Устройство для воспроизведения кардиоиды

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КАРДИОИДЫ, содержащее генератор импульсов, ключ, первый триггер , первый синусно-косинусный прёобразователь и первый и второй двоичные умножители, выходы которых яяпяются выходами устройства, путчем генератора импульсов соедияеп с информацишным входом ключа, управляюншй вход которого соединен с входом запуска устройства выход .ключа соединен с входсм первого триггера, выход которого соединен с входом первого синусно-косинусного преобразователя, о г л и ч а.ю ш е е с я тем, что, с цепью расширения класса решаемых задач за счет возможности воспроизведения кривых типа кардиоид в параметрическюг виде, в него введены два регистра задания утла, две схемы сравнения, четыре триггера, второй синусно-косИнусный преобразователь, четыре коТимутатора, четыре элемента ИЛИ и два сумматора-вычитателя, причем выходы первого и второго сумматоров-вычитатепей соединены с входами соответствующих двоичных умножителей, выходы первого и второго регистров зайанйя угла соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения, вторые входы которых соединены с выходом значения угла второго синусно-косинусного преобразователя, вход которого соединен с выходом ключа, выходы синуса и косинуса второго синусно-косинусного преобразователя соединены с входами соответственно второго и третьего триггеров, информационные входы коммутаторов с первого по четвертый соединены с выхо .дами соответственно синуса первого синусно-косинусного преобразователя, второго триггера, косинуса первого синуснокосинусного преобразователя и третьего триггера, управляющие входы коммутат торов с первого по четвертый соединены с выходами соответственно четвертого триггера, первой схемы сравнения, пятого триггера и второй схемы сравнения, входы четвертого и пятого триггеров соединены с выходами соответственно первой и второй схем сравнения, первые выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого элемента ИЛУ, выход которого соединен с входом суммиро вания первого сумматора-вычитатеяя, вход вычитания которого соединен с выходом О ND второго элемента ИЛИ, входы которого соедине)ЕЛ)1 с вторлми выходами первого и второго коммутаторов, первые выхоДы третьего и четвертого коммутаторов соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирования второго сумматора-вычнтателя, вход вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вторымивыходами третьего и чет вертого коммутаторов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ИЦ ЮЮ

РЕСПУБЛИН

G 06 F 7/544

3(50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (21 ) 3347044/18-24 (22) 14.10.81 (46) 23.03.83. Вюп. М 11 (72) Ю. В. Селезнев и В. P. Толокновский (S3 ) 68 1.32 5 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 696504, кл. С, 06 F 15/20, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 714410, кл. С 06 F 7/548, 1977 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРО

ИЗВЕДЕНИЯ КАРДИОИДЦ; содержащее генератор импульсов, ключ, первый триггер, первый синусно-косинусный преобразователь и первый ивторой двоичные умн6 жители, выходы которых являются выходами устройства, причем выход генератора импульсов соединен- с информационным входом ключа, управляющий вход которого соединен с входом запуска устройства, выход ключа соединен с входом первого триггера, выход которого соединен с входом первого синусно-косинусного преобразователя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с цепью расширения класса решаемых задач за счет возможности воспроизведения кривых типа кардиоид в параметрическом виде, в него введены два регистра задания угла, две схемы сравнения, четыре триггера, втоI рой синусно-косннусный преобразователь, четыре коммутатора, четыре элемента

