DE2826474A1

DE2826474A1 - Digitale steueranordnung

Info

Publication number: DE2826474A1
Application number: DE19782826474
Authority: DE
Inventors: Colin J Davies
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB1582563A; FR2395547B1; FR2395547A1; JPS5417489A; US4246611A

Description

- 5 Patentanwälte

Dipl.-lng. CHpl.-Chem. CHpl.-Ing. 2826 47

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen: T 5114 13.Juni 1978

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas 75222, V.St.A.

Digitale Steueranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Steueranordnung und auf ein Verfahren zur Übertragung von Steuerdaten. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Anordnung, in der Eingangssignale von einer an einem entfernten Punkt liegenden Eingabevorrichtung zur digitalen Steuervorrichtung übertragen werden, die einen Mikroprozessor enthält. Die Übertragung der Daten kann beispielsweise mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahls erfolgen.

Zur Fernsteuerung von Fernsehempfängern sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die einem Zuschauer ermöglichen, sitzenzubleiben, während er beispielsweise den Kanal, auf den der Empfänger abgestimmt ist, die Lautstärke oder die Bildhelligkeit einstellt.

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Die zu schaffende digitale Steueranordnung soll sich für die Steuerung eines Fernsehempfängers eignen, jedoch ist sie nicht auf diesen Anwendungsfall "beschränkt.

Nach der Erfindung ist eine digitale Steueranordnung mit einer Signaleingabevorrichtung und einer Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes Eingangssignal aus der Eingabe-Vorrichtung zu der Steuervorrichtung durch Wiederholungen einer Gruppe serieller Datenbits übertragbar ist, die das bestimmte Eingangssignal kennzeichnen, wobei jeder Gruppe ein vorbestimmtes Startsignal vorangeht und eine Lücke mit vorbestimmter Dauer folgt, und wobei die Wiederholungen für die Dauer einer Zeitperiode fortgesetzt werden, für die das einzelne Eingangssignal an die Steuervorrichtung anzulegen ist.

Ferner ist nach der Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Steuerdaten von einer Eingabevorrichtung zu einer Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe serieller Datenbits erzeugt wird, die ein bestimmtes Steuereingangssignal für die Steuervorrichtung repräsentieren, daß ein vorbestimmtes Startsignal erzeugt wird und daß für die Dauer der Steuerdaten das Startsignal und eine Gruppe von Datenbits wiederholt erzeugt werden, wobei jede Wiederholung des Startsignals einerWiederholung einer Gruppe von Datenbits vorangeht, und wobei zwischen dem Ende einer Wiederholung der Gruppe der Datenbits und der nächsten Wiederholung des Startsignals ein vorbestimmtes Zeitintervall liegt.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Wiederholungen des Startsignals und der Gruppen von Datenbits durch ein vorbestimmtes Zeitintervall voneinander getrennt, indessen Verlauf von der Eingabevorrichtung zur Steuervorrichtung kein Signal gesendet wird oder bei der ein solches Signal

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bei der Aussendung ein Bezugssignal ist, das beispielsweise den Binärwert ¹¹O" repräsentiert.

Qls Startsignal kann ein einzelner Impuls oder ein anderes den Binärwert "1" repräsentierendes Signal sein, und im Verlauf des Zeitintervalls kann ein Signalwert aufrechterhalten werden, der den Binärwert "0" repräsentiert.

Die Eingabevorrichtung kann eine von Hand betätigbare Tastatur sein, und die Gruppe der Datenbits kann eine Taste der Tastatur repräsentierten, die an dem Zeitpunkt gerade gedrückt ist. Die Dauer, für die die Taste gedrückt ist, kann die Dauer bestimmen, für die die Wiederholungen des Startsignals und der Gruppe von Datenbits andauern. Zum Abtasten der Tastatur kann ein digitaler Zähler benutzt werden, und ein Ausgangssignal der Tastatur kann zum Aufzeichnen des ZäMerausgangs an dem Zeitpunkt als Teil wenigstens der Gruppe aus Datenbits benutzt werden.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede Gruppe aus Datenbits sieben Bits, und jedes Zeitintervall hat eine Dauer, die der Dauer von acht Bits äquivalent ist, wobei das Startsignal ein einzelnes Bit mit dem Binärwert "1" ist.

