Устройство для воспроизведения кардиоиды Советский патент 1983 года по МПК G06F7/544 

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может найти применение для отображения кардиоиды на экранах электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), разно образных устройствах отображения графи ческой информации, а также в системах автоматизации технологических процессов с применением станков с числовым прогрпммным управлением, например, для раскроя листового материала, Известно устройство для формировани окружностей, содержащее регистр, выходы которого подключены к логическому и арифметическому блокам и блоку посте янной памяти, блок управления, счетчик приращения координат, счетчик аппроксимируемых отрезков и преобразователь ко дов LI 1 Недостатком данного устройства явля ется невозможность формирования кривых типа кардиоид, ТЧаибояее близким по технической сущ1ности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и ключ, а также делитель и счетчик участков аппроксимаци 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 се ответственно, причем вышеуказанные бло ки представляют синусно-косинусный фун циональный преобразователь 12. Недостаток этого устройства заключается в ограниченных функционш1ьных возможностях, не позволяющих воспроизводить кривые типа кардиоид на экране ЗЛТ Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности воспроизведения кривых типа кардиоид в параметрическом виде. Поставленная цель достигается тем, ,что в устройство для воспроизведения кардиоиды, содержащее генератор импульсов, ключ, первый триггер, первый синусно-косинусный преобразователь и первый и второй двоичные умножители, выходы которых являются выходами устройства, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом гатюча, управляющий вход которого соединей с входом запуска устройства, выход ключа соединен с входом первого триггера, выход которого соединен с входом пер вого синусно-косинусного преобразователя, дополнительно введены два регистра задания угла, две схемы сравнения, , 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 входы которых соединены с вьйсодом значения угла второго синусно-косинусного преобразователя, вход которого соединен с выходом ключа, выходы синуса и косинуса второго синусно- косинусного преобразователя срединены 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 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 ИЛИ, ныход которого соединен с входом сумкшрован я 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-вычигателя, вход вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, в. 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-вычигатр310ли 17 и 18, двоитые умножители 19 и 2О, регистры 21 и 22 задания угла, схемы 23 и 24, триггеры 25 и 26, выхооы 27 и 28 устройства, вхоа 29 си- Чусно-косинусного преобразователя 6, вы ходы ЗО-32 синусно-«осинусного преобразователя 6, вход 33 и выходы 34 и 35 синусно-косинусного преобразователя 5. Устройство работает следующим образом. При подаче сигнала на вход 3 о.тпирается ключ 2 в импульсы с выхода генератора 1 импульсов поступают на вход первого триггера 4 в на вход 29 второго синусно-косвнусного преобразователя 6, Первый триггер 4 пропускает на выход число импульсов в два раза меньше, таким образом количество счетных импульсов, поступающих на вход 33 перво го сянусно-косинусвого преобразователя 5, в дзэа раза меньше, чем количество счетных импульсов, поступающих на вход 29 второго синусно-косинусного преобра зователя 6. Поэтому значения аргумента выходны фуккавЪ первого синусно-косинусного пре образователя 5 на выходах 34 и 35 соответственно в два раза меньше чем на выходах ЗО в 31 второго синусно-коснЩсного преобразователя 6, Уравнение кардиоиды, записанное в полярных координатах, имеет вид pcd l+cosV; Координаты Х и в пояяртых коор динатах имеют вид Y psinM. Тогда параметрическое задание кардиоиды будет ,(co544.iH|2V j ,{s,-n4. i5) . 24 На информационный вход первого коммутатора 9 поступают с первого выхода 34 первого синусно-косинусного преобразователя 5 значения функции синусы, а с второго выхода 35 первого синусно-косинусного преобразователя 5 на информационный вход третьего коммутатора 11 поступает число - импульсное значение функции косинуса. На информационный вход второго коммутатора 10 через гер 7 с первого выхода ЗО второго си- ьусно-косинусного преобразователя 6 поступает число - импульсное значение функции sin , а с второго выхода 31 второго синусно-косинусного преобразователя 6 через триггер 8 на информационный вход четвертого коммутатора 12 поступает число-импульсное значение функции первого по четвертый коммутаторы 9-12 предназначены для комк тации импульсных сигналов, поступающих на суммирующие и вычитающие входы первого и второго сумматоров- вычитателей 17 и 18 в зависимости от знака выходных 4ункаий на выходах перваго и второго синусно-косинусных преобразователей 5 и 6, поступающих.на инфорй ацио{шые входы коммутаторов 9-12. Так, первый и второй коммутаторы 9 и Ю коммутируют число-импульсное значение функций и 5in2//2 через элементы ИЛИ 13 и 14 на суммирукяцийи вычитающий входы первого сумматоравычитателя 17 в зависимости от знака KOMiwQrтируемых функций во всем диапазоне изменения значений аргумента этнх .функций. В табпице показан порядок коммута.дии число-импульсных сигналов, поступающих на информационные входь первого второго третьего и четвертого коммутаторов соответственно 9-12 в зависимости от значений аргумента.

