Устройство для отображения дуг окружностей на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1986 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения информации для начертания дуг окружностей.

Цель изобретения - повьш1ение быстродействия, надежности и качества отображения за счет обеспечения постоянной яркости.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регистр 1, триггер 2, элемент ИЗ, счетчик 4, третий блок 5 памяти, умножитель 6, первый 7 и второй 8 блоки памяти, третий цифроаналоговый преобразователь 9, блок 10 интеграторов, сумматоры 11 и 12, первый 13 и второй 14 цифроаналоговые преобразователи, электронно-лучевую трубку 15 (ЭЛТ) и блок 16 сравнения. Регистр 1 и блок 16 сравнения образуют блок 17 задания конечного угла дуги, который предназначен для получения сигнала окончания рисования дуги на экране ЭЛТ 15.

Регистр 1 предназначен для хранения кода конечного угла дуги.Блок 16 сравнения вырабатывает сигнал окончания рисования дуги на экране ЭЛТ в случае, если число, поступающее на него с выхода умножителя 6, больше или равно коду конечного угл дуги, хранящемуся в регистре 1.Триггер 2 предназначен для получения сигнала подсвета для ЭЛТ, который одновременно является сигналом пуска и останова устройства. Пуск и останов s cтройства осуществляется посредством управления счетчиком 4 по синхровходу через элемент 3. Счетчи

4предназначен для хранения кода начального угла дуги и прибавления

к зтому коду единицы с приходом тактового импульса. Третий блок 5 памяти предназначен для преобразования кода радиуса дуги в код отношения максимального радиуса отображаемой окружности ( заданному радиусу R, подаваемого по входу 18, причем все значения R QKc/f хранятся в блок

5памяти в виде таблицы вычисленных значений. Умножитель 6 предназначен для хранения кода, вычисленного тре тьим блоком 5 памяти, и умножения этого кода на число,поступающее с выхода счетчика 4, с последующей выдачей результата на вход первого 7

и второго 8 блоков памяти и блока 17 задания угла дуги. Первьй 7 и второй 8 блоки памяти предназначены для функционального преобразования кода,

поступающего с выхода умножителя 6 в коды синуса и косинуса соответственно, которые вычислены заранее и хранятся в этих блоках. Третий цифроаналоговый преобразователь 9

предназначен для преобразования кодов синуса, косинуса в пропорциональный им ток, который управляет работой блока 10 интеграторов. Сумматоры 11 и 12 предназначены для формирования отклоняющих напряжений для ЭЛТ 15, которые получаются суммированием соответствующих выходных сигналов блока 10 интеграторов и первого 13 и второго 14 цифроаналоговых преобразователей, которые предназначены для преобразования координат центра дуги в напряжение.

Устройство работает следующим обра зом.

Параметрическое уравнение окружности имеет вид

X B-COSlOt R.COs()

йъ

y R-sinu t R-sin( t) ut

(1)

35

где R - радиус окружности; иЗ - круговая частота-; t - время;

величина приращения угла

единицу времени. Запишем это вьфажение в виде

40

U iycos(j|.t) U lVsin(f.t).

(2)

Благодаря наличию в выходной части устройства блока 10 интеграто- 45 ров выражение (2) преобразуется:

и :k-R. и -cosuft -В-.sintJt

TU L.

Ufi

(3)

0

5

U,,k-R f-

где и ,U - отклоняющие напряжения

по осям;

R ,Н - проекции радиуса на соответствующие оси координат;

k - коэффициент пропорциональности;

Тц- постоянная времени интеграторов;

и - постоянное напряжение, соответствующее максимальному радиусу. Так как U есть ни нто иное как

К

опорное напряжение цифроаналогового преобразователя 9, то радиус отображаемой дуги или окружности в соответствии с (З) определяется выражением

(4)

где и - опорное напряжение.

Для окружностей максимального радиуса выражение (4) в виде

можно записать

kP

г....u

(5)

где LJ - минимальная угловая часто-

ИК

та; R - максимальный радиус окружMciKc ности.

Совместное решение уравнений (4) и (5) позволяет получить выражение для и) :

и) , (6)

И

АЧ

так какЫ -г э то

р

л иаьс-- , (7) К

где и Ч минимальное приращение угМйЯ

ла;

&Ч - текуи ее значение приращения угла.

Таким образом, при отоб15ажении дуг окружностей на экране ЭЛТ возможно изменение их размеров и времени отображения путем изменения одного параметра - приращения угла.

Код центра дуги поступает из источника информации, например ЭЦВМ (не показан) по входах 19 и 20 на цифроаналоговые преобразователи 13 и 14, в результате чего луч выходит в заданную точку. Код радиуса окружности или дуги поступает по информационному входу 21 на вход третьего блока памяти 5, где преобразуется в отношение R /R, с выхода которого преобразованный код поступает в регистр (не показан), мно- жикого умножителя 6

в регистре множимого умно51 ителя 6 хранится код R /R, то на выходе умножителя в каждом такте выраба вается значение угла Ч , увеличенн на й. в соответствии с выражением С7) . Код произведения с выхода умн теля поступает на вход блоков памя ти значения синуса 7, значений кос нуса 8, с выходов которых преобраз ванные значения поступают на трети цифроаналоговый преобразователь 9 который вместе с блоком 10 интегра ров формирует аналоговые напряжени в соответствии с выражением (З), г , - опорное напряжение третье цифроаналогового преобразователя 9 а t - постоянная времени блока 10 интеграторов. Выходные напряжения блока 10 интеграторов через аналог 50 вые сумматоры I1 и 12 поступают на отклоняющую систему ЭЛТ 15, в ре- зультате чего изображение дуги на экране ЭЛТ формируется в виде отре ков единичной длины с наклоном, за