Die Steuervorrichtung kann einen Mikroprozessor enthalten, der so programmiert ist, daß er eine aus mehreren unterschiedlichen Steuerfunktionen ausgewählte Steuerfunktion in Abhängigkeit von der Datenbitgruppe- ausführt, die er empfängt. Wenn die Steuerfunktion fortschreitend ist, wie es beispielsweise bei der Steuerung der Lautstärke oder der Helligkeit eines Fernsehempfängers der Fall ist, kann der Mikroprozessor so programmiert sein, daß er einen einen Parameter der bestimmten Funktion repräsentierenden Wert bei jedem Auftreten der dieser Funktion zugeordneten

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Datenbitgruppe vergrößert. Eine solche Steuerung kann in Form einer stetigen Vergrößerung von einem Minimalwert zu einem Maximalwert mit einer anschliessenden Rückstellung auf den Minimalwert erfolgen.Der Parameter kann jedoch auch beim aufeinanderfolgenden Auftreten der entsprechenden Datenbitgruppe ausgehend von einem Minimalwert stetig bis zu einem Maximalwert ansteigen und dann wieder mit der gleichen Geschwindigkeit bis zum Minimalwert abnehmen. Jede an der Steuervorrichtung ankommende Datenbitgruppe kann mit der unmittelbar vorangehenden Gruppe verglichen werden, und eine Auswirkung auf die Steuervorrichtung erfolgt nur dann, wenn die Gruppen übereinstimmen; eine solche Prüfung vermeidet Störänderungen der Steuerfunktionsparameter, die sich aus Rauschstörungen ergeben.

Die Steuervorrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie einen Fernsehempfänger steuert, wobei die verschiedenen Datengruppen eine Zunahme oder eine Abnahme der Lautstärke-, der Helligkeit, der Abstimmfrequenz oder der Frequenzbandzahl repräsentieren. Die Farbsättigung und der Farbton könnten in der gleichen Weise gesteuert werden. Die Eingabevorrichtung kann eine Fernsteuereinheit sein, die so ausgebildet ist, daß sie mit der Steuervorrichtung beispielsweise über einen Infrarot-Lichtstrahl in Verbindung steht, der durch das Startbit und die Datenbitgruppe moduliert ist.

Die Erfindung könnte auch zur Steuerung anderer Geräte angewendet werden; besonders vorteilhaft ist sie dann, wenn die Steuervorrichtung einen Mikroprozessor enthält,

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Vorteilhaft ist die Erfindung in Steuersystemen, in denen der Steuerkanal Daten mit relativ niedriger Geschwindigkeit übertragen muß.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein Blockschaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels einer Steuervorrichtung für eine Anordnung nach der Erfindung zur Steuerung eines Fernsehempfängers,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Signaleingabevorrichtung, die für die Verwendung zusammen mit der Steuervorrichtung von Fig.1 geeignet ist und in Form einer Fernsteuereinheit eines Fernsehempfängers ausgebildet ist, und

Fig.3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Form des von der Signaleingabevorrichtung zur Steuervorrichtung der Anordnung nach den Figuren 1 und 2 übertragenen Signals.

In der in Fig.1 dargestellten Steuervorrichtung werden die von einer Signaleingabevorrichtung ausgesendeten Signale auf einen Lichtstrahl, beispielsweise einen Infrarot-Lichtstrahl, moduliert, der auf eine lichtempfindliche Diode 1 auftrifft, von der ein Ausgangssignal abgeleitet wird, das nach der Verstärkung in einem Verstärker 2 einem Puffer 3 zugeführt wird. Die Signale aus dem Puffer 3 werden über einen vieradrigen Kanal 4 zu den K-Eingängen eines Mikroprozessors 5 übertragen. Der Mikroprozessor 5 kann der bekannte Mikroprozessor des von der Firma Texas Instruments hergestellten und vertriebenen Typs TMS 1100 sein. Den K-Eingängen

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des Mikroprozessors 5 werden auch die Ausgangssignale einer über den Kanal 7 angeschlossenen Tastatur 6 zugeführt, während die Ausgangssignale eines DauerSpeichers 8 mit Direktzugriff über einen Kanal 9 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 5 weist zwei Gruppen von Ausgangsanschlüssen auf, die als 0-Anschlüsse und als R-Anschlüsse bezeichnet werden. Es sind acht O-Anschlüsse und elf R-Anschlüsse vorhanden. Alle acht O-Anschlüsse sind mit den Eingängen einer 8-Bit-Halteschaltung 10 verbunden; die O-Anschlüsse 0 bis 3 sind mit einer Bildschirmwiedergabesteuereinheit 11 für die Katodenstrahlröhre des Fernsehempfängers über einen Kanal 13 und mit einem Digital-Analog-Umsetzer über einen Kanal 14 verbunden. Alle acht O-Anschlüsse sind auch über einen achtadrigen Kanal 15 mit Abtasteingängen der Tastatur 6 verbunden. Der 0-Anschluß 7 ist mittels eines Leiters 16 mit dem Puffer 3 zu dessen Steuerung verbunden. Die R-Anschlüsse 0 bis 4 sind über einen Kanal 17 mit Eingängen des Direktzugriffsspeichers verbunden. Fünf weitere R-Anschlüsse sind über einen Kanal 18 mit der Bildschirmwiedergabe-Steuereinheit verbunden, und die anderen R-Anschlüsse sind als Steuereingang an die 8-Bit-Halteschaltung 10 angeschlossen und sie liefern an einem Leiter 19 ein Signal zur Steuerung einer Frequenzregelschaltung des Fernsehempfängers. Der Direktzugriffspeicher 8 weist drei Ausgänge 20 zur Steuerung eines Bandschalters des Empfängers auf. Der Digital-Analog-Umsetzer 12 weist einen einzigen Ausgang auf, an dem ein Leiter 21 angeschlossen ist, der mit einem Integrator zur Abgabe einer veränderlichen Steuerspannung mit einer Kapazitätsdiode verbunden ist, mit der die Abstimmung des Empfängers bewirkt wird. Die 8-Bit-Halteschaltung

