Устройство для вычисления полярных координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных преобразователях координат. Целью изобретения является расширение класса решае « 1х задач за счет вычисления модуля полярных координат (дальности). Устройство содержит первый регистр координат 1, второй регистр координат 2, регистр угла 3, первый элемент ИСКЛРО ЧАЩЕЕ ИЛИ 4, второй элемент ИСКЛЮЧА- КЛЦЕЕ ИЛИ,5, блок 6 пакмти угла, элемент И 7, схему сравнения 8,коммутатор 9, блок 10 деления, первый элемент 11, второй элемент ИЛИ-НЕ 12, первый 13, второй 14, третий 15 элементы ИЛИ, блок 16 вычисления дальности , регистр дальности 17, генератор импульсов 18, Вычисление дальности основано на принципе умножения большей прямоугольной координаты на величину секонса угла, находящегося в одном из пяти принятых интервалов, на которые разделен каждый октант: 0-14, 14-24, 24-33, 33-41, 2 ил. 41-45 о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

С51) 4 G 06 Р 7!548

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 4205005/24-24 (22) 30.12.86 (46) 30,05,88. Бюл. № 20 (72) И.И.Банников, В.А.Камаев, М.Д.Михайлев и В.Г.Розенталь (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 813438, кл. G 06 F 7/548, 1977..

Авторское свидетельство СССР № 1183961, кл. С 06 Р 7!548, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЧИСЛЕНИЯ ПОЛЯРИИ КООРДИНАТ (57) Изобретение относится к вычисли-— тельной технике и может быть использовано в специализированных преобразователях координат. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет вычисления модуля полярных координат (дальности) . Устройство содержит первый регистр координат 1, второй регистр координат 2, регистр угла 3, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, блок 6 памяти угла, элемент И 7, схему сравнения 8, коммутатор 9, блок 10 деления, первый элемент ИЛИ-НЕ 11, второй элемент ИЛИ-НЕ

12, первый 13, второй 14, третий 15 элементы ИЛИ, блок 16 вычисления даль ности, регистр дальности 17, генератор импульсов 18 ° Вычисление дальности основано на принципе умножения большей прямоугольной координаты на величину секонса угла, находящегося в одном из пяти принятых интервалов, на которые разделен каждый октант:

0-14, 14-24, 24 33, 33-41, 41-45

2 ил.

1399730

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных преобразователях координат.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности вычисления модуля полярных координат (дальности).

На фиг.1 представлена структуриая 1О схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока вычисления дальности.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры координат, регистр 3 15 угла, первый 4 и второй 5 элементы

ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ, блок 6 памяти угла, элемент И 7, схему 8 сравнения, комтатор 9, блок 10 деления, первый

11 и второй 12 элементы ИЛИ-НЕ, пер- 20 в Я 13, второй 14 и третий 15 элементы ИЛИ, блок 16 вычисления дальности, регистр 17 дальности и генератор 18 импульсов.

Блок вычисления дальности образу 25 ют регистр 19 большей координаты, сумматор 20, преобразователь 21 двоичного кода в двоично-десятичный и счетчик 22.

Устройство работает следующим 30 образом.

Двоичные коды прямоугольных коордйнат Х и 7, записанные соответственно в регистрах 1 н 2 содержат N дво-.

) и чных разрядов, причем старшие разря- 35 дЫ кодов прямоугольных координат являются знаковыми. логическая единица в: старшем разряде кодов соответствует зеваку "минус", логический нуль - знаку плюс".

Три старших разряда кода угла по-. лярных координат вычисляются независимо от остальных мпадших разрядов.

Старший разряд кода угла полярных координат соответствует старшему раз- 45 ряду координат Y во всех случаях, 8а исключением точек, лежащих на оси ,абсцисс и имеющих отрицательные значения. Поэтому при значении координаты Y равном нулю, с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 12 на второй вход элемента И 7 поступает логическая . единица, а на первый вход - старший разряд кода координаты Х,.соответствующий значению логической единицы.

