Линейно-круговой интерполятор с переключаемойлогикой

 

« \

° 1

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

САНИ

256I0l4

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Х

Заявлено 03.VI I.1968 (Лое 1253807/18-24) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 04.XI.1969. Бюллетень хе 34

Дата опубликования описания 2.IV.1970

Кл. 21с, 46/50

42птт, 7100

Комитет по делам

МПК G 051

G 061

УДК 681,3:681.335.87 (088.8) изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. С. Ионов, А. А. Маслов, В. Ф. Крицын и В. М. Жомин

Заявитель

ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР С ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ

ЛОГИКОЙ

Изобретенис относится к области цифрового управления производственными процессами.

Известны интерполяторы, содержащие блок распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции, реверсивные регистры сдвига, сумматоры, узел обнаружснтliI KQHца кадра и логические схемы.

Недостатками известных интерполяторов являются ограниченные функциональные возможности и сложность ввода исходных данных.

Предлагаемый интерполятор отличается тем, что он содержит коммутатор режимов, схемы обнаружения нуля, схему обнаружения знака и блок распределения импульсов по координатам или круговой интерполяции, выходы которого подсоединены через схемы

«ИЛИ» ко входам сумматоров и через схемы

«И» и «ИЛИ» подключены ко входу блока распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции, один выход которого подсоединен через схему обнаружения знака ко входу блока распределения импульсов по координатам при круговой интерполяции, а другие выходы объединены непосредственно с выходами блока распределения импульсов по координатам при круговой интерполяции, выходы сумматоров подключены через схемы обнаружения нуля ко входам узла обнаружения конца кадра, второй вход которого соединен с выходом блока распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции, а третий вход подсоединен к выходу коммутагора режимов, второй выход коммутатора режимов подключен к управляющим входам блоков распределения импульсов по координатам при круговой и линейной интерполяции.

Это позволяет сократить объем вводимой

10 информации, расширить функциональные возможности интерполятора и упростить ввод исходных данных.

Схема линейно-кругового интерполятора (ЛКИ) с переключаемой логикой показана на

15 чертеже.

Он содержит коммутатор 1 режима работы линейно-кругового интерполятора, схемы «И»

2 и 8, схему «И» 4, выполняющую роль задержки, схемы «И» 5 — 7, схемы «И» 8 и .9, 20 выполняющие функцию задержки, схемы

«ИЛИ» 10 — 12 (собирательные схемы), линию задержки 18, ключи 14 и 15, управляющие движением числа в регистрах в прямом направлении, ключи 16 и 17, управляющие

25 движением числа в регистрах в обратном направлении, одноразрядные сумматоры 18 и

19, реверсивные регистры 20 и 21, схемы 22 и

28 обнаружения нуля в регистрах (СОН), блок 24 распределения импульсов по коорди30 натам при круговой интерполяции (БРИКИ), 256014 блок 25 распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции (БРИЛИ), узел 26 обнаружения конца кадра, схему 27 обнаружения знака, входы I — IV вводного устройства и выходы 1 и П линейно-кругового интерполятора по координатам Х и Y.

ЛКИ предназначен для автоматизации процессов рисования и имеет три режима работы:

1 р е ж и м — поразрядный ввод двоичнодесятичных чисел и преобразование их в двоичный код;

2 р е ж и м — линейньш ре>ким интерполяции;

3 р еж и м — круговой режим интерполяции.

Схема работает спедующим образом.

Работа ЛКИ всегда начинается с преобразования значений координат Х и У, представленных в двоично-десятичном коде, в двоичное число.

Работа. преобразователя основана на известном алгоритме:

an — I qn + an — 2qn + ° ° + ПИ + по7 + л — 1 ц iq — 1 1 +a q — т — ц где q — основание системы счисления;

i — номер разряда;

n — число разрядов целой части числа; т — число разрядов дробной части числа; а,-- целые положительные числа от нуля до q, показывающие сколько едишщ

q-го разряда содержится в числе.

После осуществления всех операций, входящих в алгоритм, получают результат в двоичном коде.

Перед началом работы все узлы 1, 4, 5, ll, 18, 15, 21, принимающие участие в преобразовании, устанавливаются в исходное состояние. Работа начинается с подачи на кодовый вход I старшего разряда десятичного числа координаты Х в двоичном коде. На пути выхода числа из регистра 21 поставлена схема

«И» совпадений 4, разрешающая преобразование и одновременно выполняющая роль задержки на один цикл, и линия задержки 18, задерживающая число на два цикла. Задержка на один цикл равносильна умножению на 2, а задержка на два цикла — умноженшо на 4.

Обе задержки, включенные последовательно, дают умножение на 8. На первый вход сумматора через схему «ИЛИ» 12 поступает число, умноженное на 8, а на второй вход сумматора — число, умноженное на 2. В сумматоре

19 эти числовые коды складываются и сумма вводится на регистр 21. Таким образом, выполняется операция (а„1010). После этого в определенные моменты времени, т. е. через время T=2nt, (где n — число двоичных разрядов, 1 — время перемещения одного разряда), может вводиться следующий по старшинству десятичный разряд в двоичном коде и выполняется операция (а„. 1010+a, i ), а потом из регистра 21 выполняется операция

20 г5

65 (а „ 1010+а„ ) (1010). Аналогично вводя"ся и преобразовываются последующие десятичные разряды числа. IIa время преобразования десятичного разряда числа проход через схему «И» 5 блокируется одним из выходов коммутатора 1. Процесс преобразования заканчивается прибавлением к произведению, получившемуся в результате последнего умножения на 1010, младшего десятичного числа.

При этом коммутатором 1 блокируется схема

«И» 4. В результате получается число, преобразованное в двои-шьш код, которое передается через схему совпадения «И» 2 в накопительный реверсивный регистр Х (18, 20), который на время передачи числа разблокируется ком м ута тор ом 1.

На следующем этапе работы выполняется аналогичное преобразование десятичного числа координаты У, которое после преобразования остается в накопительном реверсивном регистре Y (19, 21) . После преобразований значений координат Х и Y можно переходить к одному из режимов интерполяции. При необходимости перехода к линейной интерполяции коммутатор 1 по входу П устанавливается на необходимый режим работы. При этом включаются в работу ключи 16, 17 и выключаются ключи 14, 15, изменяются такты коммутатора

1, блокируются схемы «И» 8 — 5 и разблокируются схемы «И» 6 и 7, а числа в реверсивных регистрах 20 и 21 начпают двигаться в обратном направлении старшими разрядамп вперед.

Принцип работы линейного интерполятора путем реверсирования чисел в регистрах ничем не отличается от принпица работы линейного интерполятора с заполнением опорного счсчика многоразрядными кодами.

При необходимости перехода к круговой интерполяции коммутатор 1 по входу II устанавливается на круговой режим работы, прп этом включаются в раооту ключи 14 — 15 и выключаются ключи 16, 17, блокируются схемы «И»

6; 7, 4 и разблокируются схемы «И» 8 и 5. т1исла в регистра начинают сдвигаться младшими разрядами вперед. В работу подключаются схемы 8, 9, 24, 26, 22, 28.

Принцип работы интерполятора в круговом режиме основан на известном принципе решения окружности

2 —+ - У2: Яг или Ц: (+2+ У2) Рг (1) где Х; и У вЂ” координаты текущей точки окружности;

Ui, — оценочная функция.

Как видно из уравнения (1), текущая точка лежит внутри окружности, если Ui (О, вне окружности, если У;, )О и на окружности, если Ц =О.

При работе в 1-м квадрате по часовой стрелке при шаге по оси У решается уравнение (l;цqt) = Ui, — 2Y, +1, а при шаге по оси Х вЂ” Ср+»1 = U;l+ 2Х, + 1.

Таким образом, чтобы вычислить последующее значение оценочной функции U;, к пре256014

;ыдущему ее значению необходимо прибавить вычесть) удвоенное значение текущей коор,инаты, по которой делается очередной шаг, прибавить един5щу.

Перед началом работы в круговом режиме регистры 20 и 21 заводятся координаты наальной точки обработки окружности. Значеие оценочной функции U;, перед началом аботы всегда принимается равным О.

Рассмотрим работу в первой четверти при ви5кеиии текущей To и и по часовой стрелке.

При подаче первого импульса заданной часоты регистр 20 направляет llplllllep>IIIIII имульс на координату У, так как Ц1 =О, и одовремснно олок 24 уменьшает содержимое егистра Y (21) на единицу путем добавления ополнительного кода 1 к его содержимому.

1олученное новое значение в регистре Y (21} ерез схему 9, выполняющую функцию умно<ения на 2, передается в блок 25 для нахожения нового значения оценочной функции. В ависимости от знака оценочной функции, коорый определяется в зависимости от знака ценочной функции, который определяется

ieiiIoIl 27, блок 24 подготавливается к выдае следующего импульса llo нужной координае, опредсляемой знаком оиено:шой функции. (опустим значение оценочной функции стало ;, (О, тогда с7едуюп5ий импульс блока 24 аправляется по коордшгате Х и одновремено блок 24 увеличивает содержимое pel IIclpa (20) путем прибавления содержимому реистра прямого кода 1. Полученное новое знаенис Х через схему «И» 8, управляемую блоoiI 24 H выиоли5IIOUI, Io ф1 IIIilllllo yiIIIO>I eH:I5I а 2, поступает в блок 26 с целью получения оного значения оценочной функции. Работа рО7О.75I éoTC5I QO Toх I7Op, lloI 7 .3e7 26 не обаружит конец отработки ка:Ipa. В узел 26 по ходу IV записывается число переходов в «0» о соответствующим координатам. При полу = íHè заданного числа переходов в «О» узел

6 выдает сигнал об окончании кадра. Схемы

2 и 25 обиару5кивают переходы в «О» по соответствующим координатам. Узел 26 при обнаружении конца отработки управляется коммутатором 1.

ЛКИ может работать и без преобразования, 5 если на вход 1 сразу подавать двоичные числа.

ЛКИ может быть выполнен на ФТЯ, выпускаемых серийно нашей промышленностью.

Предмет изобретения

Линейно-круговой интерполятор с переключаемой логикой, содержащий блок распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции, реверсивные регистры сдви15 га, сумматоры, узел обнаружения конца кадра и логические схемы, отлпчающийсч тем, что, с целью сокращения вводимой информации, расширения функциональных возможностей и упрощения ручного ввода данных, он

20 содержит коммутатор режимов, схемы обнаружения нуля, схему обнаружения знака и блок распределения импульсов по координатам Ilpll круговой интерполяцщп выходы которого подсоединены через схемы «ИЛИ» ко

25 людам сумматоров и через схемы «И» и

«ИЛИ» подключены ко входу блока распределения импульсов по координатам при линейной интерполяции, один выход которого подсосдш5еч через схему обнаружения знака ко

30 входу блока распределения импульсов по координатам при круговой интерполяции, а другие выходы обьед5,пены непосредственно с выходами блока распределения импульсов по координатам при круговой интерполяции, вы35 ходы сумматоров подключены через схемы обнаружения нуля ко входам узла обнаружения конца кадра, второй вход которого соединен с выюдом блока распределения импульсов по координатам при,чинейной интерполяции, и

40 третий вход подсоединен к выходу коммутатора режимов, второй выход коммутатора режимов подключен к управляющим входам блоков распределения импульсов по координатам при круговой и линейной интерполяции.

256014

Составитель А. А. Плащик

Техред Л. Я. Левина Коррскторы: Г, П. Шильман и P. И. Крючкова

Редактор Л. А. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5