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weist einen Ausgang auf, an dem ein Leiter 22 angeschlossen ist, mit dessen Hilfe der Tonausgang des Empfängers gesperrt werden kann; ferner weist die Halteschaltung einen siebenadrigen Ausgangskanal 23 auf, der mit dem Eingang eines dreikanaligen Digital-Analog-Umsetzers verbunden ist, der einen Ausgang 25 zur Steuerung der Farbsättigung des Bildes, einen Ausgang 26 zur Steuerung der Lautstärke des erzeugten Tons und einen Ausgang zur Steuerung der Helligkeit des Bildes aufweist. Der Dlgital-Analog-Umeetzer 24 kann eine integrierte Schaltung des Typs TMS37O1 der Firma Texas Instruments sein. Die Bildschirmwiedergabe-Steuereinheit 11 empfängt dieZeilen- und Bildablenksignale über Leiter 28 und und sie erzeugt an einem Leiter 30 ein Ausgangssignal,

Zusätzlich zu den AusgangsSignalen des Verstärkers 2 empfängt der Puffer 3 drei weitere Eingangssignale, nämlich ein 50 Hz-Signal zum Zwecke der Taktsteuerung über einen Leiter 31 und zwei Signale TH1 und TH2 aus Schwellenwertschaltungen während der Abstimmung des Empfängers, die über Leiter 32 und 33 zugeführt werden. Die in Fig.2 dargestellte Signaleingabevorrichtung ist eine Fernsteuereinheit, die sich zum Steuern eines Fernsehempfängers mit der in Fig.1 dargestellten Steuervorrichtung eignet, über einen Leiter 100 wird einem Eingang eines 4-Bit-Zählers 101 und dem Takteingang eines 8-Bit-Schieberegisters 102 ein Datentaktsignal mit der Frequenz 333 Hz zugeführt. Die Ausgänge der drei niedrigerwertigen Stufen des Zählers 101 sind über einen Kanal 104 parallel mit den Eingängen eines 3-auf-8-Leitungsdecodierers 103 verbunden, und über einen Kanal 105 stehen sie mit den Stufen 5, 6 und 7 des Schiäaeregisters 102 in Verbindung. Die acht

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Ausgänge des Decodierers 103 sind mit den Zeilenleitern einer Tastenmatrix 106 verbunden; diese Matrix weist vier Spaltenleiter auf, die über einen Kanal 107 parallel an die Stufen 1, 2, 3 und 4 des Schieberegisters 102 angeschlossen sind. Die Spaltenleiter der Tastenmatrix 106 sind über einen Kanal 108 auch mit Eingängen eines ODER-Glieds 109 verbunden, dessen Ausgang am Ladeeingang des Schieberegisters 102 angeschlossen ist. Die höchstwertige Stufe des Zählers 101 ist mit dem Freigabeeingang des Schieberegisters 102, mit einem Sperreingang des ODER Glieds 109 und mit einem Eingang des UND-Glieds 110 verbunden. Das UND-Glied 110 weist zwei weitere Eingänge auf, von denen einer über einen Kanal 111 das serielle Ausgangssignal des Schieberegisters 102 empfängt, während der andere über einen Leiter 112 ein 40 kHz-Trägersignal empfängt. Die achte Stufe des Registers 102 empfängt dauernd ein Eingangssignal mit dem Wert "1" in Form einer den Binärwert "1" repräsentierenden Spannung, die über einen Leiter 113 zugeführt wird. Der Ausgang des UND-Glieds 110 ist mit einem Transistorverstärker 114 verbunden, dessen Ausgangssignal _zur Ansteuerung einer Leuchtdiode 115 benutzt wird, die einen modulierten Infrarot-Lichtstrahl erzeugt, mit dessen Hilfe die Eingabevorrichtung mit der Steuervorrichtung von Fig.1 in Verbindung steht; der Lichtstrahl wird von der lichtempfindlichen Diode 1 empfangen.

Die Form des von der Leuchtdiode 115 erzeugten Signals ist in Fig.3 angegeben. Dieses Signal weist ein Startbit auf, das einer aus sieben Bits bestehenden Datenbitgruppe vorangeht; daran schließt sich eine 8-Bit-Zwischencodelücke an, auf die ein weiteres Startbit und eine weitere Gruppe aus sieben Datenbits folgt usw.