В результате старший разряд кода угла полярных координат становится равным логической единице. Элемент

ИЛИ 13 объединяет выход элемента И 7 со старшим разрядом координаты .

Второй разряд кода угла полярных координат формируется первым элементом.

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, на входы которого подаются старший разряд кода координаты Х и старший разряд кода угла полярных координат. Исключением являются точки, лежащие на оси координат и имеющие положительные значения. Поэтому при значении координаты Х, равном нулю, на выходе первого элемента ИЛИНЕ 11 формируется логическая единица, соответствующая второму разряду кода угла полярных координат, Элемент ИЛИ

15 обьединяет выход первого элемента

ИЛИ-НЕ 11 с выходом первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, Третий разряд кода угла полярных координат формируется вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, на входы которого подаются второй раз« ряд кода угла полярных координат и сигнал со схемы 8 сравнения, соответ ствующий логической единице при значении прямоугольных координат Y > Х.

Исключением являются- точки, лежащие на диагонали, проходящей через 1 и.

III квадранты. Поэтому при значении прямоугольных координат Y — X на третьем выходе схемы 8 сравнения формируется третий разряд кода угла полярных координат. Второй элемент

ИЛИ 14 объединяет выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 с. третьим выходом схемы 8 сравнения. Таким образом, три старших разряда кода угла полярных координат определяют номер октанта, в котором находится точка. Коду 000 соответствует 1 октант, коду 001 - 2 октант и т.д. Вычисление младших разрядов кода угла полярных координат начинается с поступления сигнала "Запуск", например логического нуля на вход управления блока 10 деления и двоичных кодов прямоугольных координат Х и У. из регистров 1 и 2 беэ старших разрядов на схему 8 сравнения. Сигналы. управления со схемы 8 сравнения поступают HG коммутатор 9. В случае, когда значение двоичного кода координаты Х больше значения двоичного кода координа ты Y коммутатор 9 направляет двоичный код координаты Х в делитель, а двоичный код координаты Y - в делимое.

В противоположном случае двоичный код координаты Х поступает в делимое,,1 а двоичный код координаты Х - в делитель блока 10 деления. Частотное от

13997 деления двоичного кода меньшей координаты на двоичный код большей координаты с выходов блока деления поступает на адресные входы блока 6. В мо

5 мент окончания деления с блока 10 на вход разрешения выбора блока 6 поступает сигнал, по которому в блоке 6 памяти угла в зависимости от величины частного и третьего разряда кода 10 угла полярных координат производится выбор значения младших разрядов кода угла полярных координат, и коэффициент сигнала, соответствующий значению дробной части секонса полярного 15 угла. Значения кода мпадших разрядов и трех старших разрядов полярных координат, а также значение большей координаты и коэффициент сдвига записываются соответственно в регистр 3 yr- 20 ла и в блок 16 вычисления дальности сигналом с выхода признака окончания деления блока 10 деления. В регистр

3 записывается код угла полярных координат вида 2, где n — разрядность 25 кода угла полярных координат. Генератор 18 импульсов формирует тактовые импульсы, которые производят деление . в блоке 1О деления и вычисление дальности в блоке 16 вь числения дальности.gp

Значение дальности записывается в регистр 17 дальности.

В блоке 16 вычисления дальности вычисление основано на принципе умножения большей прямоугольной коорди35 наты иа величину секонса угла, находящегося в одном из. пяти принятых интервалов, на которые разделен каждый октант: 0-14, 14.з24, 24-33, 33-41, 41-45

В первом интервале умножение происходит на единицу, во втором - на

1,0625 или 1,0001 в двоичном коде, в третьем - на 1,125 или l 0010, в четвертом - на 1,25 или 1,0100 и в пя том на 1,5 или 1,000 в двоичном коде. Умножение производится посредством сложения в сумматоре 20 значения большей координаты со значением большей координаты, сдвинутой вправо на число разрядов, следующих после за« пятой в двоичном представлении секонса угла. Коэффициенты сдвига (001

019, 011, 100) записываются в счет . чик 22 одновременно с записью большей координаты в регистр 19. По сигналу конца вычитания с выхода счетчика 22, поступающему на вход разрешения преобразователя 21 двоичного кода в дво30

4 ично-десятичный, производят запись двоичного кода дальности и его преобразование..На выходы блока 16 вычисления дальности поступают двоичнодесятичный код дальности и сигнал окончания вычисления дальности.