Продолжение таблицы

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КАРДИОИДЫ, содержащее генератор импульсов, ключ, первый триггер, первый синусно-косинусный прёобра- зователь и первый и второй двоичные умно- жители, 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-вычн- тателя, вход вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вторымивыходами третьего и чет вертого коммутаторов

- ..I.

Третий и четвертый коммутаторы 11 и 12 коммутируют число-икйульсноезна чение функш1й COSI//2 через элементы ИЛИ 15 и 16 на суммцруюший и вычитающий входы второго сумматоравычитателя 18 в зависимости от знака коммутируемых функций во всем диапазоне изменения значений аргумента э.тих функций. Управление первым и вторым коммута торами 9 и 1О осуществляется сигналами, поступающими на управляющие входы этих коммутаторов соответственно с выхода триггера 25 и с выхода схемы 23 сравнения. Управление третьим и четвертым коммутаторами 11 и 12 осуществля ется сигналами, пocтyпaюши и на управляющие входы этих коммутаторов соответственно с выхода триггера 26 и с вы хода схемы 24 сравнения. Причем на вторые входы схем 23 и 24 сравнения поступает текущее значение, кода аргумента 2, в то время как на первом входе схемы 23 сравнения, связанном с первым регистром 21 задания угла, усTaHaB«HBjeTCH значение угла сравнения, равного - рад ,а на первом входе схемы 24 сравнения, связанном с регистром 22 аадания угла, устанавливается значение угла сравнения, равного рад . При сравнении текущего значения аргумента, сформированного счетчиком аргумента (не показан), поступающего с . выхода 32 второго преобразователя 6 с заданным значением углов в регистрах 21 и 22, схемами 23 и 24 сравнения вырабатываются управляющие импульсы, которые осуществляют переключение число-импульсных значений функций sin24/2 й-СОза //, поступающих соответственно с выходов 30 и 31 через триггеры 7 и 8 с первого выхода коммутаторов 10 и 12 на вторые выходы этих коммутаторов и обратные. Управляющие импульсы, поступающие на упривлякядие Bxoip i первого и третьего коммутаторов 9 и 11, идут с частотой, в два раза меньше, чем на те же входы второго и четвертого коммутаторов 10 и 12, и снимаются с выходов триггеров 25 а 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 суммирующий и вычитающий входы первого сумматора-вычитателя 17 поступает число-импульсное значение скоммутированных функций я3in2f/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 9тем на суммирующий и вычитающий входы второго сумматора-вычитателя 18 поступают число импульсные значения скоммутированных функций cos V HCO52Y/2 соответственно, в зависимости от знака этих функций, согласно таблице. /1алее импульсы с выхоДов первого и второго сумматоров-вычитателей -17 и 18 подаются аа входы первого и второго двоичных множителей 19 и 20, на выходах 1соторых формируется число-импульсных эквивалент параметрического задания кардиоиды, имеющей параметрический вид (1). Перед началом работы во второй сумматор-вычитатель 18 заносится значение 1/2, .далее откр 1вается ключ 2, и работа происходит по описанному выше алгоритму.

71007102 8

Таким образом, устройство позволяетменяемыми парал1етрами путем изменения

Воспроизводить .кривую вида кардиоиды вкоэффициентов умножения двоичных уМнопрямоугопьной системе координат с из-жителей 19 и 2О.