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Die Datenbitgruppe bleibt im Verlauf aufeinanderfolgender Wörter gleich, solange die gleiche Taste der Tastenmatrix 106 gedrückt ist. Die Bitfrequenz des Signals beträgt 333 Hz, was bedeutet, daß jedes Wort und jede darauffolgende Zwischencodelücke 16 Bitperioden besetzt;die Wörter werden gerade mehr als zwanzigmal pro Sekunde wiederholt.

In Fig.2 wird das Datentakt signal, desseji Frequenz 333 Hz beträgt, über den Leiter 100 an den 4-Bit-Zähler-10t angelegt, so daß der Zähler mit jedem Taktimpuls fortgeschaltet wird; das Zählen erfolgt in der Weise, dsßait dem Wert 0000 begonnen wird und daß die Fortschaltung in Einerschritten bis zum Wert 1111 erfolgt, woran sich eine automatische Rückstellung auf den Wert 0000 und ein erneuter Zählvorgang anschliessen. Die drei Stufen des Zählers 101 mit niedrigerer Wertigkeit sind mit dem Decodierer 103 verbunden, so daß die acht Ausgangsleitungen des Decodierers 103 nacheinander erregt werden, wenn der Stand des Zählers 101 erhöht wird. Die Tastenmatrix I06, die aus acht Zeilenleitern und aus vier Spaltenleitern besteht und Tasten aifweist, die eine Verbindung eines Zellenleiters mit einem Spaltenleiter bewirken, empfängt die Impulse aus dem Decodierer 103 und überträgt in jeweils 16 Taktimpulsen einenimpuls längs eines Zeilenleiters in Abhängigkeit davon, welche der Tasten an dem Zeitpunkt gerade gedrückt ist. Der Impuls wird über den Kanal 107 einer der Stufen 1 bis 4 des Schieberegisters 102 zugeführt. Es ist zu erkennen, daß beim Drücken einer Taste der Tastenmatrix 106 ein Impuls zwanzigmal pro Sekunde an einen der Eingänge 1 bis 4 des Registers 102 angelegt wird, wobei die drei anderen Eingänge an diesem Zeitpunkt keinen Impuls

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empfangen. Wenn an einem der Spaltenleiter der Tastenmatrix 106 ein Impuls erscheint, erzeugt das ODER-Glied 109 ein Ausgangssignal, das das Register 102 veranlaßt, ein Signal mit.dem Wert "1" in eine der Stufen 1 bis 4 zu laden,an die ein Impuls aus der Tastenmatrix I06 angelegt ist; gleichzeitig wird in die Stufen 5, 6 und 7 das Ausgangssignal des Zähirs 101 geladen. Wenn der Ladevorgang beendet ist, kennzeichnet das in den ersten sieben Stufen des Schieberegisters 102 gespeicherte 7-Bit-Wort die Taste der Tastenmatrix 106, die an diesem Zeitpunkt gedrückt ist; die ein Signal mit dem Wert ⁿ1ⁿ speichernde Stufe der Stufen 1 bis 4 kennzeichnet die Spalte, in der die Taste liegt, während die drei Ziffern in den Stufen 5, 6 und 7 die Zeile kennzeichnen, in der die Taste liegt. In Abhängigkeit vom Ladeimpuls aus dem ODER-Glied 109 speichert das Schieberegiste 102 in der achten Stufe ein Signal mit dem Wert ^N1" entsprechend dem über den Leiter 113 angelegten Spannungswert.Nach dem Ladeimpuls werden die im Schieberegister 102 gespeicherten acht Bits unter der Steuerung durch die Taktimpulse ausgegeben,webei die Daten in einer seriellen Darstellungsform erscheinen, in der der Signalwert "1" aus der achten Stufe des Schieberegisters 102 das Startbit des Worts bildet. Die vierte Stufe des Zählers 101 erzeugt für die Dauer vom neunten bis zum sechtzehnten Taktimpuls in jeder Gruppe aus 16 Taktimpulsen am Zähler 101 ein Ausgangssignal, das das Schieberegister 102 freigibt, zum Ausschieben der in ihm gespeicherten Daten auf die Taktimpulse anzusprechen. Dieses Signal sperrt auch den Betrieb des ODER-Gliedes 109, so daß das Laden des Schieberegisters 102 im Verlauf einer Gruppe von acht Taktimpulsen erfolgt, während das Ausschieben der Daten

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während der nächsten Gruppe aus acht Taktimpulsen erfolgt. Das Signal aus der vierten Stufe des Zählers 101 "bewirkt auch die Freigabe des UND-Glieds 110, so daß die seriellen Daten aus dem Schieberegister 102 übertragen und auf einen 40 kHz-Träger moduliert werden, der über den Leiter 112 zugeführt wird. Es ist zu erkennen, daß die Leuchtdiode Daten in der in Fig.3 dargestellten Form auf einem 40 kHz-Träger moduliert empfängt, die dann zur Steuervorrichtung von Fig.1 übertragen werden.