Формула изобретения

Устройство для вычисления полярных координат, содержащее два регистра координат, схему сравнения, коммутатор, блок деления, блок памяти угла, регистр угла, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ -ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента ИЛИ и элемент И, причем выход знакового разряда первого регистра координат соединен с первыми входами первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента И, выход знакового разряда второго регистра координат соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, внходы информационных разрядов первого и второго регистров координат соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, первый и второй управляющие входы коммутатора соединены с выходами соответственно

"Больше" и "Меньше" схемы сравнения, выход Меньше" схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй выходы коммутатора соединены с входами соответственно делимого и делителя блока деления, выход "Равно" схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с первым входом третьего и вторым входом второго элементов

ИЛИ соответственно, выходы информационных разрядов первого регистра координат соединены с первым входом схемы сравнения и соответствующими входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выходы информационных разрядов второго регистра координат соединены с вторым входом схемы сравнения и соответствующими входами второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с вторыми входами соответственно третьФ

его элемента ИЛИ и элемента И, выход элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы первого и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами пер» вого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

5 13997

ИЛИ, выходы первого, третьего и второго элементов ИЛИ соединены с входами соответственно первого, второго и третьего старших разрядов регистра угла, выход которого является выходом угла устройства, о т л и ч à ю щ е еС я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач эа счет возможности вычисления модуля полярных коОрдинат, в него дополнительно введейы блок вычисления дальности, генера тор импульсов и регистр дальности, Йричем второй выход коммутатора соеинен с входом большей координаты лоха вычисления дапьности, выход частного блока деления и выход второго элемента . ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами руппы адресных входов блока памяти гла, выход значения мпадших разряов угла которого соединен с соответ твующими входами младших разрядов егистра угла, выход значения коэфициента сдвига блока памяти угла сое-25 динен с входом коэффициента сдвига блока вычисления дальности, выход признака окончания деления блока деления соединен со стробирующим вхоДом блока памяти угла и входами разре-.gp щения записи блока вычисления дальности и регистра угла, выход дальности блока вычисления дальности соединен

Ф информационными входами регистра фальности а выход признака окончания 35 вычисления дальности соединен с синфроиизирующим входом регистра даль ности, выход которого является выходом дальности устройства, выход гене30 6 ратора импульсов соединен со стробиру ющими входами блока деления и с тактовым входом блока вычисления дальности, причем блок вычисления дальности содержит регистр большей координаты сумматор, преобразователь двоичного кода в двоична-десятичный и счетчик, причем тактовые входы регистра большей координаты, преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный и счетчика соединены с тактовым входом блока вычисления дальности, входы разрешения параллельности записи регистра большей координаты,и счетчика соединены с входом разрешения записи блока вычисления дальности, информационные входы регистра большей координаты и входы первого слагаемого сумматора соединены с входом большей координаты блока вычисления дальности, вход второго слагаемого сумматора соединен с выходом регистра большей координаты, выход сумматора соединен с информационными входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный, вход разрешения которого соединен с выходом признака окончания счетчика, информационные входы которого соединены с входом коэффициента сдвига блока вычисления дальности, информационные выходы преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный и его выход признака окончания преобразования соединены с выходом дальности и выходом признака окончания вычисления дальности соответственно блока вычисления дальности.

Составитель С. Куликов

Техред Л.Сердюкова . Корректор М.Демчик

Редактор А.Orap

Заказ 2666/48 . Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4