荧光显示管控制电路 本发明涉及可以使荧光显示管按段进行灰度显示的荧光显示管控制电路。
图7为已有的荧光显示管控制电路的结构图。图中，1是8位数字显示装置，2是由各段荧光显示管构成的数字，3是以动态驱动方式驱动数字显示装置1的荧光显示管控制电路，4是显示随机存取存储器(RAM)，该显示随机存取存储器(RAM)通过主数据总线6将从中央处理器(CPU)5接收的显示数据存储于各段的每个区域中，上述显示数据为表示是否点亮荧光指示管的数据，它在点亮荧光显示管时设定为“1”，在不点亮荧光指示管时设定为“0”。7是亮度信号发生单元，该亮度信号发生单元在每一规定时间发生点亮荧光显示管的亮度信号并将其输出，8是控制单元，该控制单元从显示RAM4中读取显示数据，根据该显示数据和由亮度信号发生单元7输入的亮度信号将各段的段信号输出，9是段信号发生单元，该段信号发生单元将控制单元8输入的段信号存储于各段区域9a～9g中，并根据控制单元8的控制信号将存储地段信号输出给荧光显示管。
图8为表示由亮度信号发生单元内的信号所发生的数字信号的波形图，图9为表示与该数字信号对应输出的各段的段信号的波形图以及将一个段信号放大显示的波形图。
控制单元8根据中央处理器5所给出的启动指令开始工作，亮度信号发生单元7按照控制单元8所给出的控制信号生成一数字信号的基本信号和亮度信号。之后，控制单元8根据第一数字基本信号，通过本地总线10将存储于显示随机存取存储器4中的第一位的各段的显示数据传送给段信号发生单元9，同时控制第一位的数字波形输出。接着，将第2位的显示数据传送给段信号发生单元9，同时控制第2位的数字波形输出。按上述方式直至进行到最后一位，再次返回到第1位。并且，反复进行上述操作，直至出现来自中央处理器5的停止指令为止。
另外，可通过按照中央处理器5发出的指令通过主数据总线6改写显示随机存取存储器4中的数据来进行显示的变更。
下面以控制单元8根据各段的显示数据和亮度信号生成段信号的过程为例进行说明。
例如，如图7所示，在数字显示装置1的第1位表示“ 1”时，存储于显示随机存取存储器4中的段(1)及段(2)的显示数据为“1”，其它的段(3)～段(7)的显示数据为“0”。因此，由于控制单元8通过计算这些显示数据和亮度信号的逻辑积，发生图9所示的段(1)及段(2)为“H(高电平)”、其它的段(3)～段(7)为“L(低电平)”的段信号。
另外，在第2位表示“2”时，存储于显示随机存取存储器4中的段(1)、(3)、(4)、(6)及(7)的显示数据为“1”，其它的段(2)及(5)的显示数据为“0”。因此，控制单元8通过计算这些显示数据和亮度信号的逻辑积，发生图9所示的段(1)、(3)、(4)、(6)和(7)为“H”、其它的段(2)及(5)为“L”的段信号。以后，按与上述相同的方式发生段信号，直至第8位为止。
再有，为了调整荧光显示管的显示亮度，并防止显示向其它位渗漏，段信号设有如图9所示的关闭时间。该段信号仅在数字信号为“H”的一数字时间td的期间有效。荧光显示管在一数字时间td的期间仅在段信号为“H”的接通时间ton的期间点亮，而在段信号为“L”的关闭时间toff的期间熄灭。因此，占空比Du用上述重复周期T表示为：Du＝ton/T。如果所采用的电源电压或电流等条件相同，则荧光显示管的亮度与占空比Du成比例，由于一数字时间td是用常数除重复周期T而计算出的值，所以，荧光显示管的亮度与段信号的占空比d即d＝ton/td成比例。
由于已有的荧光显示管控制电路按上述方式构成，所以荧光显示管的亮度全部统一为由占空比唯一决定的值，为了调整亮度，即使改变占空比，也不能一起改变全部段的亮度，这就存在不能任意改变各个段的亮度等问题。
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种可任意改变各段亮度的荧光显示管控制电路。
有关本发明的第一方面，荧光显示管控制电路通过该亮度信号发生单元发生并输出多个亮度信号，通过控制单元输入存储于显示随机存取存储器中的显示数据和灰度数据，并将它们输出给每个段，通过选择单元输入显示数据和灰度数据，同时，输入上述亮度信号发生单元所给出的多个亮度信号，根据上述灰度数据确定其中一个亮度信号，在根据上述显示数据点亮荧光显示管时，将刚才确定的亮度信号输出给上述荧光显示管。