Die Steuervorrichtung von Fig.1 empfängt den von der Leuchtdiode 115 von Fig.2 kommenden modulierten Lichtstrahl an der lichtempfindlichen Diode 1. Die Diode 1 erzeugt daher eine dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 110 von Fig.2 entsprechende Spannung, die vom Verstärker 2 verstärkt und dem Puffer 3 zugeführt wird. Der Mikroprozessor 5 vergleicht das vom Puffer 3 empfangene Datenwort mit dem zuvor empfangenen Datenwort, und er führt nur dann eine weitere Tätigkeit aus, wenn die Wörter übereinstimmen. Das Problem der Synchronisierung des Eingangsdatenworts wird dadurch berücksichtigt, daß acht Bits nach einer 8-Bit-Lücke aufgezeichnet werden; der Mikroprozessor 5 ist so ausgebildet, daß er überprüft, ob in jeder Lücke alle acht Signale mit dem Wert "0" vorhanden sind. Die vom Verstärker 2 empfangenen Signale werden regelmässig als Teil des Hauptabtastprogramms des Mikroprozessors abgetastet, und wenn am Ausgang des Verstärkers 2 ein Signal mit dem Wert "1" festgestellt wird, wechselt der Mikroprozessor 5 vom normalen Abtastprogramm, bei dem die Tastatur 6 abgetastet wird, zu einer Abtastung des Ausgangs des Verstärkers 2 wieder nach etwa der Hälfte der Dauer eines Datenimpulses. Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 2 an diesem Zeitpunkt den

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Wert "O" hat ,weist der Mikroprozessor 5 das Datensignal als Störsignal oder als stark fehlsynchronisiertes Signal zurück, und er nimmt die normale Tastatur wieder auf. Wenn jedoch das Eingangssignal den Wert ^W1^W beibehält, dann nimmt er an, daß dieser Signalwert "1" ein Startimpuls ist, worauf die sieben folgenden Bits gespeichert werden. Der Mikroprozessor 5 stellt dann fest, ob die den gespeicherten sieben Bits folgenden acht Bits alle den Werf'O" häbeni, was der Lücke zwischen Datenwörtern entspricht; ist dies nicht der Fall, kehrt der Mikroprozessor wieder zur Tastaturabtastung Burück, wobei die empfangenen Datensignale als fehlsynchronisiert zurückgewiesen worden sind. Falls jedoch die Lücke die richtige Länge hat, d.h. wenn alle acht Signale mit dem Wert "0" vorhanden sind, dann schaltet der Mikroprozessor in einen Schnellabtastbetrieb um. Das siebzehnte Bit d.h. das erste Bit des nächsten Datenworts hat natürlich den Wert "1", und es wird zur Resynchronisierung der Abtastung der vom Verstärker 2 empfangenen Daten benutzt, so daß eine genau kontrollierte Taktsteuerung der Daten von der Eingabevorrichtung nicht erforderlich ist, vorausgesetzt, daß sie ausreichend gut gesteuert ist, daß die acht Signale mit dem Wert "0" der Lücke zwischen Datenwörtern korrekt identifiziert werden können. Jedes empfangene Datenwort wird gespeichert und mit dem unmittelbar vorangehenden Datenwort verglichen; wenn die Datenwörter verschieden sind, wird kein weiterer Schritt unternommen, wie oben erwähnt wurde. Wenn die Datenwörter jedoch übereinstimmen, dann wird die übertragung als gültig angesehen, und der Mikroprozessor decodiert das Datenwort und führt die von ihm befohlene Operation durchο

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Die am Ort befindliche Tastatur 6, die die gleiche Form wie die Tastenmatrix 11 ο von-Fig.2 hat. und acht Spalten mit jeweils vier ^asten aufweist, empfängt über den achtadrigen Kanal 15 Abtastimpulse; in Abhängigkeit von einer an der Tastatur 6 gedrückten Taste erzeugt das Tastenfeld am Kanal 7 ein Ausgangssignal, das an die vier K-Eingangsanschlüsffides Mikroprozessor angelegt wird. Die Tastatur 6 ermöglicht, daß der Mikroprozessor 5 in der gleichen Weise zur Steuerung des Fernsehempfängers benutzt wird wie die Tastenmatrix 106 die Durchführung der Fernsteuerung des Empfängers ermöglicht.

Einzelheiten der Programmierung des Mikroprozessors 5 zur Durchführung der von den Datenwörtern an den K-Anschüssen befohlenen Operationen werden nicht angegeben, da sie von der genauen Organisation des Mikroprozessors 5 abhängen; für die hier beschriebene Erfindung ist diese Programmierung nicht von Bedeutung. Es werden jedoch die Einzelheiten der Operationen beschrieben, die der Mikroprozessor durchführt, damit veranschaulicht wird, wie die verschiedenen Steuervorgänge des Fernsehempfängers durchgeführt werden.

