Устройство для считывания графической информации Советский патент 1984 года по МПК G06K11/06 

1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации. Известно устройство, содержащее планшет выполненный в виде системы взаимкЬ-ортогональных координатных шин, соединенных с коммутатором, счетчик, соединенный с генератором импульсов, коммутатором и блоком ключей, съемник координат, соединен ный последовательно через усилитель с блоком индикации и блоком ключейС Недостатком этого устройства яв ляется то, что невозможно в процессе кодирования определить длину отрезка, так как в ЭВМ передаются тол (о координаты начала и конца отрезка, а не его длина. Это снижает достоверность и точность вводимой информации. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее пла шет с координатными шинами, подключенными к коммутатору, первый генератор импульсов, соединенный с счет чиком, подключенным к коммутатору и первой группе ключей, элемент ИЛИ соединенный с датчиками сигналов, подключенными к триггеру и первому элементу И, второй генератор импуль сов, соединенный с вторым счетчиком «ключ, подключенный к съемнику координат, соединенному с первой группо ключей, нуль-орган, вторую группу ключей, третий генератор импульсов и элемент задержки, соединенные с блоком управления С23. Недостаток известного устройства недбстаточно высокая точность. Цель изобретения - повышение точ ности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет с координатными шинами, под ключенными к коммутатору, вход которого соединен с счетчиком, подклю ченным к первому генератору импульсов и к одним входам ключей первой группы, другие входы которых соединены с съемником координат, подключенным к ключу, элемент ИЛИ, входы которого соединены с датчиками сигналов, подключенными к входам перво го элемента И и первого триггера, дискриминатор, соединенный с источником опорного напряжения и с цифроаналоговым преобразователем, второй элемент И, один вход которого . 32 соединен с вторым генератором импульсов, вторую группу ключей, эле мент задержки и третий генератор импульсов, введены второй триггер, входы которого соединены с элементом ИЛИ и с элементом задержки, подключенным к выходу первого элемента И, а выход соединен с третьим генератором импульсов и с другим входом второго элемента И, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, компаратор, соединенный с вторым триггером и с третьим генератором импульсов, элемент памяти, подключенный к компаратору, дискриминатору, нуль-органу и вто рому генератору импульсов, третья группа ключей, входы которых подключены к первому триггеру и к цифроаналоговому преобразователю, соединенному с компаратором, групп элементов ИЛИ, входы которых подключены к выходам ключей третьей группы, а выходы соединены с одними входами ключей второй группы, и последовательно подключенные третий триггер, входы которого соединены с компаратором, и третий элемент И, входа которого соединены с нуль-органом и с ключом, а выход подключен к другим входам ключей второй Группы. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство включает счетчик I, первый генератор 2 импульсов, коммутатор 3, первую 4 группу ключей, планшет 5, съемник координат 6, ключ 7у выполненный в виде переключения режимов , группу 8 элементов ИЛИ, датчики 9 и 10 сигналов, первый триггер 11, первый элемент 12 И, элемент 13 ШШ, второй триггер 14, элемент 15 задержки, второй элемент 16 И, второй генератор 17 импульсов компаратор 18, элемент 19 памяти, третий триггер 20, цифроаналоговый преобразователь 21 (ЦАП, третий генератор 22 импульсов, дискриминатор 23, источник 24 опорного напряже ния, нуль-орган 25, третий элемент 26 И, вторую 27 и третью 28 и 29 группы ключей. На чертеже показана также измерительная линейка 30. Устройство работает следующим образом . Импульсы с выхода генератора импульсов 2 поступают на счетный в°ход

счетчика 1, содержимое которого дешифруется коммутатором 3, соединенным с системой взаимно,перпендикулярных шин планшета 5. По сигналу, поступающему на ключи А от съемника координат 6 в момент возбуждения съемника импульсом, проходящим по коор динатной шине, над которой он на- ходится, осуществляется считывание со счетчика I значения координаты местоположения съемника координат 6 для передачи в ЭВМ.

