Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки Советский патент 1983 года по МПК G06F3/153 

Изобретение относится к вычислит ной технике и может быть использова но для отображения графической инфо мации на экране электронно-лучевой трубки (ШГГ) , Известно устройство, содержащее блок синхронизации,подключенный к п вому- входу устройства, соединенному со входом ждущего генератора и с пе вым входом первого коммутатора,три регистра, входы которых соединены со вторым, третьим и четвертым вход ми устройства, а выходы регистров соединены с первым, вторым и третьи входами вычислительного блока, четвертый вход которого подключен к вы ходу блока синхронизации, первый выход вычислительного блока подклю чен ко второму входу первого коммутатора, выход которого соединен со входом первого счетчика, пороговый элемент, входы которого подключены к выходам первого и второго счетчиков, а его выход - к выходу устрой-.тваС. Недостатком данного устройства .является узкая область применения, обусловленная невозможностью вращения прямой линии Вокруг произвольной точки телевизионного растра, не лежащей на этой линии. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее блок синх ронизации, подключенный к первому входу устройства, соединенному со входом ждущего генератора, первым входом первого коммутатора и вторым входом первого двоичного умножителя три регистра, входы которых соединены со вторым, третьим и четвертым входами устройства, а выходы регистров соединены с первым, вторым и тре тьим входами вычислительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом блока синхронизации, второй коммутатор, йервый вход которого подключен к выходу первого дноичного умножителя, первый вход которого соединен со вторым выходом- вычислительного блока, а второй и третий входы второго коммутатора подклю чены соответственно к пятому и шесто му входам устройства, второй двоичны умножитель,первы$1 и второй входы ко торого соединены соответственно с третьим выходом вычислительного блока и выходом ждущего генератора, а выход второго двоичного умножителя соединён с третьим входом первого коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока, причем выход первого коммутатора соединен со входом первого счетчика, подключенного выходом к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, вход которого подключен к выходу второго коммутатора. Устройство предназначено для формирования сигнала прямой линии, являющейся вырожденным коническим сечением. На второй и третий входы устройства подаются коды, задающие местоположение прямой на экране ЭЛТ, на четвертый вход устройства - код, определяющий угол наклона прямой, на пятый вход - код радиуса вращения фигуры. На первый и шестой входы устройства подаются соответственно синхронизирующие импульсы частоты телевизионных строк и полей(полукадров)С2. Недостатком известного устройства является невозможность формирования им сигналов других конических сечений, кроме прямой линии, что сужает фyнкциoнaJpзHыe возможности устройства, I Целью изобретения является расширение области применения устройства путем регулирования параметров и формы конического сечения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для отобреисения графической информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее блок синхронизации, вход которого является первым входом устройства и соединен со входе ждущего генератора, первым входом первого коммутатора и вторым входом первого двоичного умножителя, три регистра, входы которых являются вторым, третьим и четвертым входами устройства, а выходы соединены с первым, вторым и третьим входами вычислительного блока,, четвертый вход которого соедине с выходе блока синхронизации, первый вход первого двоичного умножителя соединен со вторым выходом вычислительного блока, второй коммутатор, второй и третий входы которого являются соответственно пятым и шестым входами устройства, второй двоичный умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьим выходом вычислительного блока и выходом ждущего генератора второй вход первого коммутатора соединен с первым выходом вычислительного блока, выход первого коммутатора через первый счетчик соединен с первым входом порогового элемента, второй вход которого через второй счетчик соединен с выходом второго коммутатора, а выход порогового элемента является выходом устройства,введены четвертый регистр, третий и четвертый двоичные умножители и два двухпозиционных ключа, при этом вход

четвертого регистра является седь- . мым входом устройства а выход соединен с пятым входом вычислительного блока, шестой и седьмой входы которого являются соответственно восьмым и девятым входами устройства, первый вход третьего двоичного умножителя соединен с четвертым выходом вычислительного блока, .второй вход .является первым входом устройства, третий вход соединен с выходом первого двоичного умножителя, а выходы первого и третье двоичных умножителей через первый двухпозйционный ключ соединены с первым входом второго коммутатора, пер-, вый вход четвертого.двоичного умножителя соединен с пятым выходом вычислительного блока, второй, и третий входы соединены соответственно с вы-, ходом ждущего генератора и с выходом второго двоичного умножителя, а выходы второго и четвертого двоичных умножителей через второй двухпозйционный ключ соединены с третьим входом первого коммутатора, управляющие входы первого и второго двухпозиционных ключей являются Соответственно восьмым и девятым входами устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для отображения графической информации на экране электронно-лучевойтрубки; на фиг.2 - функциональная схема части вычислительного блока предлагаемого-устройства; на фиг.3 - схема двоичного умножителя .

