Устройство для отображения системы координат на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1985 года по МПК G09G1/16 G06F3/153 

изобретение относится к автоматике и информационной технике и может быть использов.ано в телевизионных ин дикаторах цифровых устройств систем определения положения двух движущихся объектов, расположенных произвольно в поле двухосных систем координат при больших длинах наблюдаемых участ ков. По основному авт. св. № 734760 известно устройство для отображения системь координат на экране электрон но-лучевой трубки. Целью изобретения является повыше ние точности устройства за счет повы шения разрешакмцейспособности. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока памяти; на фиг. 3 - схема формирователя импульсов; на фиг. 4 - схема блока управле ния коммутатором; на фиг. 5 - схема блока коммутаторов; на фиг. 6 и 7 местоположение отсчетных делений на координатных осях в зависимости от расположения системы координат на растре; на фиг. 8 - функциональная схема блока управления коммутатором для случая, когда координаты двух дв жущихся объектов представлены 16-раз рядными двоичными кодами. Устройство (фиг. 1) содержит первую информационную шину 1, регистр 2 первый ивторой блоки сравнения Зи 4,: первый счетчик 5, блок синхронизации 6, элемент ИЛИ 7, первый блок памяти 8, второй счетчик 9, первый форми рователь импульсов 10, второй блок памяти 11, третий счетчик 12, второй формирователь импульсов 13, вторую, третью, четвертую и пятую информаци онные шины 14 - 17 соответственно, первый и второй блоки управления ком мутаторами 18 и 19, первый, второй, третий и четвертый блоки коммутаторов 20 - 23 соответственно, третий, четвертый, пятый и шестой блоки срав нения 24 - 27 соответственно, первый и второй элементы И 28 и 29. Блок памяти (фиг. 2) состоит из элемента НЕ 30, элемента И 31, триггера 32, элемента И 33 и счетчика 34 Формирователь импульсов (фиг. 3) включает в себя дифференцирукнцую цепочку 35, усилитель-ограничитель 36, расширитель импульсов 37, элемент И 38. Блок управления коммутатором (фиг. 4) состоит из блока сравнения 39, блока приоритета 40 и преобразователя 41 десятичного кода в двоичный код. Блок коммутаторов (фиг. 5) состоит из восьми N-8-канальных коммутаторов 42-49. Блок управления коммутатором для случая, когда координаты двух движущихся объектов представлены 16-разрядными двоичными кодами (фиг. 8) состоит из элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 50-57, на которых происходит поразрядное сравнение старших 9-16 разрядов кодов первого и второго объектов; из элементов НЕ 38-63; элементов И-НЕ 66-73 и элементов ИЛИ 74-78, которые составляют блок приоритета; из элементов И-НЕ 79-81 и элемента НЕ 82, которые составляют преобразователь десятичного кода в двоичный код. Устройство работает следующим образом. Перед началом отображения входной код константы системы координат записьюается по информационной шине 1 в регистр 2. Код константы включает в себя код номера строки, определяющий местоположение горизонтальной координатной оси (код X), и код номера точки в строке, определяющий местоположение вертикальной координатной оси (код У). Младшие разряды счетчика 5 (часть У) имеют коэффициент пересчета, равный количеству точек в строке, а старшие разряда (часть X) коэффициент пересчета, равный количеству строк в поле. На счетный вход счетчика 5 с блока синхронизации 6 поступают импульсы, период следования которых равен времени отображения одной точки на телевизионной строке; когда текущее значение цифровой развертывающей функции, формируемой частью У счетчика 5, сравняется с кодом У, занесенньм в регистр 2 константы системы координат, срабатьшает блок сравнения, 4. и импульс с его выхода через элемент ШШ 7 поступает на отпирание электронного луча. Таким образом, на строке растра засвечивается точка, номер которой равен коду У. В процессе развертки растра точка с этим номером засвечивается на каждой телевизионной строке, т.