Bei der Abstimmung des Fernsehempfängers wird angenommen, daß drei Gesichtspunkte zu berücksichtigen sind. Zunächst erfolgt ein Umschalten von einem Band auf ein anderes, dann erfolgt die Abstimmung innerhalb eines Bandes und schließlich erfolgt eine automatische Frequenzregelung, die während des Abstimmens innerhalb eines Bandes gesperrt sein muß, danLt die automatische Frequenzregelung nicht der Kanaländerung entgegen wirkt«

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Die Ausgangssignale des Mikroprozessors 5, die den Kanal definieren, auf den der Empfänger abgestimmt werden soll, erscheinen an den Leitern 00 bis 03, die den Kanal 14 bilden; diese Signale werden an die aus dem Direktzugriffspeicher 8 und aus dem Digital-Analog-Umsetzer 12 bestehende Einheit angelegt. Die Steuersignale für den Direktzugriffspeicher 8 werden über den Kanal 17 zugeführt, der an die Ausgänge RO bis R4 des Mikroprozessors 5 angeschlossen ist. Die Steuersignale enthalten Befehle für den Direktzugriffsspeicher zum Lesen einer am Kanal 14 angegebenen Adresse oder zum Schreiben in diese Adresse, damit an den Leitern 20 Ausgangssignale erzeugt werden, die Halbleiterschalter zur Durchführung der erforderlichen Bandumschaltung steuern und die an den Direktzugriffsspeicher über den Kanal 14 angelegten Daten multiplexieren, so daß 16-Bit-Wörter zur Kennzeichnung von Frequenzen benutzt werden können, auf die der Empfänger abzustimmen ist, obgleich diese Wörter im Kanal 14 in Form von vier aufeinanderfolgenden 4-Bit-Wörtern erscheinen. Unter der Annahme, daß derEmpfanger von den AusgangsSignalen am Leiter 20 auf das richtige Band umgeschaltet worden ist, bewirkt der Mikroprozessor 5 dann das Anlegen eines 12-Bit-Worts aus dem Direktzugriffsspeicher 8 an den Digital-Analog-Umsetzer, damit der Empfänger auf den richtigen Kanal innerhalb des Bandes abgestimmt wird. Der Digital-Analog-Umsetzer 12 erzeugt als Ausgangssignal am Leiter 21 ein impulsdauermoduliertes Signal, das nach einer Integration eine Gleichspannung ergibt, die die zu erzeugende Kanftlfrequenz repräsentiert; diese Spannung würde dann zur TfprzisLung der Abstimmung an eine Kapazitätsdiode angelegt. Während dieses Abstimmvorgangs erzeugt

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der Mikroprozessor 5 am Leiter 19 ein Ausgangssignal, das die Wirkung der automatischen Frequenzregelung des Empfängers blockiert, bis der Abstimmvorgang beendet worden ist; im Anschluß daran kann die automatische Frequenzregelung wieder wirksam werden, so daß sie den Empfänger auf den gewünschten Kanal abgestimmt hält.

Die Geschwindigkeit, mit der der Empfänger auf die gewünschte Frequenz abgestimmt wird, wird abhängig von einem 50 Hz-Signal gesteuert, das dem Puffer 3 über den Leiter 31 zugeführt wird. Es sind Schwellenwerte 1 und 2 vorgesehen, die unmittelbar unter und unmittelbar über der ausgewählten Frequenz wirksam werden, auf die der Empfänger abgestimmt werden soll, so daß bei der Annäherung an die ausgewählte Frequenz beim Erreichen des Schwellenwerts ein Signal erzeugt wird, das über den Leiter 32 oder über den Leiter 33 abhängig von der Abstimmrichtung angelegt wird; dieses Signal wird an den Puffer 3 angelegt, damit die Frequenzänderungsgeschwindigkeit der Abstimmschaltung zur Gewährleistung einer genauen Abstimmung herabgesetzt wird.

Die Steuerung der Farbsättigung, der Lautstärke und der Helligkeit des Empfängers, wird mit Hilfe der Ausgangssignale des dreikanaligen Digital-Analog-Umsetzers bewirkt, der seine Eingangssignale über den siebenadrigen Kanal 23 aus der 8-Bit-Halteschaltung 10 empfängt. Wenn eine Einstellung eines dieser Parameter erforderlich ist, erzeugt der Mikroprozessor 5 an einem der R-Ausgänge ein Ausgangssignal, das die Halteschaltung 10 veranlaßt, die acht 0-Ausgangssignale zu speichern, die an diesem Zeitpunkt auftreten.

