Устройство для формирования окружностей и дуг на экране электронно-лучевой трубки

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для вывода графической информации, в частности в устройствах для формирования окружностей и дуг на экране ЭЛТ Цель изобретения - повыш ение быстродействия устройства, которая достигается введением двух суммирующих цепочек, состоящих соответственно из последовательно соединенных резисторов 7 и 14 и 11 и 15, второго элемента НЕ 1 и соответствующих функциональных связей, что позволяет осуществить непосредственное суммирование сигнала, определяющего радиус окружности Х или (-Y), с сигналами с выхода элемента НЕ 13 или интегратора 10 в зависимости от начала рисования окружности, т.е. формирование сигналов sin и cos на выходах устройства возможно сразу после поступления сигналов с ЦАП 1 и 2 без задания начальных условий интегрирования интеграторов 10 и 12. 1 з.п. ф-лы, 3 ип. § сл с .1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Al (19) (11) (50 4

ВСВС1 ЮМ4 М

ТТ (! - (1 «Ф

3"„., 13

ШМК(1ТЙХА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3720128/24-24 (22) 02,04.84 (46) 23.05.87. Бюл. ¹ 19 . (72) Г,П.Белкин и В.М.Хмячин (53) 681.327.11(088.8) (56) Патент Японии № 41-71453, кл. 97/7/ В 41, опублик. 1971.

Авторское свидетельство СССР № 705441, кл. G 06 F 3/153, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ОКРУЖНОСТЕЙ И ДУГ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для вывода графической информации, в частности в устройствах для формирования окружностей и дуг на экране ЭЛТ. Цель изобретения — повьш ение быстродейст вия устройства, которая достигается введением двух суммирующих цепочек, состоящих соответственно из последовательно соединенных резисторов 7 и 14 и 11 и 15, второго элемента

НЕ 18 и соответствующих функциональных связей, что позволяет осуществить непосредственное суммирование сигнала, определяющего радиус окружности Х или (-Y,), с сигналами с выхода элемента НЕ 13 или интегратора 10 в зависимости от начала рисования окружности, т.е. формирование сигналов sin u cos на выходах устройства возможно сразу после поступления сигналов с ВЯЛ 1 и 2 без задания начальных условий интегрирования интеграторов 10 и 12. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 13

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для вывода графической информации, в частности в устройствах для формирования окружностей, дуг на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства и блока управления; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы устройства при формировании окружностей и дуг соответственно.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), триггер 4, первый 5 и второй 6 элементы И, первый резистор 7, третий 8 и четвертый 9 .элементы И, первый интегратор 10, второй резистор 11, второй интегратор 12, первый элемент НЕ 13, третий

14 и четвертый 15 резисторы, первый 16 и второй 17 блоки сравнения, второй элемент НЕ 18, блок 19 управления, который содержит элемент НЕ

20, первый 21 и второй 22 формирователи коротких импульсов и элемент

ИЛИ 23..

Позициями 24 — 26 обозначены входы "Коды радиуса окружности по координатам Х и Y" и "Код конечной точки дуги", позициями 27 — 29 - входы

"Пуск", "Строб" и "Разрешение" устройства, позициями 30 и 3 1 — его выходы, а позицией 32 — шина нулевого потенциала.

Резисторы 7 и 14 образуют первую суммирующую цепь, а резисторы 11 и 15 — вторую суммирующую цепь.

Устройство работает следующим образом.

Уравнение окружности, записанное в параметрической форме, имеет вид:

Х=Х +R cost; о

Y Y +R sint (1) где Х, Х вЂ” текущие координаты окружности;

Х, Y — координаты центра окружности;

R — - радиус окружности;

t — - угол, образованный подвижным радиусом с положительным направлением оси ОХ.

Дифференцируем данное уравнение:

Х =-R sint

Y =R cost, (2) 12559 2

Y ==Х-Х о

Х =-Y+Y . (3)

В предложенном устройстве происходит непосредственное суммирование сигнала, определяющего радиус окружности Х, или -У, с сигналами с выхода элемента HE 13 или выхода интегратора 10 в зависимости от начала рисования окружности.

f0 TsKH o6pssoM> формирование сигналов sin u cos с выходов 30 и 3 1 устройства возможно сразу после поступления сигналов с выходов ЦАП и ЦАП 2.

15 Согласно дифференциальному уравнению (3) для формирования сигналов синусоидальной и косинусоидальной форм необходимо- с ЦАП 1 подать аналоговый сигнал, пропорциональный ве20 личине центра окружности Х, а с

ЦАП 2 — пропорциональный -Y

Данные координаты в виде цифрового кода поступают из центрального устройства управления (не показано) на входы ЦАП 1 и ЦАП 2.