е. формируется вертикальная координатная ось. Импульсы засветки горизонтальной ко ординатной оси формируются на выход блока сравнения 3 при равенстве зна чений кода X и цифровой развертываю щей функции, снимаемой с части X сч чик а 5. Формирование отсчетных делений, например, на вертикальной координат ной оси, производится следующим обр эом. Появление сигнала на выходе блок сравнения 3 разрешает прохождение н блок памяти 8 импульсов с одного из старших разрядов счетчика 5. Частот следования этих импульсов равна частоте строчной развертки. Кроме того импульсы с частотой строчной разверт ки постоянно поступают на счетный вход счетчика 9, коэффициент пересчета которого равен числу строк между двумя соседними отсчетными делениями. Первьй после срабатьшания блока сравнения 3 импульс переполнения счетчика 9, поступающий на вход элемента НЕ 30 и на R-вход триггера 32 блока памяти 8, прекращает прохождение импульсов. Срабатьшание блока сравнения 3 соответствует на, растре формированию горизонтальной координатной оси, а импульс переполнения счетчика 9 формированию ближайшего к ней отсчет ного деления на вертикальной оси. Число строк между горизонтальной координатной осью и этим отсчетным делением запоминается в виде кода в блоке памяти 8 (N на фиг. 6). Во время обратного хода по полю этот код заносится в счетчик 9. С началом прямого хода по полю счетчик 9 начинает пересчет входных импульсов не с нулевого состояния, а с занесен ного кода. Тем самым обеспечивается совпадение отсчетного деления с горизонтальной координатной осью (фиг. 7). Бели горизонтальная координатная ось совпадает с отсчетным делением, сигналы на выходах блока сравнения 3, поступающие на один из входов эле мента И 31 и счетчика 9, появляются одновременно. В этом случае прохождение импульсов с выхода счетчика 5 на счетчик ЗА блока памяти 8 запре щается и в нем сохраняется преяздий начальньй код. При изменении местоположения системы координат по йертикали определение и запоминание нового начального кода осуществляется течение одного поля развертки. Шпульсы переполнения счетчика 9 (фиг. 1) поступают на формирователь импульсов 10. Передние фронты импульсов переполнения счетчика 9 совпадают по времени с началами строк, на которых формируются отсчетные деления, а скважность этих импульсов близка к двум. Постоянная дифференцирования дифференцирующей цепочки 35 выбирается из следукщего условия: экспоненциальный спад выходных импульсов дифференцирующей цепочки 35должен занимать во времени столько периодов строчной развертки, сколько строк укладывается в толщине отсчетного деления. Усилитель-ограничитель 36отсекает отрицательные выходные импульсы дифференцирующей цепочки 35, а из положительных импульсов формирует прямоугольные импульсы той же длительности. Выходной сигнал усилителяограничителя 36 соответствует на растре набору горизонтальных линий, расположение по вертикали и толщина которых аналогичны расположению и толщине отсчетных делений, а длина равна ширине растра. Для ограничения отсчетных делений по длине выходной сигнал усилителя-ограничителя 36 подается на элемент И 38 вместе с выходным сигналом расширителя импульсов 37, в качестве которого может быть использован, например, одновибратор, Выходным сигналом расширителя импульсов 37 являются импульсы засвета вертикальной координатной оси, а его выходной сигнал представляет собой прямоугольные импульсы., длительность крторых равна времени засветки на растре отсчетного деления желаемой длины. Выходной сигнал расширителя импульсов 37 соответствует на растре примыкающему к вертикальной координатной оси столбцу, ширина которого равна длине отсчетного деления В результате на выходе элемента И 38 образуется сигнал отсчетных делений вертикальной координатной оси. Формирование отсчетных делений для горизонтальной координатной оси осуществляется по тому же принципу, что и для вертикальной и. отличается лишь временными параметрами получаеых сигналов. Эту функцию выполняют блок памяти 11 (схема которого анало-