35

40

45

и там запоминает-55 даваемым в каждом такте умножите-ся. Код начального угла дуги поступает с входа 22 на информационный вход счетчика 4, запоминается в нем и переписьгоается в регистр множимо804364

го умножителя 6, с выхода которого результат произведения () поступает на вход первого 7 и второго 8 блоков памяти, где формируются

V/R)

25

20

.5 коды sin(R ) и cos(R

соответственно. В соответствии с этими кодами третий цифроаналоговый преобразователь 9 и блок 10 интеграторов формируют аналоговые напряжения,

10 которые складываются в (аналоговых) сумматорах II и 12с напряжениями координат центра дуги. Б результате луч на экране перемещается в начальную точку рисования дуги. Код конеч15 нога, угла ду.ги м поступает по входу 23 и запоминается в регистре 1 блока 17 задания угла дуги.

По- сигналу Пуск по входу 24 на выходе триггера 2 устанавливается потенциал 1, в результате чего появляются сигналы подсвета ЗЛТ и сигнал разрешения прохождения тактовых импульсов через элемент И 3 на синхровход счетчика 4, состояние которого в каждом такте увеличивается на единицу и перепнсьшается в регистр множимого умножителя 6. Изменение состояния счетчика на единицу соответствует изменению угла на величину лч ,., в выражении (7. Так как

МИ Н

в регистре множимого умно51 ителя 6 хранится код R /R, то на выходе умножителя в каждом такте вырабатывается значение угла Ч , увеличенное на й. в соответствии с выражением С7) . Код произведения с выхода умножителя поступает на вход блоков памяти значения синуса 7, значений косинуса 8, с выходов которых преобразованные значения поступают на третий цифроаналоговый преобразователь 9, который вместе с блоком 10 интеграторов формирует аналоговые напряжения в соответствии с выражением (З), где , - опорное напряжение третьего цифроаналогового преобразователя 9, а t - постоянная времени блока 10 интеграторов. Выходные напряжения блока 10 интеграторов через аналого- 50 вые сумматоры I1 и 12 поступают на отклоняющую систему ЭЛТ 15, в ре- зультате чего изображение дуги на экране ЭЛТ формируется в виде отрезков единичной длины с наклоном, за30

35

40

45

лем 6.

Когда код на выходе умножителя 6 становится большим или равным значению конечного.угла дуги, блок 16

512

сравнения устанавливает триггер 2 в состояние О, в результате чего запирается модулятор ЗЛТ 15 и прекращается подача тактовых импульсов по входу 25 на синхровход счетчика 4 через элемент И 3,

Таким образом,дуга или окружность на экране ЭЛТ отображается в виде отрезков, причем длина отрезков все время постоянна, а с изменением радиуса меняется их число, которое равно .

Так, например, при (радиус передается восьмиразрядным кодом) , а при , , Так .как длина отрезка I и скорость рисования V являются величинами постоянными и задаются тактовой частотой и постоянной времени интеграторов, то с yi-ieHbineHHeM радиуса окружности путь, проходимый , уменьшается прямо пропорционально радиусу R, при этом прямо пропорционально радиусу уменьшается и время рисования .

Таким образом, постоянство скорости рисования позволяет отображать окружность любого радиуса с неизменной яркостью, а прямо пропорциональная зависимость времени рисования от радиуса отображаемой дуги или окружности позволяет получить зна- чителы ый выигрыш в быстродействии всего устройства при рисовании дуг и окружностей радиусом, меньшим максимального .

Формула изобретения

Устройство для отображения дуг окружностей на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых являются

входами код центра дуги по координате X и координате У соответственно, а выходы подключены к первым входам сумматоров, выходы которых соединены с отклоняющей системой ЗЛТ, модулятор которой соединен с вьтходом триггера, подключенным к первому входу элемента И, второй вход которого является тактовым входом устройства, а выход элемента И соединен с первым входом сч-етчика, второй вход которого является информационньм входом устройства, а

входы группы - входами код начального угла дуги

5 устройства, регистр, вход которого является информационным входом устройства, а входы группы - входами код конечного угла дуги устройства, выход регистра соединен с пер0 вым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого явля- . ется входом пуск устройства, первый и второй блоки памяти, вы5 ходы которых подключены к входам третьего цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстро действия, надежности и качества

0 отображения за счет обеспечения постоянной яркости, оно содержит блок интеграторов, вход которого соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, а выходы зс С вторыми входами сумматоров, умножитель, первый вход которого подключен к выходу счетчика, а выход- к входам первого и второго блоков памяти и второму входу блока сравQ нения и третий блок памяти, вход которого является информационньгм входом устройства, входы группы - входами радиус окружности устройства, а выход третьего блока памяти JC соединен с вторым входом умножителя.

2-7

/ff.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах отображения информации для начертания дуг окружностей. Цель изобретения - повышение быстродействия, надежности и качества отображения за счет обеспечения постоянной яркости, которая достигается введением третьего блока памяти,блока интеграторов и умножителя. Постоянство скорости рисования позволяет отображать окружности любого радиуса с неизменной яркостью, а прямо пропорциональная зависимость времени рисования от радиуса отображаемой дуги или окружности позволяет повысить быстродействие устройства. I Ш1.