В режиме измерения длины отрезка контакты ключа 7 замкнуты, а триггеры 14 и 20 и цифроаиалоговый преобразователь 21 в исходном состоянии обнулены,

В моменты возбуждения координатными шинами планшета 4 датчиков 9 и 10 сигналы с их выходов через элемент ИЛИ 13 поступают на счетный вход триггера 14. Первый из импульсов, поступивших на его вход, переводит триггер в единичное состояние а второй сбрасывает его. При одновременном возбуждении датчиков перевод триггера 14 в единичное состояние также осуществляется сигналом, поступающим с выхода элемента ИЛИ 13 а установка в исходное нулевое состояние - сигналом, поступающим с выхода элемента задержки 15 и вырабатываемыми элементом И 12 в момент одновременного прихода на его входы сигналов от датчиков 9 и 10,

С появлением первого перепада напряжения прда появлении каждого выходного сигнала на вькоде триггера 14 запускается генератор 22, вырабатывающий на своем выходе импульс длительностью, равной времени опроса координатных шин между двумя датчиками 9 и 10, при расположении измерительной линейки под углом 45 к координатным шинам.

Компаратор 18 сравнивает между собой длительность импульсов эталонного сигнала и сигнала, вырабатьшае мого триггером 14, и вырабатывает на своих выходах в зависимости от результата сравнения импульсные сигналы.

Если длительность импульса эталоного сигнала больше или равна длительности сигнала, вырабатываемого триггером 14, сигнал появляется на втором выходе компаратора 18, если меньше - на первом выходе. Время появления выходных импульсов совпадает с окончанием сигнала, вырабатываемого триггером 1.4.

Во время нахождения триггера 14 в единичном состоянии элемент И 16 открыт и импульсы с генератора 17 импульсов управляемой частоты поступают через этот элемент на вход цифроаналогового преобразова-пеля 21 и подсчитьгоаются им в течение BjfieMe0 ни действия, разрешающего потёнциала на входе логического элемента,

Аналогичный сигиал, пропорциональный количеству поступивших на цифроаналоговый преобразователь 21 им$ пульсов, поступает на вход дискриминатора 23, на другой вход которого подается аналоговый сигнал от источника опорного напряжения 24. Величина этого сигнала прямо пропор0 циональна длине рабочей шкалы измерительной линейки 8.

Дискриминатор 23 сравнивает поступающие на него входы сигналы и выдает разность этих сигналрв на вход

$ аналогового запоминающего элемента 19. С приходом на второй вход запоминающего элемента импульса с выхода компаратора 18 разностный выходной сигнал дискриминатора запоминается запоминающим элементом и корректирует настройку частоты работы генератора импульсов 17. В результате такой коррекции число импульсов, поступающих в цифроаналоговый преобразователь 21 в течение большего из временных интервалов, ограничиваемых сигналами опроса датчиков 9, 10, прямо пропорционально длине рабочей шкалы измерительной линейки 8 и разностный сигнал на выходе дискриминатора 23 в течение нескольких циклов подстройки станет равным 0.

Как только величина корректирующего частоту подстройки генератора сигнала на выходе запоминающего элемента 19 станет достаточно малой или равной нулю, нуль-орган 25 выдает на связанный с ним вход элемента И 26 разрешающий потенциал.