гична приведенной на фиг. 2) счетчик 12 и формирователь импульсов 13. По второй информационной шине 14 поступает в двоичном коде Н 8-разрядная координата первого объекта по горизонтальному направлению, по третьей информационной шине 15 поступает в двоичном коде Ы 8-разрядная координата второго объекта по горизонтальному направлению, по четвертой информационной птне 16 поступает в двоичном коде Ы 8-разрядная координата первого объекта по вертикальному направлению, а по пятой информационной шине 1 7 поступает в двоичном коде N 8разрядная координата второго объекта по вертикальному направлению. На первьй и JBторой входы первого блока управления коммутатором 18 по шинам 14 и 15 поступают старшие 9, 10 ..., N-разряды кодов координат первого и второго объектов по горизонтальному направлению, а на первый и второй блки коммутаторов 20 и 21 коды координат первого и второго объектов по горизонтальному направлению по шинам 14 и 15 поступают полностью 1,2... разрядов.

Блок управления коммутатором состоит из (N-8)-элeмeитнdгo блока сравнения 39, в котором происходит поразрядное сравнение одноименных старших от 9-го по N включительно разрядов двоичных кодов, выходы которого поступают в блОК приоритета 40, где преобразуются в десятичный код с приоритетом по несравнившимся наиболее старшим разрядам. Например, если самые старшие N-е разряды кодов первого и второго объектов не равны, когда в блоке приоритета 40 формируется десятичный код если W-e разряды кодов равны и (N-l)-e разряды не равны - формируется десятичный код еслиН-е и (N-l)-e разряды равнь и (N-2)-e разряды не равны - формируется десятичный код 2 и т.д.; если равны все разряды от N-го до 9-го включительно, тогда формируется десятичный код (N-8).

Для управления коммутаторами необходимы управляющие сигналы в двоичном коде, для чего служит преобразователь 41 десятичного кода в двоичньй код, который тляает управляющий сигнал на первый и второй блоки коммутаторов 20 и 21, где входная Нразрядная информация коммутируется таким образом, что в соответствии с управляющими сигналами при выборе 0-го канала коммутаторов 42-49, на выходах Вых.1 - Вых.8 вьщаются соответственно (N-7), (N-6), ..., N разряды, при выборе 1-го канала - (N-8) (N-7), ..., (N-1) разряды, при выборе 2-го канала - (N-9), (N-8), ..., (N-2) разряды и т.д.; при выборе (N-8)-ro канала выдаются 1,2, ..., 8 разряды (фиг. 5).

Поясним работу блока управления коммутаторами и блока коммутаторов, на примере, когда координаты двух движущихся объектов представлены 16-разрядными двоичньми кодами, т.е. N-16 (фиг. 8).

На злементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 50-57 происходит поразрядное сравнение старших 9-16 разрядов кодов первого и второго объектов. Сигналы сравнения с выходов элементов 50-57 поступают в блок приоритета, который состоит из элементов НЕ 58-65, элементов И-НЕ 66-73 и элементов ИЛИ 74-78..По несравнившимся наиболее старшим разрядам вырабатывается сигнал в десятичном коде, который поступает в преобразователь десятичного кода в двоичный, собранный на элементах И-НЕ 79-81 и элементе НЕ 82. Режим работы такого блока управления KOh iyTaTopoM (при ) приведен в табл. 1. На информационные шины девятиканальных коммутаторов 42-49 поступает 16-разрядный код, а на управляющие входы - сигналы с выходов 1, 2, 4, 8 блока управления коммутаторами (фиг. 8). На выходы коммутаторов выдается 8-разрядный код согласно табл. 2, где представлен режим работы блока коммутаторов ().

Как видно из табл. 1 и табл. 2, индикация двух движущихся объектов, координаты которых представлены 16-разрядными двоичными кодами, происходит ступенчато в девяти масштаба в зависимости от местонахождения этих объектов,

С выходов блока коммутаторов 20 и 21 восьмиразрядные двоичные коды координат первого и второго объектов по горизонтальному направлению поступают на первые входы третьего и четвертого блоков сравнения 24 и 25, втооые входы которых подключены к

7П

выходам младших разрядов (часть У) первого счетчика 5. Когда текущее значение цифровой развертьшающей функции, формируемой частью У счетчика 5j ср|авняется с кодами на выходах первого и второго блоков коммутаторов 20 и 21, срабатывают соответственно третий и четвертый блоки сравнения 24 и 25, Таким образом, на выходе третьего блока сравнения 24 получаем координату первого объекта по горизонтальному направлению, а на выходе четвертого блока сравнения 25 - координату второго объекта по горизонтальному направлению.