ИЛИ и два сумматора-вычитателя, причем выходы первого ii второго сумматоров-вычитателей соединены с входами соответствукщих двоичных умножителей, выходы первого и второго регистров за„„SU„„1007102 дания угла соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения, вторые входы которых соединены с выходом зна- .. чения угла второго синусно-косинусного преобразователя, вход которого соединен с выходом ключа, выходы синуса и косинуса второго синусно-косинусного преобразователя соединены с входами соответственно. второго и третвего триггеров, информационные входы коммутаторов с первого по четвертый соединены с выхо.дами соответственно синуса первого синусно-косинусного преобразоватепя, второго триггера, косинуса первого синуснокосинусного преобразователя и третьего триггера, управляющие входы коммутато- Я торов с первого по четвертый соединены с выходами соответственно четвертого триггера, первой схемы сравнения, пятого триггера и второй схемы сравнения, входы четвертого и пятого триггеров сое- . динены с выходами соответственно первой и второй схем сравнения, первые выходы Nick первого и второго коммутаторов соедине- (,", ) ны с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирования первого сумматора-вычитателя, вход вычитания которого соединен с .выходом ив второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами первого и второго коммутаторов, первые выходы третьего и четвертого коммутаторов соединены с входами третьего элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирования второго сумматора-вычитателя, вход вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами третьего и четвертого коммутаторов

1 10071

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение для отображения кардиоиды на экранах электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), разно образных устройствах отображения графической информации, а также в системах автома тизации технологических процессов с применением станков с числовым программным управлением, например, для раскроя листового материала. 1О

Известно устройство для формирования окружностей, содержащее регистр, выходы которого подключены к логическому и арифметическому блокам и блоку постоянной памяти, блок управления, счетчик приращения координат, счетчик аппроксимируемых отрезков и преобразователь кодов 1 $

Недостатком данного устройства является невозможность формирования кривых 26 типа кардиоид.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройстВо содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и ключ, а также 2р делитель и счетчик участков аппроксимации, делитель и счетчик аргумента, дешифратор, первый и. второй шифраторы, первую и вторую группу вентилей, управляемый делитель и узел реверса, связанный со счетчиком участков, первым и вторым коммутаторами, включенными на выходах первого и второго счетчиков результата через первый и второй элементы ИЛИ со ответственно, причем вышеуказанные бло35 ки представляют синусно-косинусный функциональный преобразователь (2 ).

Недостаток этого устройства заключается в ограниченных функциональных возможностях, не позволяющих воспроизводить кривые типа кардиоид на экране MT.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности воспроизведения кривых типа кардиоид в параметрическом виде.

Поставленная цель достигается тем,,что в устройство дпя воспроизведения кардиоиды, содержащее генератор импульсов, ключ, первый триггер, первый си» нусно-косинусный преобразователь и первый и второй двоичные умножители, выходы которых являются выходами устройства, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом щюча, управляющий вход которого соеди- .5 нен с входом запуска устройства, выход ключа соединен с входом первого триггеpR, вь хоц которого соединен с входом пер02 2 вого синусно-косинусного преобразователя, дополнительно введены два регистра задания угла, две схемы сравнения, четы-, ре триггера, второй синусно-косинусный преобразователь, четыре коммутатора, четыре элемента ИЛИ и два сумматора-вычитателя, причем выходы первого и вто рого сумматоров-вычитателей соединены с входами соответствующих двоичных умножителей, выходы первого и второго регистров задания угла соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения, вторые вхожг которых соединены с вь1ходом значения угла второго синусно-косинусного преобразователя, вход которого соединен с выходом ключа, выходы синуса и косинуса второго синуснокосинусного преобразователя соединены с входами соответственно второго и третьего триггеров, информационные входы коммутаторов с первого по четвертый соеди .нены с выходами соответственно синуса первого синусно-косинусного преобразователя, второго триггера, косинуса первого синусно-косинусного преобразователя и третьего триггера, управляющие входы коммутаторов с первого lro четвертый соединены с выходами соответственно четвертого триггера, первой схемы срав нения, пятого триггера и второй схемы сравнения, входы четвертого и пятого триггеров соединены с выходами соответственно первой и второй схем сравнения, первые выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом суммированИя первого сумматора-вычитателя, вход вычитания которого соединен с выходом второго элемента

ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами первого. и второго коммутаторов, первые выходы третьего и четвертого коммутаторов соединены входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирования второго сумматор-вычитателя, вход вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами третьего и четвертого коммутаторов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для воспроизведения кардиоиды содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, вход 3 запуска, триггер 4, синусно-косинусные преобразователи 5 и 6, триггеры 7 и 8, коммутаторы 9-12, элементы ИЛИ 13-16, сумматоры-вычитате3 1007 1 ли 17 и 18, двоичные умножители 19 и 20, регистры 21 и 22 задания угла, схемы 23 и 24, триггеры 25 и 26, выходы 27 и 28 устройства, вход 29 синусно-косинусного преобразователя 6, вы- у ходы 30-32 синусно-косинусного преобразователя 6, вход 33 и выходы 34 и

35 синусно-косинусиого преобразователя 5.

Устройство работает следуылыим об- »Э разом.

При подаче сигнала на вход 3 отпирается ключ 2 и импульсы с выхода генератора 1 импульсов поступают на вход первого триггера 4 и на вход 29 второ- )% го синусно-косинусного преобразователя

6. Первый триггер 4 пропускает на выход число импульсов в два раза меньше, таким образом количество счетных импульсов, поступающих на вход 33 перво-щ

ro синусно-косинусного преобразователя

5, в два раза меньше, чем количество счетных импульсов, поступающих на вход

29 второго синусно-косинусного преобразователя 6. 3S

Поэтому значения аргумента выходных функций первого синусно-косинусного преобразователя 5 на выходах 34 и 35 соответственно в два раза меньше чем на выходах 30 и 31 второго синусно-косинусного преобразователя 6.

Уравнение кардиоиды, записанное в полярных координатах, имеет вид р=- с»(1+cos Ч)

Координаты ф, и f в полярных коор- >> динатах имеют вид ф=р СОВ Ч; Y = P Sin f.

Тогда параметрическое задание кардиоиды будет

Х-с4 cos×+ — +.

2 2 (. ч sin2ч ) (11

02 4

На информационный вход первого коммутатора 9 поступают с первого вьиюда .

34 первого синусно-кос.инусного преобразователя 5 значения функции синусы, и с второго выхода 35 первого синусно-ко- синусного преобразователя 5 на информационный вход третьего коммутатора 11 поступает число — импульсное значение функции косинуса. На информационный вход второго коммутатора 10 через триг гер 7 с первого выхода 30 второго сиьусно-косинусног а преобразователя 6 поступает число — импульсное значение функции gin 2Ч/2, а с второго выхода 31 второго синусно-косинусного преобразователя 6 через триггер 8 на информационный вход четвертого коммутатора 12 поступает число-импульсное .значение функции со52 г/2.,С первого по четвертый коммутаторы 9-12 предназначены для коммутации импульсных сигналов, поступакших на суммирующие и вычитаюшие входы первого и второго сумматороввычитателей 17 и 18 в зависимости от знака выходных функций на выходах первого и второго синусно-косинусных преобразователей 5 и 6, поступающих.на информационные входы коммутаторов 9-12.

Так, первый и второй коммутаторы 9 и 10 коммут. руют .число-импульснм значение функций Sin Р и з1п2 Р/2 -через элементы ИЛИ 13 и 14 на суммирующий, и вычитающий входы первого сумматоравычитателя 1 7 в зависимости от знака коммутируемых функций во всем диапазоне изменения значений аргумента этих, функций.

B таблице показан порядок коммута.ции число-импульсных сигналов, поступающих на информационные входы первого, второго третьего и четвертого коммутаторов соответственно 9-12 в зависимости от значений аргумента.