Иэ уравнений (1) и (3) следует, что х =х -X„;

1 в а 1к (4)

30 где X„,Y„ — текущие координаты окружности, определяющие точку (в абсолютной системе координат) рисования окружности;

Хя,У. " радиус окружности.

Имея координаты начала рисования окружности и радиус окружности, центральное устройство управления вычисщ ляет координаты центра окружности.

Аналоговые сигналы с ЦАП 1 и ЦАП 2, пропорциональные диаметру окружности, суммируются на резисторах 7 и 15 соответственно с сигналами, поступающи45 ми с резисторов 14 и 11.

При сигнале, соответствующем уровню "Лог. 1" на первых входах элементов И 5 и 6 и уровню "Лог.О" на первых входах элементов 8 и 9, на выхо50 дах 30 и 31 устройства формируются сигналы синусоидальной и косинусоидальной форм без задания начальных условий интегрирования интеграторов

10 и 12, а величина выходных сигна55 лов определяется величиной Х и -Y

lIo сигналу "Пуск" с входа 27 (фиг. 2о) на вход триггера 4 поступает сигнал, устанавливающий его в единичное состояние. На первом выходе

3 1312 триггера ч будет уровень "Лог. l", на втором — "Лог. 0".

Данные в виде напряжения, пропорциональному коду радиуса окружности, поступают с выходов ЦАП 1и ЦАП 2 со5 ответственно через резисторы 7 и 15 на вторые входы элементов И 5 и 6.

Элементы И 5,6,8 и 9 работают следующим образом: при сигналах на их первых входах, соответствующих уровню 1р

"Лог. 1", сигнал на выходе идентичен сигналу на втором входе соответствующего элемента И.

Если сигнал на вторых входах элементов И 5,6,8 и 9 соответствует уровню "Лог. О", то на их выходах будет высокоимпедансное состояние.

В момент перехода сигнала Пуск" (фиг. 2g) из состояния "1" в "0" происходит установка выходного напряжения с ЦАП 1 и ЦАП 2, и на выходах элементов 5 и 6 формируется сигнал, идентичный сигналу на их вторых входах, а на выходах элементов И 8 и 9 высокоимпедансное состояние. 25

Одновременно с установкой напряже" ния на ЦАП 1 (фиг. 2z) происходит формирование сигнала с интеграторов 10 и 12 косинусоидальной и синусоидальной форм (фиг. 2 ) ° 30

До момента поступления сигнала

"Пуск" на выходах элементов 8 и 9 формируется сигнал, идентичный сигналу на их вторых входах и на выходах устройства, соответствующий нулевому уровню (фиг. 2 е).

При поступлении сигнала с выхода

ЦАП 1. (фиг. 2 ) происходит суммирование сигналов через резисторы 7 и 14, т.е. происходит аналоговое сложение 40 двух сигналов: сигнала с выхода элемента НЕ 13 (фиг. 2e) и сигнала с

ЦАП 1 (фиг. 22).

При поступлении сигнала с выхода 45

ЦАП 2 (фиг. 2 ) происходит суммирование сигналов: с выхода интегратора 10 (фиг. 2+ через резистор 11 и с выхода ЦАП 2 (фиг. 2 ) через. резистор 15.

Такое суммирование позволяет формировать сигналы san u cos одновременно с подачей сигналов с выходов

ЦАП 1 и ЦАП 2.

Величина сопротивления резисторов 7, 11, 14 и 15 выбирается из расчета пропорционального суммирования сигналов с выходов ЦАП 1, элемента

НЕ 13 и с ЦАП 2 и интегратора 10, а

559 4 также из расчета допустимого входного тока элементов И 5 и 6.

Такое соединение ЦАП 1 и ЦАП 2 через резисторы 7 и 15 с входами элементов И 5 и 6 позволяет одновременно с включением элементов И 5 и 6 и выключением элементов И 8 и 9 подавать на вторые входы элементов И 5 и 6 сигнал с ЦАП 1 и ЦАП 2, т.е. не требуется время на задание начальных условий интегратора и установление переходного процесса.

Вторые входы интеграторов 10 и 12 подключены к шине 32 нулевого потенциала (что обусловлено конкретно используемой микросхемой).

Сигналы с выходов устройства и

ЦАП 3 поступают на соответствующие информационные входы блоков 16 и 17 сравнения.

При этом в момент сравнения блоки 16 и 17 переходят из одного устойчивого состояния в другое (фиг.2, л) .

Порядок работы блоков 16 и 17 определяет сигнал "Строб" по входу 28 (фиг. 2и). При этом блоки 16 и 17 переустанавливаются из одного устойчивого состояния в другое и сигналы с их выходов (фиг. 2к,л) поступают на первый и второй информационные входы блока 19 управления, соответственно на входы формирователей 21 и 22 коротких импульсов, которые в зависимости от сигнала "Разрежение" по входу 29 формируют сигнал (фиг. 2м, н ) .