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Bis auf eines haben diese acht Ausgangssignale den Wert ⁿ0"j eines hat den Wert "1", was die erforderliche Änderung angibt. Mit dem Wert "1" befehlen diese acht Bits die Durchführung der folgenden Änderungen: Zunahme der Farbsättigung, Abnahme der Farbsättigung, Zunahme der Lautstärke, Abnahme der Lautstärke, Zunahme der Bildhelligkeit, Abnahme der Bildhelligkeit, Rückstellung der Farbsättigung $ der Lautstärke und der Bildhelligkeit auf Zwischenwerte und Sperrung des Tonausgangs. Jeder dieser acht Befehle entspricht einer dieser acht Tasten der Tastatur 6 und der Tastaturmatrix von Fig.2.

Es sei nun angenommen, daß der Betrachter die Lautstärke des Empfängers vergrößern will. Dazu drückt er die entsprechende Taste der Tastatur 6 oder der Tastaturmatrix 106, was den Mikroprozessor 5 veranlaßt, ein Ausgangssignal am entsprechenden O-Ausgangsanschluß zu erzeugen, das eine Vergrößerung der Ausgangsspannung am Leiter 26 bewirkt. Solange die Taste gedrückt bleibt, nimmt das Ausgangssignal mit einer geeigneten Geschwindigkeit weiterhin zu, so daß der Betrachter die Lautstärke erhalten kann, die er wünscht. Die Umsetzer enthalten entsprechende Zähler, deren Stände für eine vom Mikroprozessor 5 vorbestimmte Zeitdauer vergrößert oder verkleinert werden, so daß eine geeignete Abstufung der Steuerung erforderlich ist, wenn eine Taste, die eine Änderung eines der Parameter befiehlt, gedrückt wird_o Sollte der Betrachter die Sperrung des Ausgangstons des Empfängers wünschen, weil er beispielsweise einen Telefonanruf empfängt, dann kann er eine Taste an der Tastatur 6 oder an der Tastaturmatrix 106 drücken, die den Ausgangston des Empfängers sperrt; ein zweites Drücken dieser Taste oder

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das Drücken einer anderen Taste kann den Tonausgang wiederherstellen.

Es ist zwar möglich, die direkte Auswahl eines Kanals zu ermöglichen, auf den derEmpfanger abgestimmt werden soll, indem eine einzige Taste der Tastatur 6 oder der Tastaturmatrix 106 gedrückt wird, doch kann es erwünscht sein, Tasten vorzusehen, mit deren Hilfe eine Vergrösserung oder eine "^kleinerung der Signalfrequenz ausgewählt werden kann, damit die Auswahl eines gewünschten Kanals ermöglicht wird. In jedem Fall ist es für den Betrachter erwünscht, eine Fertiganzeige des Kanals oder der Signalfrequenz zur Verfügung zu haben, auf den bzw. auf die der Empfänger abgestimmt ist; dies wird mit Hilfe der BiIdehirmw iedergabe-Steuereinheit 11 erzielt, die am Leiter 30 ein Ausgangssignal erzeugt, das der Katode der Katodenstrahlröhre zugeführt wird, damit die Erzeugung alphanumerischer Zeichen verursacht wird, die den Kanal kennzeichnen; diese Zeichen könnten sich zweckmässigerweise an einer geeigneten Stelle des Bildschirms befinden. Das zur Erzeugung solcher Zeichen erforderliche Verfahren ist aus :TELETEXT-Ge raten bekannt; es wird daher nicht näher erläutert. Eine weitere Möglichkeit, die von der Steuereinheit 11 zur Verfügung gestellt werden! könnte, ist die Wiedergabe derTageszeit, die dadurch foewirfet werden könnte, daß der Mikroprozessor 5 veranlaßt wird, Impulse des 50 Hz-Eingangssignals am Leiter 31 zu zählen und die entsprechenden Zeichen zu erzeugen, die beispielsweise unterhalb der Kanalnummer wiedergegeben werden könnten.

Es ist erkennbar, daß die Fernsteuerinformationen von der Eingabevorrichtung von Fig.2 in der Steuervorrichtung direkt vom Mikroprozessor decodiert werden. Die beschriebene

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Fernsteuer- oder Datenübertragungsanordnung ermöglicht mit nur sieben Datenbits 128 Steuerkanäle; diese Zahl kann offensichtlich durch Auswahl längerer oder kürzerer Datenwörter zur Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle vergrößert oder verkleinert werden. Das 40 kHz-Trägersignal muß nicht stabil oder exakt abgestimmt sein, da es keinen Steuerkanal definiert. Die Schaltung der Eingabevorrichtung ist einfach, und sie erfordert kein sehr stabiles Taktsignal zur Erzielung einer zuverlässigen Datenübertragung zur Steuervorrichtung, da die Ziffern für die 8-Bit-Lücke zwischen den korrekt zu identifizierenden Datenwörtern ausreichend genau definiert sind, falls die Datentaktfrequenz innerhalb von 3% der Abtastfrequenz des Mikroprozessors liegt. Die Resynchronisierung am Beginn jedes Datenworts bedeutet, daß eine Langzeitstabilität für die Synchronisierung nicht erforderlich ist.

