Устройство для вычисления полярных координат Советский патент 1985 года по МПК G06F7/548 

ния частного, информационные входы которого подключены к выходам блока деления, выход неравенства второго блока сравнения соединен с входом разрешения записи регистра младших разрядов кода полярного угла, вход управления инверсией которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с выходом старшего разряда первой группы информационных входов суммато ра, мпадшие разряды первой группы информационных входов которого подключены к шине логического нуля устройства, а вторая группа информацион

3961

ных входов сумматора подключена к выходам регистра младших разрядов кода полярного угла, входы трех старших разрядов регистра результата подключены соответственно к выходам третьего, второго и первого элементов ИЛИ, а входы младших разрядов регистра результата соединены с выходами сумматора, первый и второй входы элемента И подключены к выходу старшего разря да первого регистра кодов поямоугольных координат и к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ соответственно.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТ, содержащее два N-разрядных регистра кодов прямоугольных координат (N - разрядность аргумента), два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок памяти, регистр младших разрядов кода полярного угла и регистр результата, причем выход старшего разряда первого регистра кодов прямоугольных координат соединен с первым входом перво. го элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ, о тличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, устройство содержит два блока сравнения, коммутатор, блок деления, счетчик, сумматор, регистр хранения частного, два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента ИЛИ, элемент И, причем выходы (N-1) младших разрядов первого и второго регистров кодов прямоугольных координат соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов первого блока сравнения и с первой и второй группами информационных входов коммутатора, первьй и второй управляющие входы которого подключены соответственно к выходам Больше и Меньше первого блока сравнения. jv,, 13 .т.: ---:::::L 2l5 / выход Равно первого блока сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с вькодом Больше первого блока сравнения, второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подклЮШН к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ i-й вход которого соединен с выходом i-ro младшего разряда первого регистра кодов прямоугольных координат (Л (i 1, 2, N-1), второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ /соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом старшего разряда второго регистра кодов прямоугольных координат а второй вход соединен с выходом эле00 00 мента И, i-й вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом i-ro младсо шего разряда второго регистра кодов Од прямоугольгных координат, первая и вторая группа выходов коммутатора соединены соответственно с входами делимого и делителя блока деления, признак окончания деления которого соединен с входом разрешения счета счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра младших разрядов кода полярного угла и с адресными входамг блока памяти, выходы которого соединены с первой группой входов второго блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами регистра хране

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения угловых координат объекта и т.п.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат при вычислении код угла полярных координат.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регистры 1 и . кодов прямоугольных коордийат (регистр 1 для хранения кода координаты X, регистр 2 для хранения координаты У), регистр 3 результата для хранения кода угла полярных координат, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 5, блок 6 памяти, регистр 7 младших разрядов кода полярного угла, первый блок 8 сравнения, кoм fyтaтop 9, блок 10 деления, регистр 11 хранения частного, второй блок 12 сравнения, счетчик 13, сумматор 14, первый элемент liHH-HE 15, второй элемент ИЛИ-НЕ 16, элемент И 17, первый, второй и третий элементы ИЛИ 18, 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Двоичные коды прямоугольных координат X и У, записанные соответственно в регистре 1 и в регистре 2, содержат п двоичных разрядов, причем старшие разряды кодов прямоугольных координат являются знаковыми: логи- ческая единица в старшем разряде

кодов соответствует знаку минус, логический нуль - знаку плюс.

С целью уменьшения объема памяти три старших разряда, кода угла полярньгх .координат вычисляются независимо от остальных младших разрядов

Старший разряд кода угла полярных координат соответствует старшему разряду координаты У во всех случаях, за исключением точек, лежащих на оси абсцисс и имеющих отрицательные значения. Поэтому, при значении координаты У, равном нулю, с выхода второго элемента ШШ-НЕ 16 на второй вход элемента И 17 поступит логическая единица, а на первьй вход - старший разряд кода координаты X, соответствующий значению логической единицы. В результате, старший разряд кода угла полярных координат станет равным логической единице. Третий элемент ИЛИ 20 объединяет выход элемента И.17 со старшим разрядом коорди51аты У. Второй разряд кода угла полярных координат формируется первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 4, на входы которого подаются старший разряд кода координаты X и старший разряд кода угла полярных координат. Исключением являются точки, лежащие на оси ординат и имеющие положительные значения.

Поэтому, при значении координаты X, равном нулю, на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 15 сформируется логическая единица, соответствующая второму разряду кода угла полярных координат. Второй элемент ИЛИ 19 объединяет выход первого элемента ИПИ-НЕ 15 с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 4. Третий разряд кода угла полярных координат формируется вторым элементом ИСКПЮЧАКЛЦЕЕ ИЛИ 5, на входы которого подаются второй разряд кода угла полярных координат и сигнал с первого блока 8 сравнения, соответствующий логичес кой единице при значении прямоугольных координат . Исключением яв(пяются точки, лежапще на диагонали, проходящей через I и III квадранты, Поэтому, при значении прямоугольных координат У - X на третьем выходе пе вого блока 8 сравнения сформируется третий разряд кода угла полярных координат. Первый элемент ИЛИ 18 объ-. единяет выход второго элемента ИСКЛЮ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ с третьим выходом первого блока 8 сравнения. Таким образом, три старгвих разряда кода угла полярных координат опре деляют номер октанта, в котором находится точка. Коду 000 соответствует первый октант, коду 001 - второй октант и т.д. Вычисление младших раз рядов кода угла полярных координат начинается с поступления двоичных кодов прямоугольных координат X и У из регистра 1 и регистра 2 без старш разрядов на первь1й блок 8 сравнения. Сигналы управления с первого блока 8 сравнения поступают .на коммутатор 9. 8случае, когда значение двоичного кода коордираты X больше значения дво ичного кода координаты У, коммутатор 9направляет двоичный код координаты X в делитель, а двоичный код координаты У - в делимое. В противоположном случае двоичный код координаты X поступает в делимое, а двоичный код координаты У - в делитель делительного устройства 10. Частное от деления двоичного кода меньшей координаты на двоичный код большей координаты записывается в регистр 11. В момент окончания деления запускается двоичный счетчик 13, на счетный вход .которого поступают тактовые импульсы С началом работы счетчика 13 и блока 6 памяти производится выборка значений частного, которые поступают на первые входы второго блока 12 сравнения таким образом, что с каждым тактовым импульсом arctg последующего значения больше arctg предыдущего значения на принятую дискретность преобразования. На вторые входы блока 12 сравнения поступает двоичный код частного от деления из хранения результатов деления регистра 11. В случае, когда двоичный код из блока 6 памяти станет равным коду из регистра 11 или превысит его, по сигналу с второго блока сравнения в регистр 7 мпадших разрядов полярного угла записьгоается двоичньш код со счетчика 13, соответствующий порядковому номеру данного частного в блоке 6 памяти. Таким образом, в регистр 7 записываются младшие разряды, начиная с четвертого, кода угла полярных координат, образуемого осью большей прямоугольной координаты и направлением на данную точку. Если точка находится в нечетном октанте, то третий разряд кода угла полярных координат соответствует логическому нулю и на третий вход регистра 7 (вход управления инверсией) , а также на вход старшего раз ряда сумматора 14 А поступает логический нуль. Таким образом, на входы В сумматора 14 поступают младшие разряды кода угла полярных координат в прямом коде, а на входы А - код угла 0°. На выходе сумматора 14 формируется код, соответствующий коду на входе В. Если точка находится в четном октанте, то третий разряд кода угла полярных координат соответствует логической единице и на третий вход регистра 7 (вход управления инверсией) , а также на вход старшего рйзряда сумматора 14 (вход А) поступит логическая единица. Таким образом, на входы В сумматора 14 поступают младшие разряды кода угла полярных координат в инверсном коде, а на входы А - код угла 45. Вычисленный код угла полярных координат записьгоается в регистр 3.