При положительном сигнале "Разрешение" работает формирователь 21, при отрицательном — формирователь 22.

Элемент НЕ 18 инвертирует сигнал

"Строб", поступающий по входу 28.

Сигналы с выходов формирователей 21 и 22 поступают на входы элемента ИЛИ 23, куда в зависимости от сигнала 1 Разрешение" проходит сигнал с первorо или вторorо формирователей 21 и 22. Этот сигнал (фиг. 2ь) поступает на второй вход триггера 4, который лереустанавливается (фиг. 2р), и в результате этого на выходах элементов 5 и 6 — высокоимпедансное состояние, а на выходах элементов И 8 и 9 — сигнал, соответствующий сигналу на их входах. При этом на входы интеграторов 10 и 12 поступает сигнал нулевого уровня, и сигнал с выходов устройства равен нулю (фиг.2 к, В).

5 13125

При формировании дуг сигнал с

ЦАП 3 (фиг. 3 р) поступает на входы блоков 16 и 17 сравнения, при этом в зависимости от сигнала с ЦАП 3 (фиг. Зе) формируется дуга (фиг.Зк, ф . g

Подготовка к формированию дуги происходит таким же образом, как и окружности (фиг. 3a,о,в,,g) отличие заключается в том, что с ЦАП 3 формируется аналоговый сигнал, пропорцио- 10 нальный коду координаты конечной точки дуги. В момент сравнения двух напряжений с ЦАП 3 и выходов устройства (текущие координаты дуги) блоки 16 и 17 сравнения переустанавливаются из !5 одного устойчивого состояния в другое .(фиг. Зи, к), и далее по сигналу "Разрешение" (фиг.Зф) формирователь 21 формирует сигнал (фиг.Зд), который через элемент ИЛИ 23 поступает на 20 второй вход триггера 4. Триггер 4 переустанавливается, на выходах элементов И 5 и 6 — высокоимпедансное состояние, на выходах элементов. И 8 и

9 — сигнал, соответствующий их входно — 25 му сигналу, на выходах устройства— сигнал, соответствующий нулевому уровню (фиг. Зм, ).

Сравнение текущей координаты и конечной точки дуги происходит по мень- 30 шей текущей координате в момент мак-симальной скорости синусоидального или косинусоидального выходного сигнала (фиг.Зж,g)..

Формула изобретения

1. Устройство для формирования окружностей и дуг на экране электронно-лучевой трубки (3J1T), содержащее 40 два блока сравнения, три цифроаналоговых преобразователя, входы которых являются соответственно входами кодов радиуса окружности по координатам Х и Y и координаты конечной точки дуги 45 устройства, триггер, первый вход которого является входом "Пуск" устройства, а второй вход соединен с вью:одом блока управления, первый выход триггера подключен к первым входам 50 первого и второго элементов И., выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов, выход второго интегратора является первым выходом уст- 55

1 ройства, который соединен с информационными входами первой группы вто,— рого блока сравнения и входом первого элемента НЕ, выход третьего цифро59 аналогового преооразоыателя соединен с информационными входами второй группы и информационными входами первой группы соответственно второго и первого блоков сравнения, второй выход триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй элемент НЕ и две суммирующие цепочки, первая состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов. а вторая — из последовательно соединенных третьего и четвертого резисторов, второй вывод первого резистора соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, а второй вывод второго резистора — с выходом первого элемента НЕ, а точка соединения первого и второго резисторов — с вторым входом первого элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соеди. нен с вторым выводом третьего резистора, а второй вывод четвертого резистора — с выходом второго цифроаналогового преобразователя, а точка соединения третьего и четвертого резисторов соединена с вторым входом второго элемента И, информационными входами второй группы первого блока сравнения и является вторым выходом устройства, вторые входы третьего и четвертого элементов И и первого и второго интеграторов соединены с шиной нулевого потенциала, выход четвертого элемента И подключен к первому входу второго интегратора, пер- . вый и второй управляющие входы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с входом и выходом второго элемента HE вход которого является входом "Строб" устройства, выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответвенно с первым и вторым информационными входами блока управления, управляющий вход которого является входом

"Разрешение" устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент НЕ, вход, которого является управляющим входом блока и соединен с первым входом первого формирователя коротких импульсов, второй вход которого является

7 13 вторым информационным входом блока, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ подключен к первому входу второго формирователя коротких импульсов, второй

12559 8 вход которого является первым инфор-., мационным входом блока, а выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока.

1312559

Составитель И.Загинайко

Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Заказ 1972/47 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4