Аналогично получаем координаты первого объекта по вертикальному направлению, для чего служат четвертая и пятая информационные шины 16 и 17, второй блок управления коммутатором 19, третий и четвертый блоки коммутаторов 22 и 23 и пятый и шестой блоки сравнения 26 и 27, ко вторьи входам которых подключены выходы старших разрядов (часть X) первого счетчика 5,

Выходные сигналы третьего и пятого блоков сравнения 24 и 26 поступают на входы первого элемента И 28, на выходе которого формируется точка первого объекта, а выходные сигналы четвертого и шестого блоков сравнения 25 и 27 поступают на входы второго элемента И 29, на выходе которого фо1 ируется точка второго объекта.

Таким образом, на входы элемента ИЛИ 7 поступают сигналы с первого и второго блоков сравнения 3 и 4, с первого и второго формирователя импульсов 10 и 13, с первого и второго элементов И 28 и 29, Вьгходно й сигнал элемента ИЛИ 7 отпирает электронный луч, вследствие чего на телевизионном экране высвечиваются координатные оси с отсчетными делениями и точки двух движущихся объектов (см,фиг,

После установления На координатных осях удобной для наблюдения частоты расположения отсчетных делений изменением коэффициентов пересчета счетчиков 9 и 12 происходит автоматическое ступенчатое изменение масштаба отсчетных делений в зависимости от местоположения двух движущихся объектов, которое определяется блоками управления коммутаторами 18 и 19, вследствие чего координаты объектов

208

с блоков коммутаторов 20-23 выдаются на индикацию 8-разрядными кодами, тем самым количество отсчетных делений на координатных осях остается неизменным, а изменяется цена деления. ./Таблица 1

1156120О

Таблица 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖНИЯ СИСТЕШ КООРДИНАТ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУ 1ЕВОЙ ТРУБКИ по авт. св. № 734760, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства за счет повышения разрешающей способности, оно содержит первьй и второй блоки управления коммутаторами, первый, второй третий и четвертьй коммутаторы, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения и первый и второй элементы И, первый вход первого блока управления коммутатором соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с пятым входом элемента ИЛИ, второй вход первого блока управления коммутаторами соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом четвертого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с шестым входом элемента ИЖ, выход первого блока управления коммутаторами соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, вторые входы третьего и четвертого блоков сравнения соединены с первым выходом первого счетчика, первьш вход второго блока управления коммутаторами соединен с первым входом третьего коммутатора, выход которого соединен с первьм входом пятого блока сравнения, выход (Л которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход второго блока управления коммутаторами соединен с первым входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с первым входом шестого блока сравнения, выход которого соединен с втоел рым входом второго элемента И, вто9д ND рые входыпятого и шестого блоков сравнения соединены с вторьм выходом первого счетчика, выход второго блоь ка управления коммутаторами соединен с вторыми входами третьего и четвертого коммутаторов.

О 00 9РЮР11 12 13 14 15 16

01 О

О 1

100

10 1

11 1 2РЭР4Р5Р6Р7Р8Р9Р

000 IP2Р ЗР4Р5Р6Р7Р8Р

Фuг.i

Й

1

J4

Фиг.2

5

3S

Фиг.Ъ

Jf

0

Фиг. 4

Фиг. 5

Теледизиониыи растр

ШИКНИ

Te/}e8u3i/offf btU растр

uj

11|1111|1111|1111 111П111|1111|1111|1

Рн

X

Н1Н1И 11П П()

Фиг. 6

Пер8ь/и о5ье/ гп

/

/

Нг

Второй

Фиг.7 oSbet m