В зависимости от поступающих с

выхода компаратора I8 на входы

триггера 20 импульсов последний вырабатывает на С11оем выходе разрешающий потенциал. Разрешающий потенциал вырабатывается в кон$ це короткого временного интервала между сигналами опроса датчиков 9 к 10, поэтому считывание информации возможно в течение большего из двух временных интервалов между опр сом двух датчиков в одном кадре, а при равенстве временных интервалов (линейка под углом 45) в одном из них. Прнналичии разрешающих потенциалов на двух входах элемента И 26 сигнал с выходов съемника 6 через ключ 7 и элемент И 26 поступает на управляющий вход ключей 27, разрешая выдачу в ЭВМ информации о длине отрезка. Одновременно с длиной изме ряемого отрезка, отсчитываемой от начала шкалы линейки и до точки качания съемника, по сигналу от съемника 6 вьщается координата точкн ка сания съемника. Поскольку отсчет длины ведется о одного из датчиков, то в цифроанало говом преобразователе 21 в рабочем цикле измерения, определяемом совокупностью сигналов на выходах триггера 20 и нуль-органа 22, накапливается величина, прямо пропорционал ная длине расстояния от начальной точки измерения, определяемой одним из датчиков 9 или 10, до конечной точки измерения, определяемой други датчиком. В течение рабочего цикла, когда возможны измерения, в момент измерения, фиксируемый с появлением сиг нала на выходе съемника 6 и элемента И 26, в цифроаналоговом преобразователе находится величина, прямо пропорциональная длине измеритель: него отрезка. В зависимости от очередности сигналов, поступающих на входы триггера 11 и определяемых по ложением линейки 8 на поверхности планшета, разрешающий потенциал с выхода триггера 11 будет прикладываться к одному из управляющих входов ключей 28 или 29, разрешая пере дачу содержимого либо с прямыз, либ с инверсных выходов цифроаналоговог преобразователя через элементы ИЛИ на входы ключей 27. При наличии F управляющем входе разрешающего сигнала с выхода элемента И 26 содержимое ЦАП 21, прямо пропорциональное длине измеряемого отрезка, передается в магистраль или ЭВМ. Считывание информации с инверсных выходов необходимо потому, что с изменением положения измерительной линейки 30 MosfeT изменяться начало фактического отсчета, а результат необходимо давать относительно начала измерительной шкалы, которое в процессе измерения остается неизменным. ° Из двух полукадров один является рабочим. В нем осуществляются измерения . В нерабочем полукадре с приходом последнего по времени импульса от датчиков 9 и JO компаратора 18 на первом выходе вырабатьшает сигнал, обнуляющий ЦАП 21 и подготавливающий его к работе в цикле, в котором разрешаются измерения. Если измерительная линейка находится под углой 45 к координатным осям, то временные интервалы, формируемые сигналами датчиков 9 и 10 в обоих полукадрах равны и измерения можно осуществлять в любом из полукадров. При равенстве обоих проекций измерительной шкалы компаратор 18 вырабатывает сигнал на втором своем выходе и процесс выдачи результатов измерения не отличается от описанного ранее. Если измерительная линейка 30 в процессе измерения располагается параллельно одной из координатных осей сигнал от двух датчиков в одном из полукадров формируется одновременно, в результате состояние триггера 11 в этом полукадре может оказаться неопределенным, однако к ошибке это не приведет, так как в этом полукадре на выходе триггера 20 отсутствует разрешающий потенциал и выдачи недостоверной информации с цифроаналогового преобразователя 2I в ЭВМ не произойдет из-за отсутствия на управляющем входе ключей 27 разрешающего сигнала с элемента И 26. Таким образом, введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЩЩ, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к коммутатору, вход которого соединен с первым выходом счетчика, вход которого подключен к первому генератору импульсов, а второй вход счетчика подключен к одним входам ключей первой группы, другие входы которых соединены с выходом съемника координат, подключенным к ключу, элемент ИЛИ, входы которого соединены с датчиками сигналов, выходы которых подключены к входам первого элемента И и первого триггера, дискриминатор, входы которого соединены с выходами источника опорного напряжения и цифроаналогового преобразователя, второй элемент И, один вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, вторую группу ключей, элемент задержки и третий генератор импульсов, о т л и ч а rein е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй триггер, входы которого соединены с выходом элемента ИЛИ и с элементом задержки, подключенным к выходу первого элемента И, а выход соединен с входом третьего генератора импульсов, и с другим входом ., второго элемента И, выход которого подключен к одному входу цифроаналогового преобразователя, компаратор, входы которого соединены с выходами второго триггера и третьего генератора импульсов, элемент памяти, входы которого подключены к выходам комS патора и дискриминатора, а выходы со единены с входами нуль-органа и второго генератора импульсовi третью группу ключей, входы которых подключены к выходам первого триггера и цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом компаратора, группу элементов ИЛИ, входы которых подключены к вы00 00 ходам ключей третьей группы, а входы соединены с одниьда входами ключей второй группы, и последовательно под оо ю ключенные третий триггер, входы которого соединены с выходами компаратора, и третий элемент И, входы которого соединены с выходом нуль-органа и с ключом, а выход подключен к другим входам ключей второй группы.