Устройство содержит регистры 1-4, вычислительный блок 5 и блок 6 синхрнизации, первый коммутатор 7 и первый счетчик 8, второй и четвертый двоичные умножители 9 и 10, ждущий генератор 11, второй двухпозиционннй ключ 12, второй коммутатор 13, второй счетчик 14, первый и третий двоичный умножители -15 и 16, первый двухпозйционный ключ 17, пороговый элемент 18, входы19-27, выход 28.

На входы устройства подаются . следующие сигналы: на вход 19 синхронизирующие импульсы частоты строк; на вход 20 - код гп горизонтальной координаты изображения; на вход 21 - код Пр вертикальной координаты изображения; на вход 22 код, пропорциональный коэффициенту А выраженияС2); на вход 23 - код г размера конического сечения/ на вход 24 - синхронизирующие импульсы частоты полукащров} на вход 25 код, пропорциональный коэффициенту В выражения(2 ); на вход 26 - код, равный по величине коэффициенту К выражения (2), на вход 27 - код, рсшный по величине коэффициенту К выражения(2).

в основу работы устройства положе но следующее математическое описание конических сечений в плоскости экрана ЭЛТ (в плоскости xOs):

К+1 К-+1 A(x-xj B(,,-v,) 2 «р (,

где А, В , F - переменные коэффициенты, величины и знаки которых определяют вид и параметры конических сече НИИ (F- коэффициент размерный;А,8безразмерные ); о,в координаты ценра или вершины конического сечения; К . К„ - коэффициенты, принимайщие знчения О или 1.

Зависимость формы и параметров конических сечений от коэффициентов выражения (. 1) иллюстрируется таблицей. . .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕЮЙ ЛРУБКИ, содержащее блок синхронизации вход которого является первым входом устройства и соединен с входом ждущего генератора первым входом первого коммутатора и вторым входом первого двоичного умножителя, три регистра, входы которых являются BToptjMf третьим ичетвертым входами устройства,% выходы соединены с первь м, вторым и входами вычислительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом блока синхронизации, первый вход первого двоичйого умножителя соединен с вторым входом вы ислительного блока, второй коммутатор, второй и третий входы которого являются соответственно пятым и шестым входами устройства, второй двоичный умножитель, первый и второй входал ..которого соединены соответственно с третьим, В1ЛХОДОМ вычислительного .блока и выходом ждущего генератора, второй вход первого коммутатора соединен с первым выходом, вычислительного блока, выход первого коммутатора через первый счетчик соединен с первым входом порогового элемента, второй вход которого через второй счетчик соединен с выходом второго ксммутатора, а выход порогового элемента является выходом устройства, от л йчающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем регулирования параметров и формы конического.сечения, устройство содержит четвертый регистр, третий и четвертый двоичные у14ножители и два двухпозиционньгх ключа, при этом вход четвертого регистра является седьмым входом устройства, а выход соединен с пятым входом юпислительного блока, шестой и седьмой входы которого являютгся соответственно восьмьил и девятым входами устройст ва, первый вход третьего двоичного умножителя соединен с четвертым выходсм вычислительного блока, второй вход является первым входом устройсТ ва, третий вход соединен с выходом первого двоичного умножителя, а выходы первого и третьего двоичных умножителей через первый двухпоэидлионный ключ соединены с первым второго коммутатора, первый вход СО четвертого двоичного умножителя соединен с пятым выходом вычислительноф го блока, второй и третий.входы соединены соответственно .с выходом ждущего генератора и с выходом второго двоичного умножителя, а выходывторого и четвертого Двоичных умножителей через второй двухпозиционный ключ соединены с третьим входом первого колмутатора, управляющие вхо ,ды первого-и второго двухпозиционных ключей являются соответственно восьмым и девятым входами устройства..

