种较好的实施方式，本实用新型可与计算机(微机、单板机、单片机等)联机使用，在这种情形下，上述外部控制设备即为计算机，所述行控制线和列控制线即为计算机的数据线和／或地址线，显示屏上的图案或文字可通过计算机的软件系统得以控制。
综上所述，本实用新型的优点在于，结构比现有技术的相应控制部分要简单得多，不仅可以适用于驱动由磁性翻牌或发光二极管等小功率的标志单元所构成的广告牌，而且，由于采用可以控制大功率电器元件的可控硅作为开关元件，所以还能用于驱动诸如灯泡之类的大型的高功率标志列阵。此外，本实用新型还有一个显著的优点在于，所述控制装置可与计算机联机使用，从而实现了信息发布的智能化，速度快，灵活性强，从而不仅适用于广告等持续时间较长的信息的发布，而且还适用于新闻等变化较快的信息的发布。因而，可广泛使用于汇率显示、数码显示、灯光通讯、交易牌等。
本实用新型的其他优点及进一步的技术特征将在下文中结合附图对本实用新型的实施例的描述中得到更为详尽的体现。
图1为本实用新型的一个实施例的电原理图；图2A为图1中所示实施例的供电电源的波形图；图2B为本实用新型所采用的一种刷新周期脉冲CPc的波形图2C为图2B所示刷新周期脉冲CPc中所包含的8个地址脉冲CP1，CP2，…CP8；图2D为图2B所示刷新周期脉冲CPc中所包含的8个数据送数脉冲CP1、CP2、…CP8；图2E为展示某个可控硅导通时间关系的波形图；图3A为另一个实施例中供电电源的波形图；图3B为与图3A相同的实施例的刷新周期脉冲与数据送数脉冲和地址脉冲的包络图；图3C为与图3A和3B相同实施例中，某个可控硅的导通时间的波形图。
为叙述方便起见，在本说明书所描述的实施例中，所述标志单元均为灯泡，而且构成一个8×8的列阵，但这并非限定性的。
现请参见图1。该图所示为将本实用新型应用于一个8×8的灯泡列阵显示屏的例子。图中，“11，12，……18”“21，22，……28”……“81，82，……88”为8×8＝64个灯泡，相应地每个灯泡均受一个可控硅“11s、12s、……18s”……“81s，82s，……88s”控制，所述每个灯泡与相应的一个可控硅串联后两端接上供电电源，如图所示，每个可控硅的控制极与相应的一个与门“11M、12M……18M”……“81M，82M……88M”的输出端相连接，每个“与”门有两个输入端，其中一端可看作是灯泡列阵的“行座标”，另一端可看作灯泡列阵的“列座标”，因此，有8个“行座标”和8个“列座标”，因此，在本例中，第X行的每个“与”门的一个输入端分别与计算机的地址线Ax相连接，即将一“行座标”与地址线A1、A2……A8相连接，第Y列的“与”门的另一个输入端(即“列座标”)与计算机的数据线Dr相连接，即将“列座标”与数据线D1、D2……D8相连接。
所述数据线和地址线与外部控制设备相连接(图中未示出)。外部控制设备通过高速通道与上述地址线和数据线相连接。所述外部控制设备可以是计算机，也可以是其他诸如脉冲发生器等，所述外部控制设备根据需要发出一定的脉冲，控制每个灯泡的“亮”、“暗”状态，从而使所述灯泡列阵显示一定的图案和／或文字。
下面将叙述上述外部控制设备是如何控制所述灯泡列阵的。
请参见图2A至2E，上述外部控制设备可采用过0触发的方法来控制所述灯泡列阵。参见附图，当供电电源过0(图2A中的T1时刻)以后，所述信号发生器即发生一个刷新周期脉冲CPc(图2B)，每个刷新周期脉冲CPc最多可包含8个数据脉冲和8个地址脉冲(可同时参见图2A至2D)，在刷新周期脉冲时间内，当且仅当某一个数据线的信号和某一地址线的信号同时为“1”时，与该两根数据线和地址线相对应的灯泡亮，反之则暗。比如，在刷新周期脉冲CPc持续时间内，当数据线D1和地址线A8的信号同时为“1”则相应的灯泡81亮。由于本实用新型采用具有短期记忆功能的可控硅作为开关元件，因此，一旦某一个灯泡亮了以后。(比如，如图2E所示，在T′2时刻)，则该灯泡将一直持续亮到供电电源电压过0时刻T4方始熄灭，这是由可控硅的导通特性所决定的。