Ок- тант

Значение аргумента

Ч(рад) первый коммутаторр вых.1 вых 2

Второй коммутатор вых. 1 вых. 2

Третий коммутатор вых. 1 вых. 2

Четвертый коммутатор вых. 1 вых. 2;

5 i007i02 б

Продолжение таблицы

Значение аргумента

Первый коммутатор

Второй коммутатор

Третий коммутатор

Четвертый коммутатор

Ок(рвд) вых 1 вых.2 вых. 1 вых.2 вых.1 вых.2

ых.1 вых 2

У вЂ”: — л, 53 .И â€”: — Я

2 5 —, — Л- --К

+ 2 — Л â€”:- ß

3 —, 7, 2 4 л . 23

7 —, — л — . 2ii

liaaee импульсы с выходов первого и второго сумматоров-вычитателей 17. и

18 подаются на входы первого и второго двоичных множителей 19 и 20, на выходах которых формируется число-импульсных эквивалент параметрического задания

; кардиоиды, имеюшей параметрический вид (1)..

Третий и четвертый коммутаторы 1 1

l и 12 коммутируют число-иМпульсное значение функций соВЧ и со84/2 через элементы ИЛИ 15 и 16 на суммирующий и 20 вычитаюший входы второго сумматоравычитателя 18 в зависимости от знака коммутируемых функций во всем диапазоне изменения значений аргументе этих функций. 2S

Управление первым и вторым коммутаторами 9 и 10 о=ушествляется сигналами, поступающими нв управляюшие входы этих коммутаторов соответственно с выхода триггера 25 и с выхода схемы 23 30 сравнения. Управление третьим и четвертым коммутаторами 11 и 12 осушествляется синалами, поступающими на управ- ляющие входы этих коммутаторов соответственно с выхода триггера 26 и с выхода схемы 24 сравнения. Причем на вторые входы схем 23 и 24 сравнения поступает текушее значение. коде аргумента 2f, в то время как не первом входе схемы 23 сравнения, связанном с 0 первым регистром 21 задания угла, устанавливается значение угла сравнения, равного — рад,а на первом входе схемы

Г!

24 срввйения, связанном с регистром 22 задания угла, устанавливается значение угла сравнения, равного — рад .

37

При сравнении текущего значения аргумента, сформированного счетчиком аргумента (не показан), поступаюшего с .выхода 32 второго преобразователя 6 с заданным значением углов в регистрах

21 и 22, схемами 23 .и 24 сравнения вырабатываются управляюшие импульсы, которые осушествляют перекпючение число-импульсных значений функций Sin 2Ö /2 иС0ВХЧ/2, поступающих соответственно

S5 с выходов 30 и 31 через триггеры 7 и

8 с первого выхода коммутаторов 10 и

12 на вторые выходы этих коммутаторов, и обратные. Упрввляюшие импульсы, поступающие на управляющие входы первого и третьего коммутаторов 9 и 11, идут с частотой, в два реза меньше, чем на те же входы второго и четвертого коммутаторов 10 и 12, и снимаются с выходов триггеров 25 и 26.

Далее импульсные сигналы с первых выходов первого и второго коммутаторов

9 и 10 собираются на элементе ИЛИ 13, а вторые выходы коммутаторов 9 и 10на элементе ИЛИ 14. При этом на суммируюший и вычитаюший входы йервого сумматора-вычитателя 17 поступает число-импульсное значение скоммутированных функций Ып М иФп2 /2 соответственно, в зависимости от знака этих функций, согласно таблице. Импульсные сигналы с первых выходов третьего и четвертого коммутаторов 11 и 12 собираются на элементе ИЛИ 15, а вторые выходы коммутаторов 11 и 12 - на элементе ИЛИ

16. При этом на суммируюший и вычитаюший входы второго сумматора-вычитателя 18 поступают число импульсные значения скоммутированных функпий coS g и cOSFf/2 соответственно, в зависимости от знака этих функций, согласно таблице.

Перед началом работы во второй сумматор-вычитатель 18 заносится значение

1/2,,далее открывается клк1ч 2, и работа происходит по описанному выше алгори тму.

7 1007102 8

Таким образом, устройство позволяет меняемыми параметрами путем изменения воспроизводить кривую вида кардиоиды в коэффициентов умножения двоичных урнопрямоугольной системе координат с из- жителей I9 и. 20.

Составитель. А. Зорин

Редактор Т. Кугрышева Техред Nt. Коштура Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2140172 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4