Die Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit einem speziellen Ausführungsbeispiel beschrieben worden, bei dem ein Fernseh&mpfänger gesteuert wird, doch ist zu erkennen, daß die Erfindung auch zur Steuerung andrer Geräte, beispielsweise in einem chemischen oder mechanischen Herstellungsverfahren, in der Fernmessung und praktisch in allen Fernsteuerungsfällen angewendet werden kann.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentanwälte19DfpK-lng. G. LeiserDipl.-Ing. E. PrinzDipl.-Chem. Dr. G. HauserErnsbergerstrasse13.8 München 60Juni 1978Unser Zeichen:T 3114 sy* TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED 13500 North Central Expressway Dallas, Texas 75222, V.st.A. Patentansprüche

1.)Digitale Steueranordnung mit einer Signaleingabevorrichtung und einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes Eingangssignal aus der Eingabevorrichtung zu der Steuervorrichtung durch Wiederholungen einer Gruppe serieller Datenbits übertragbar-ist, die das bestimmte Eingangssignal kennzeichnen, wobei Jeder Gruppe ein vorbestimmtes Startsignal vorangeht und eine Lücke mit vorbestimmter Dauer folgt, und wobei die Wiederholungen für die Dauer einer Zeitperiode fortgesetzt werden, für die das einzelne Eingangssignal an die Steuervorrichtung anzulegen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch:1,dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Startsignal ein Signal ist, das den Binärwert "1" repräsentiert.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Lücke ein Signal -oder Spannungswert aufrechterhalten wird, der den Binärwert ¹¹O" repräsentiert.

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4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Lücke gleich der Dauer der Gruppe der Datenbits zusammen mit dem Startsignal ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung eine Tastenmatrix mit acht Zeilen und vier Spalten enthält, daß jede Gruppe von Datenbits sieben Bits enthält und jeweils den Tasten der Tastenmatrix entspricht, daß drei Datenbits in einer Gruppe eine Zeile der Matrix repräsentieren, während die anderen vier Datenbits in der Gruppe die Spalten der Matrix repräsentieren, und daß an Jedem Zeitpunkt der Binärwert "1" nur an einem der vier zuletzt genannten Bits erscheint.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Tasten der Matrix einer Vergrösserung oder einer Verkleinerung eines von einem Ausgangssignal der Steuervorrichtung gesteuerten Parameters entspricht und daß die Steuervorrichtung eine Akkumuliervorriohtung enthält, an die in Abhängigkeit von den Gruppen aus seriellen Daten entsprechend der bestimmten Taste Vergrößerungs- oder Verkleinerungswerte angelegt werden.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung eine Zählvorrichtung zum Abtasten der Zeilen der Tastenmatrix in Abhängigkeit vom Stand in der Zählvorrichtung enthält und daß die Eingabevorrichtung eine Einrichtung enthält, die ein Ausgangssignal einer Spalte der Matrix in Abhängigkeit von der Abtastung feststellt und den Stand der Zählvorrichtung im Zeitpunkt des Ausgangssignals mit dem Spaltenausgangssignal der Matrix zur Erzeugung der aus sieben Bits bestehenden Gruppe von Datenbits kombiniert.

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8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Mikroprozessor enthält.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie jede Gruppe der seriellen Datenbits mit der unmittelbar vorangehenden Gruppe der seriellen Datenbits vergleicht und auf die bestimmte Gruppe nur anspricht, wenn die Gruppen it» ereinstimmen.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Dauer jeder Lücke mißt und auf die der bestimmten Lücke folgende Gruppe serieller Datenbits nicht anspricht, wenn djs Dauer nicht innerhalb eines gegebenen Zeitbereichs liegt.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie einen Fernsehempfänger steuert.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Datenbits von der Eingabevorrichtung zur Steuervorrichtung mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahls übertragen wird.

13. Verfahren zum übertragen von Steuerdaten von einer Eingabevorrichtung zu einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe serieller Datenbits erzeugt wird, die ein bestimmtes Steuereingangssignal für die Steuervorrichtung repräsentieren, daß ein vorbestimmtes Startsignal erzeugt wird und daß für die Dauer der Steuerdaten das Startsignal und eine Gruppe von Datenbits wiederholt erzeugt werden, wobei jede Wiederholung des Startsignals eine?Wiederholung einer Gruppe von Daten-

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bits vorangeht, und wobei zwischen dem Ende einer Wiederholung der Gruppe der Datenbits und der nächsten Wiederholung des Startsignals ein vorbestimmtes Zeitintervall liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als vorbestimmtes Startsignal ein Signal verwendet wird, das einen einzelnen Binärwert "1" repräsentiert.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß während des vorbestimmten Zeitintervalle ein Signaloder Spannungswert aufrechterhalten wird, der den Binärwert "0" repräsentiert.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des vorbestimmten Zeitintervalls gleich der Dauer der Gruppe von Datenbits zusammen mit dem Startsignal ist.

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