有关本发明的第二方面，荧光显示管控制电路的段信号发生单元通过计数器输入并计数一数字时间寄存器给出的计数值，符合电路在计数器中的计数值与存储于亮度寄存器中的的计数值一致时，输出与该计数值相应的亮度信号。
有关本发明的第三方面，荧光显示管控制电路的段信号发生单元利用多个符合电路分别与存储不同计数值的亮度寄存器相连接，输出与存储于这些亮度寄存器中的计数值相应的亮度信号。
图1为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的结构图；
图2为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的亮度信号发生单元的结构图；
图3为从本发明第1实施例的亮度信号发生单元输出的亮度信号A和亮度信号B的波形图；
图4为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的选择单元的结构图；
图5为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的操作顺序流程图；
图6为本发明第2实施例的荧光显示管控制电路用于汽车的速度仪时的实例的结构图；
图7为已有的荧光显示管控制电路结构图；
图8为在段信号发生单元内发生的数字信号的波形图；
图9为与图8的数字信号对应地输出的各段的段信号波形图以及将一个段信号放大显示的波形图。
下面对本发明的一个实施例进行描述。
图1为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的结构图，图中，1是8位数字显示装置(荧光显示管)，2是由各段构成的数字，11是通过动态驱动方式驱动数字显示装置1的荧光显示管控制电路，它可任意切换各个段的亮度。12是存储灰度数据的显示随机存取存储器，该数据用于选择通过主数据总线从中央处理器5接收到的显示数据和荧光显示管亮度信号，13是为存储各荧光显示管的显示数据而设于显示随机存取存储器12中的一位(“0”表示不点亮；“1”表示点亮)显示数据区，比如在本实施例1中，由于是8位7段数字显示装置1，所以，要确保56比特的区域。14是为了存储各荧光显示管的灰度数据而设于显示随机存取存储器12中的一位(“0”表示亮度信号A；“1”表示亮度信号B)的灰度数据区，同样也要确保56比特的区域。
15是亮度信号发生单元，发生在一数字时间td期间使段信号的接通时间ton不同即段的亮度不同的亮度信号A(亮显示)和亮度信号(暗显示)B。16是控制从显示随机存取存储器12输入的指示数据和灰度数据向本地数据总线17的输出时序的控制单元。18是具有与各个段(1)～(7)对应的灰度段信号发生单元19的选择单元，该各灰度段信号发生单元19求取通过本地数据总线17输入的显示数据与根据灰度数据选择的亮度信号A或亮度信号B的逻辑积，在显示数据为“1”时，将亮度信号A或亮度信号B输出到数字显示装置1的各段。
图2为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的亮度信号发生单元的结构图，图中，21是一数字时间寄存器，存储规定一数字时间td的计数值，22是根据内部时钟等计数源结束从一数字时间寄存器21输入的计数值的计数器，当达到规定一数字时间td的计数值时，就复位为0。23是存储规定亮度信号A的段信号的接通时间ton的计数值的寄存器A(亮度寄存器)，24是常时比较计数器22的计数值和从寄存器A23输入的计数值、并将两者一致的时刻作为触发时间输出亮度信号A的符合电路A(符合电路)。25是存储规定亮度信号B的段信号的接通时间ton的计数值的寄存器B(亮度寄存器)，26是常时比较计数器22的计数值和从寄存器B25输入的计数值、并将两者一致的时刻作为触发时间输出亮度信号B的符合电路B(符合电路)。
图3为从本发明第1实施例的亮度信号发生单元输出的亮度信号A和亮度信号B的波形图，在图3(a)中，由于亮度信号A具有t1～td的接通时间ton，亮度信号B具有t2～td的接通时间ton，所以，段在由亮度信号A点亮时为亮显示，在由亮度信号B点亮时为暗显示。
另外，图3(b)表示用其他方法发生的亮度信号B’。该亮度信号B’与图3(a)的亮度信号B相对应，在时刻t1，t2将一数字时间td三等分时，无论荧光显示管是由亮度信号B还是由亮度信号B’进行驱动，都成为具有相同亮度的暗显示。亮度信号B’可采用亮度信号A和时刻t2来发生。
图4为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的选择单元的结构图，图中，31是输入亮度信号A和亮度信号B并根据灰度数据选择并输出其中一个的多路转换器，当灰度数据为“0”时，就选择亮度信号A，当灰度数据为“1”时，就选择亮度信号B。32是求取显示数据与从多路转换器31输出的亮度信号A或亮度信号B的逻辑积、并在显示数据为“1”时输出亮度信号A或亮度信号B中的某一个的“与”电路，。
下面对操作进行描述。
图5为本发明第1实施例的荧光显示管控制电路的操作顺序流程图。下面，作为显示装置使用图1所示的8位7段构成的数字显示装置1、以荧光显示管进行亮显示和暗显示二灰度显示的情况为例进行说明。首先，控制单元16当接收到中央处理器5给出的数字显示指令的指示时，就将变量m赋值为1(ST1)，通过本地数据总线17将亮度信号发生单元15发生的亮度信号A和亮度信号B输出给选择单元18(ST2)。之后，控制单元16将存储于显示数据区13的第m位中的段显示数据7比特以及存储于灰度数据区14的第m位段灰度数据7比特输出到选择单元18中(ST3)。
由选择单元18根据灰度数据选择亮度信号A或亮度信号B(ST4)，根据显示数据是否判断将第m位的相应的段点亮(ST5)。当判断的结果是将段荧光显示管点亮时，选择单元18就向成为数字显示装置1的第m位点亮对象的段输出亮度信号A或亮度信号B，按亮度信号A或亮度信号B的亮度点亮m位段n的荧光显示管(ST6)。之后，为处理是否将m位的下一段的荧光显示管点亮，控制单元16将m赋值为m+1(ST7)。
接着，为了判断是否对m位的全部段进行处理，控制单元16执行m≤8处理(ST8)，不对全部的段进行处理时，就转到ST2。另一方面，对m位的全部段进行处理时，就判断是否继续进行显示处理(ST9)，继续进行显示处理时，就转到ST1，不继续进行显示处理时，即告结束。
在实施例1中，对荧光显示管进行亮指示和暗指示的二灰度显示的情况说明了荧光显示管控制电路11，但并不限于上述情况，荧光显示管控制电路11可以使荧光显示管按任意的灰度数进行显示。但是，当灰度增加时，灰度数据也增加，所以，必须加大显示随机存取存储器12的的灰度数据区14。另外，当灰度数量增加时，必须发生3种以上的亮度信号，所以，发生亮度信号时的计时数也增加。
如所述，按照本实施例1，在控制构成段的荧光显示管的显示的荧光显示管控制电路中，由于发生多种亮度信号，从这些信号中选择一个重叠到显示数据上，所以可任意切换段的亮度。因此，通过每隔3位使荧光显示管的亮度不同，可以很容易地读取数字。
图6为本发明第2实施例的荧光显示管控制电路用于汽车的速度仪时的实例的结构图。在上述第1实施例中说明了8位数字显示装置1，但是，该如第2实施例所示的那样，荧光显示管也可以构成速度仪。图中，速度仪由表示“0”～“180”的段构成，其中从“0”到“40”和“60”的中间的段为亮显示，而“60”～“180”的段为暗显示。在该速度仪中，“60”～“180”也显示，成为满刻度显示，从而一眼便可识别当前的速度为“ 50”。因此，如果使用该速度仪，容易掌握夜间行走时的速度，从而可减轻驾驶员的负担。
如所述方式，有关本发明的第一方面，利用亮度信号发生单元发生并输出多个亮度信号，利用控制单元输入存储于显示随机存取存储器中的显示数据和灰度数据，并将它们分别输出给各段，利用选择单元输入显示数据和灰度数据，同时输入亮度信号发生单元给出的多个亮度信号，之后根据灰度数据确定某一亮度信号，当根据显示数据点亮荧光显示管时，就将上述确定的亮度信号输出给荧光显示管，所以，可以对每个段任意切换亮度，从而可以提高显示装置的表现力。
有关本发明的第二方面，段信号发生单元利用计数器从一数字时间寄存器输入并计数计数值，根据符合电路，当计数器的计数值与存储于亮度寄存器中的计数值一致时，就输出与该计数值相应的亮度信号，所以，可以对每个段任意切换亮度，从而可以提高显示装置的表现力。
有关本发明的第三方面，段信号发生单元分别与存储由于多个符合电路而各不相同的计数值的亮度寄存器相连接，输出与这些亮度寄存器中存储的计数值相应的亮度信号，所以，可以对每个段任意切换多灰度的亮度，从而可以进一步提高显示装置的表现力。