+ 1

+ 1

-ь 1

О . 1

Полуоси YF/B Радиус .R VF/A

Полуоси 0) fF7B Полуоси о УРТЛ Фок.параметр р.А/28

sinM COS Ч Примечание: С целью придания выражению 1 фор мы/ пригодной для аппаратурной реал зации, преобразуем его. .После прео разований получим / .-Am А(-т,) ) , .., коды горизонтальной где оПГ вертикальной координ .V центра или вершины о-Т конического сечения; код размера ; число видимых строк растра; . высотд растра. Выражение(2) являемся математич ким описанием работы предлагаемого устройства. Устройство работает следующим о разсял. Со входов 20, 21, 22j 25 устрой ства коды параметров формируемого конического сечения заносятся в регистры 1,2,3,4 откуда поступают в вычислительный блок 5; .Б зависим ти от вида конического сечения выч лительный блок 5 формирует один из следующих четырех кодов . . Nj-An,,4.enJ

Продолжение таблицы

Фок,параметр р -А/2Б Фок.параметр Р В/2Л

Фок.параметр Р -В/2Л

Радиус вращения

Прямая линия Угол наклона

4 oirct«jtAjB) величины ° всех центральных конических сечениях определяют координаты центра; для параболы - координаты вершины, для прямой линии - координаты центра вращения (.точки, вокруг которой вращается прямая при изменении А и В). Формирование составных частей этих кодов не представляет труда, так как заключается в осуществлении арифметических операций перемножения. В зависимости от сочетания кодов К и 2 (Поступающих на вычислительный блок 5 со входов 27 и 28 устройства, на выход вычислительного блока 5 проходит один из кодов(3), что соответствует постоянной составляющей левой части выражения(2 ).Функциональная схема части вычислительного блока 5, обеспечивающей формирование кодов (.3), показана на фиг. 2, откуда ясен принцип ее работы. Работа вычислительного блока 5 в нужном режиме обеспечивается блоком,6 синхронизации., который содержит ждущий высокочастотный генератор, запускае- , мый синхронизирующими импульсами частоты строй со входа 19 устройства, и распределитель импульсов. Один из кодов 13) с выхода вычис-лительного блока 5 поступает на KOitfмутатор 7, через который во время обратного хода строчной развертки заносится в счетчик 8. Одновременно в течение обратного хода строчной развертки на установочный вход двоинного умножителя 9 с выхода вычислительного блока 5 подается код, пропорциональный коэффициенту А, а на установочный вход двоичного умножителя 10 с другого выхода вычислительного блока 5 - код, пропорциональный произведению Am. По окончании

обратного хода строчной развертки на счетные рходы двоичных умножителей 9. и 10 с выхода ждущего генератора 11, запускаемого синхронизирующими импульсами частоты строк со входа 19 устройства, подаются импульсы частоты горизонтальной дискретизации растра. В течение прямого хода строчной развертки с выхода двоичного умножителя 9 на двухпозиционный ключ 12 и третий вход двоичного умножителя 10 поступают импульсы, чатота которых пропорциональна коэффициенту Р этом с выхода двоичного умножителя 10 снимаются импульсы, частота следования которых изменяется по линейному закону:

(,tJ,

где tj.- текущее время в прадедах одной строки развертки; S - разрядность двоичного

умножителя 10.

Работа двоичного умножителя 10 иллюстрируется фиг.З. Двоичный . умножитель включает счетчики 29 и 30 набор 31 элементов И, элемент ИЛИ 32 установочный вход 33, счетный вход 34, третий вход 35 и выход 36. В качестве начальной установки в счетчик 30 сЪ входа 33 заносится код А Шд с -вьЕСода вычислительного .блока 5 1фиг.1). С-началом прямого хода строчной развертки на вход 34 начинают поступать импульС1 f на вход 35 - частоты Af. Часть . вычислительного блока состоит из эле:ментов или 37, элементов И-ИЛИ 38 и сумматора 39.