因此，所述外部控制设备只要在下一个供电电压周期开始(T4时刻)以后，再发出一个CPc(T5时刻)就可以了。
通过上文对本实施例的描述中显见，本实用新型还具有如下优点在如图2A所示的T3到T4这段时间内，所述外部控制设备可以不必顾及发光列阵的情况，而用这段时间来准备下一步输出新的图案或／和文字作准备，因而利用这种方式，对于用灯泡列阵构成的显示屏，可以增加变化的方式，比如整个广告牌上的图案和／或文字可以横向移动，也可竖向移动，可呈发散状或聚敛状地显示，甚至还可根据需要，达到类似动画的显示效果来，从而增添了显示画面的活力，富有吸引力，给人以新颖感。
此外，由于上述外部控制设备可采用单片机等数据速率很快的控制手段，因而可以使图2B中所示的刷新周期脉冲的脉宽相对于电源波形半波时间10ms而言要窄得多，因而，正如图2E所示，可控硅导通电流波形与供电电源电压波形相差无几，面积几乎相同，因而极大地提高了灯泡电流波形的占空比，这一优点是一般采用晶体管开关的网络所无法比拟的。
本实用新型的所述外部控制设备的另一种工作方式可参见图3A－3C。在此实施例中，所述外部控制设备不是采用过0触发的办法来触发可控硅网络。如图3B所示，所述外部控制设备的刷新周期脉冲是连续发出的，而不是如图2B所示每当供电电源电压过零时发出一次，图3c所示为一个导通的灯泡的电流波形。显然，由于刷新周期脉冲是不断地连续发出的，所以处于亮态的灯泡的电流波形的面积基本上也与供电电压的波形面积相同，因而也可以达到第一个实施例中相同的目的。此方法的优点是省略了与过零电压波形同步这一环节，因而实施可简便些。
采用可控硅作为开关元件还有一个显著的优点就是，可控硅触发极所需触发电流是很小的，因而触发方便，对于一个200瓦的灯泡来讲，可控硅的工作电流为1安培即可，其触发电流则仅需0.1mA，因而，很方便地解决了大屏幕，大功率灯泡列阵驱动较为困难的问题。
权利要求
1.一种空中显示机的控制装置，特别是一种适用于对大型显示标志列阵进行控制的控制装置，所述标志具有两种状态，可通过二进制逻辑信号予以控制，本实用新型的特征在于，当所述列阵具有M行和N列时，则本实用新型包括(M×N)个可控硅，(M×N)个“与”门；所述“与”门由外部控制设备控制，所述可控硅中的每一个控制相应的一个标志单元，所述每个可控硅的控制端与相应的一个“与”门的输出端相连接；每个所述“与”门有两个输入端，可分别代表受其控制的一个标志单元的“行座标”和“列座标”，所述外部控制设备的控制输出端包括行控制和列控制线，所述行控制线和列控制线分别与所述代表“行座标”和“列座标”的“与”门的输入端相连接，每个“与”门的输出状态由分别与其两个输入端相连接的所述行控制线和列控制线发出的控制信号唯一地确定。
2.根据权利要求
1所述的空中显示机的控制装置，其特征在于，所述标志列阵为灯泡列阵，所述灯泡由交流供电电源供电，由上述可控硅控制供电电源的通断，每当所述标志列阵的供电电压过零时／或后，所述外部控制设备发出一个刷新周期脉冲。
3.根据权利要求
1所述的空中显示机的控制装置，其特征在于，所述标志列阵为灯泡列阵，所述灯泡由交流供电电源供电，由上述可控硅控制供电电源的通断，所述外部控制设备每隔一个预定时间发出一个刷新周期脉冲。
专利摘要
一种大型新闻广告等空中显示机的控制装置，更具体地说，涉及一种适用于对大型显示标志列阵进行控制的控制装置，本实用新型结构简单，不仅适用于驱动由磁性翻牌或发光二极管等小功率的标志单元所构成的广告牌，还能用于驱动诸如灯泡之类的大型的高功率灯泡列阵。本实用新型可与计算机联用，实现信息发布和智能化，显示速度快，灵活性强，可广泛用于新闻发布、金融证券交易中心、广告等。
文档编号G09G3/22GK87209778SQ87209778
公开日1988年5月18日 申请日期1987年6月30日
发明者顾培德, 乐卫俭, 计鸿祥, 林香 申请人:顾培德, 乐卫俭, 计鸿祥, 林香导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan