Устройство для ввода и вывода графической информации Советский патент 1983 года по МПК G06F3/33 

Изобретение относится к.автоматй.ке и вычислительной технике и может быть использовано при построении интерактивных графических систем.

Известно устройство для ввода и вывода графической информации, представлягадее собой диалоговое устройство отображения информации или дисплей. Это устройство обеспечивает взаимодействие операта с ЭВМ с помощью изображений. Основными блоками известного устройства являются блок памяти, блок отображения информации, блок ввода информации, блок управления, световое перо, блок сопряжения с ЭВМ tlj.

Недостатками указанного устройства являются сложность и низкая надежность блока отображения информации, использующего электронно-лучевую трубку (ЭЛТ). ррежде всего это определяется сложностью и низкой надежностью самой ЭЛТ. Несоответствие же между цифровой формой кодирования изображений и аналоговым способом получения изображений на ЭЛТ приводит Ь сложиости-схем управления изображением на ЭЛТ.

Кроме того, использование в уст-ройстве светового пера дает иизкую

достоверность , . точность и малое быстродействие при вводе информации,обус-ловленные тем,что световое перо не обладает достаточной чувствительностью для выделения световоххэ потока от элемента ЭЛТ из общего светового фона, близкого по сщности, и не обладает быстродействием преобразования светового сигнала в электрический,

10 необходимым для точной фиксации положения луча ЭЛТ. Это приводит к

необходимости построения специальных следящи} блоков за положением свето,вого пера на экране, т.е. большего

15 усложнения устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является .устройство, содержащее блок ввода ин20формации на основе кодирующего план- . шета, оптически связанного с экраном блока отображения информации.

Устройство содержит блок управления, матричный индикатор с входными

25 ключами, генератор импульсов, счетчик, дешифратор, блок памяти с адресными вентилями, элемент ИЛИ, емкостной преобразователь с усилителем считывания и кодирующий планшет с

30 ключами координатных мин 2. Данаое устройство обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с устройством, использующим световое перо. Однако STOMf устройству присущи такие недостатки, как большая сложность блока ввода информации на основе кодирующего планшета, а также ограничения по точности кодирования из-за трудности обеспечения точного оптического соответствия точек пересечения ортогональных проводников одирующего планшета и точек, индикации матричной индикаторной панели вследствие разнородности конструк---; дни координатных сеток планшета и матричного индикатора и невозможнос полной повторяемости изготовления этих сеток по технологическим причи нам . Цель изобретения - повышение надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок ynравления, генератор импульсов, счет чик, дешифратор, матричный индикато первый, второй, третий и четвертый блоки ключей, первый элемент ИЛИ, емкостной преобразователь, усилител и блок памяти,- первый и второй вход которого соединены с первым и вторы входами блока управления, третийГ. выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которог соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифр тора, выходы которого соединены с входами первого блока ключей, с входами второго блока ключей, с входами третьего блока ключей и с входами четвертого блока ключей,- выход которого соединены с входами первой группы блока памяти,- входы второй группы которого соединены с выходам третьего блока ключей, вход которог соединен с входом четвертого блока Ключей и с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен первым вы;;одом блока управления. Выходы первоГГ блока ключей соединены с входами первой группы -матричного индикатора, входы второй группы которого соединены с выходами второго блока ключей, выход емкостного преобразователя соединен с входом усилителя, вход блока управления является первым входом устройства, вт рой вход первого элемента ИЛИ является вторым входом устройства, четвертый выход блока управления является первым выходом устройства, выхо блока памяти является вторым выходом устройства,введены первый и второй .элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, первый элемент задержки и второй Элемент задержки, вход которого соединен с выходом генератора, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока памяти и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И выход усилителя соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, ( выход которого соединен с третьим (ВХОДОМ первого элемента ИЛИ, выход Ъторого элемента ИЛИ соединен с вхо1цом первого блока ключей, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом второго блока ключей. Кодирующий планшет в устройстве исключен. Изобретение основано на конструктивной особенности блоков отображения информации, реализованных на базе матричных индикаторов. Последние содбржат qeTKy ортогональных коорди|натных проводников, в узлах которых |расположены дискретные элементы ин|дикации. i Наличие указанных проводников позволяет использовать матричный )Индикатор в качестве кодирующего 1планшета при подаче на эти проводники управляющих сигналов кодирования так, чтобы избежать ложной засветки экрана индикаторной панели. Это можно осуществить, если подавать упрсшляющие сигналы на ортогональные гфоводники не синхронно, а со сдвигом во времени. Е:а чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство включает блок управления 1, матричный индикатор 2, первьвй 3 и второй 4 блоки ключей, генератор 5 импульсов, счетчик б, дешифратор 7, блок памяти 8, третий 9 и четвертый 10 блоки ключей, первый элемент ИЛИ 11, ёмкостной преобразователь 12 для съема координат, усилитель 13 считывания., первый 14 и второй 15 элементы И, второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, первый 18 и второй 19 элементы задержки. Устройство работает следующим образом . В режиме ручного ввода информации в устройство с помощью емкостного преобразователя 12 блок управления 1 выдает сигнал -разрешения записи на блок -.памяти 8 и через элемент ИЛИ 16 на первый блок ключей 3 матричного индикатора 2. Сигнал разрешения записи на второй блок ключей 4 поступает через третий элемент ИЛИ 17 и первый элемент И 14, включение которого синхронизируется тактовым сигн лом с генератора 5 импульсов, задер жанным на время Т во втором элемент задержки 19. Генератор 5 импульсов счетчик 6 и дешифратор 7 осуществляют поэлеН ментное синхронное сканирование чер первый 3 и второй 4 блоки ключей ма ричного индикатсгра 2 так, что в кажд такте появляется сигнал возбуждения на двух ортогональных шинах. Так как сигнал возбуждения поступает на горизонтальные шины матричного индика тора 2 с задержкой на время t (по от ношению ко времени появления сигнала возбуждения на горизонтальных шинах то любая пара ортогональных шин индикатора 2 возбуждается не одновременно, а со сдвигом на время Т. Таки образом, условий для ложной засветки матричного индикатора 2 не возникает. Текущие координаты точки пересечения возбужденных шин подаются синх ронно на адресные третий 9 и четвертый 10 блоки ключей. I-Емкостной преобразователь 12 для съеМа координат подносится к поверхности матричного индикатора. Через емкостную связь он воспринимает сигналы возбуждения от тех двух координат шин, в точку пересечения которых поднесен. На выходе преобразователя 12 появляются два импульса, сдвинутые на время t. Сигнал с выхода преобразователя 12 через усилитель 13 считывания . поступает на вход первого элемента задержки 18. Если со съемника 12 поступают два импульса сигнала, сдвинутые на время t, то первый импульс через первый элемент задержки 18 поступает на один из входов второго элемента И 15 в момент появления на другом входе этого элемента И второго импульса, так как длительность задержки выбрана равной tf. На выходе элемента И 15 появляется сигнал, который через первый элемент ИЛИ 11 поступает на блоки ключей 9 и 10. Координаты возбужденной точки через блоки ключей 9 и 10 поступают на адресные входы блока памяти 8. В соответствующий разряд блока 8 записывается единица . В любой другой такт работы схемы на выходе преобразователя 12 либо -вообщ не появляется сигнал, либо появляетс одиночный импульс. Второй элемент И 15 его не пропускает. В режиме приема информации от ЭВМ блоком управления 1 блокируется включение блока ключей 3 и 4. Поэлементное сканирование ячеек блока памяти 8 осуществляется так же, как в режиме ручного ввода, но синхронно с поразрядным приемом информации от ЭВМ. При появлении сигнала единица от ЭВМ В соответствующий разряд блока памяти 8 заносится единица. В режиме индикации блок управления 1 выдает на блок памяти 8 и на третий 9 и четвертый 10 блоки ключей черюз элемент ИЛИ 11 сигнал раз зешения выборки. Генератор 5, счетчик б и дешифратор 7 осуществляют поэлементное синхронное сканирование блока памяти 8 и матричного индикатора 2. алходной сигнал единица с блока 8 , поступающий на вход блоков ключей 3 и 4 через второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, разрешает включение соответствующего светового элемента матричного, индикатора 2. При периодическом сканировании блока памяти 8 и матричного индикатора 2 на последнем высвечивается информационный рельеф изображения, хранимый в блоке памяти 8. В режиме ввода информации в ЭВМ устройство работает аналогично пре- дыдущему только выходной сигнал с блока 8 по тактовым импульсам из блока управления 1 передается в ЭВМ.Чередование режимов ручного ввода и индикации с периодом сканирования блока памяти 8, обеспечиваемое блоком управления 1, позволяет оператору вычерчивать на экране преобразователем 12 произвольные графический фигуры. Таким образом, введение новых блоков и связей позволяет в целом су щественно повысить надежность устройства, упростив его конструкцию, и повысить точность кодирования, полностью сохранив функциональные возможности .устройства. Формула изобретения Устройство для ввода и вывода графической информации, содержащее блок управления, генератор импульсов, счетчик,дешифра1тор, матричный индикатор, первый, второй, третий и четвертый блоки ключей, первый элемент ИЛИ, емкостной преобразователь, усилитель и блок памяти, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы котороto соединены с входами первого блока ключей, с входами второго блока ключей, с входами третьего блока клю-. чей и с входами четвертого блока ключей, выходы которого соединены с входами первой группы блока памяти, входы второй группы которого соединены с входами третьего блока ключей, вход которого соединен с входом четfвертого блока ключей и с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, выходы первого блока ключей соединены с входами первой группы матричного индикатора бхъды второй группы которого соединены с выходами второго блока ключей выход емкостного преобразователя соединен с входом усилителя, вход блока управления является первьцл вхо дом устройства, второй вход первого элемента ИЛИ является вторым входом устройства, четвертый выход блока, управления является первым выходом устройства,выход блока памяти является вторым выходом устройства, о т л и ч а ю ад е е с я тем, что, с целью повышения надежности .устройства, в него введены первый и второй элементы И, второй и третий э.лементы ИЛИ, первый элемент задержки и второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом генератора, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого сое динен с вторым выходом блока управления и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен ел выходом блока памяти у с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход усилителя соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с ВТ01Ж1М входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого блока ключей, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом второго блока ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Соловейчик И.Е. Дисплеи в системах с ЭВМ.М., Советское радио, 1979, с. ИЗ, рис.ш-13. 2.Ньюмен У., Сирулл Р. Основы интерактивной машинной графики. II., Мир, 1976, с. 185-191, рис9.5 и 9.6 (прототип).