С разрядных выходов счетчика 29 на элемент ИЛИ 32 импульсы проходят только через те элементы И набора 31 на которые пoдaютc f единичные сигг налы с разрядов счетчика 30. Кодв с четчике 30 изменяется под действием импульсов, поступающих со входа 35, по линейному закону:

счзо %- «гЧПо этой причине и частота выходно /о сигнала, снимаемого с выхода 36, изменяется по линейному закону. В зависимости от положения двухпо .зицйонного ключа 12, определяемого значением кода К , со входа 27 уст .ройства, на коммутатор 7, а через не го - на счетчик 8 поступает выходной сигнал двоичного умножителя 9 или двоичного умножителя 10. В первом . случае к ранее занесенному в,счетчик 8 коду постоянной составляющей левой части выражения (2 ) добавляется пилообразный код Nj, г Nn ,

а во втором случае - параболический квадратический код Nhp.:

Г f.

,

-ё- (АШ о5 V о

пр

f.-t

fcf ((),

что соответствует левой-части выражения (-2). В последнем выражении сомножитель 1/25 учитывает, что диапазон изменения кодов N и Npp одинаков. Таким образом, на счетчике 8 формируется повторяющийся с частотой стрюч-ной развертки код, описываемый левой частью выражения (2). Коммутация сигналов, поступающих на входы кокмутатора 7, осуществляется синхронизирующими импуль сгили частоты строк со входа 19 устройства.

Код, описываемый правой частью выРс1жения (,2)| формируется на счетчике 14. Для этого во время обратного хода полукадровой развертки, в счетчик 14 через коммутатор 13 заносится со входа 23 устройства код г размера конического сечения, а на установочные входы двоичных умножителей 15 и 16 с выходов вычислительного блока 5 подаются коды, пропорциональные коэффициенту Б и произведению В| соответственно. По окончании обратного хода полукадровой развертки на счетные входы двоичных умножителей 15 и 16 со входа 19 устройства подаются синхронизирующие импульсы частоты fj.. строк. В течение прямого хода полукадровой развёртки с выхода двоичного умножителя 15 на двухпозиционный ключ 17 и третий вход двоичного умножителя 16 поступают импульсы частоты -fj. . При с выхода двоичного умножителя 16 на двухпозиционный ключ 17 поступают импульсы, частота следования которых изменяется по линейному закону,

«BMXAV tj, - текущее время в пределах полукадра. Работа двоичного умножителя 16 аналогична уже описан-ной работе двоичного умножителя 10 (с заменой А на В, а .. на ЕС ) . В зависимости от положения двухпозиционного ключа 17, определяемого значением кода JCj со входа 26 устройства, через коммутатор 13 на счетчик 14 проходит выходной сигнал двоичного умножителя 15 или двоичного умножителя 16. При этом к ранее занесенному в счетчик 14 коду г прибавляется либо код , либо код п(2&По-В),что соответствует правой части выраже: ния (2). Код в счетчике 14 повторяется с частотой полукадровой развертки, для чего коммутация сигналов поступающих на входы коммутатора 13/ осущехзтвляется синхронизирующими импульсами ча;сто.ты полукадров со вхо да 24 устройства.

Пороговым элементом 18 выполняется операция сравнения выходных кодов счетчиков 8 и 14, в реэульта- те чего на выходе 28 устройства появляется импульсный сигнал конического сечения, сформированный в соответствии с выражением(2)и таблицей.

Изменение величин кодов, подаваемых на входы 20,21,22,23,25 устройства, позволяет управлять параметрами конического сеяния, а изменение знаков кодов, подаваемых на входы 22, 25 устройства, и изменение кодов, подавае1иалх на входы 26,27

устройства, позволяет управлять фор-, мой конического сечения.

Предлагаемое устройство благодаря возможности его перестройки внешними управляющими сигналами обладает более широкими функциональными возможностями, чём известное. С помощью предлагаемого устройства может быть сформирован более широкий -класс изображений, включающий невырожденные фигуры конических сечений. Это позволяет использовать устройство для синтеза криволинейных геометрических образцов, имитации визуальной обстановки, изображений различных приборов, мнемосхем и пр. На основе устройства может быть изготовлена интегральная схема, представляющая собой универсальный составной узел устройств отображения данных различного назначения.

0ui.2

J4

29

I

36

30

F

Фи1 5

3S