Устройство для считывания графической информации Советский патент 1987 года по МПК G06K11/06 

112

Изобретение относится к автоматизации преобразования графической информации в электрические сигналы и может быть использовано при создании высокоточных и быстродействующих устройств графического ввода в ЭЦВМ и другие пользователи цифровой информации .

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для считывания графической информации; на фиг.2 - вариант выполнения первого коммутатора; на фиг.З - вариант выполнения блока управления; на фиг.4 - вариант вьшолнения второго коммутатора; на фиг.З вариант выполнения съёмника координат; на фиг. 6 - вариант выполнения блока фор мирования сигналов точного отсчета.

Устройство (фиг.1) содержит план- щет 1 с координатными шинами 2 и элементами ИЛИ 3 первой группы, коммутаторы 4 и 5, съемник 6 координат, блок 7 формирования сигналов точного отсчета, блок 8 определения координат, блок 9 управления, регистры 10 и 11, первый элемент ИЛИ I2 и второй элемент ИЛИ 13, вторую группу элемен тов ИЛИ 14 и блок 15 сравнения.

Планшет выполнен в виде двух систем ортогонально расположенных координатных шин 2, с одной стороны объе диненных в группы посредством элемен тов ИЛИ 3, с другой стороны одноименные проводники всех групп объединены.

Первый коммутатор (фиг.2) содер- жит дешифратор 16, группу элементов ИЛИ 17 и группу формирователей 18 импульсов опроса.

управления (фиг.З) содержит генератор 19 импульсов, регистр 20, распределитель 21 импульсов, элементы И 22 и 23, элемент ИЛИ 24, элемент И 25,. триггеры 26 и 27, элементы И 28-34, триггер 35, регистр 36, триггер 37, элементы И 38-40, триг- гер 41.

Второй коммутатор (фиг.4) содержит счетчик 42, дешифратор 43, ключи 44. Съемник координат (фиг.5) содержит элемент 45 считывания, выпол- ненный в виде катушки индуктивности, и усилитель 46.

Блок формировайия сигналов точного отсчета (фиг.6) содержит регистр

5

1

5

. 5

0

5 0

5

82

47 сдвига, формирователь 48 ко п1ен- сирующих импульсов, состояп;ий из формирователей 49 и резисторов 50, элемент ИЛИ 51, рамку 52 компенсации, выполненную в виде однбвитковой катушки и расположенной вблизи съемника 6 координат.

Устройство работает следующим образом.

При ненажатой кнопке Пуск (установлена на съемнике координат 6 и показана на фиг.З) импульсы с генератора

19импульсов устанавливают в исходное состояние распределитель 21, регистр 20 и триггер 41. При установке элемента 45 считывания съемника 6 на рабочей поверхности планшета 1 и замыкании кнопки Пуск импульсы с генератора поступают на распределитель 21 блока 9 управления, на выходах которого по разрешению с триггера 41 формируется три последовательности импульсов Т11, Т12 и Т13, сдвинутых относительно друг друга. На первом выходе появляется 1-й, 4-й и т.д.,

на втором - 3-й, 5-й и т.д., на третьем - 3-й, 6-й и т.д. импульсы генератора 19, Импульсом Т11 регистр

20устанавливается в состояние, при котором на первом его выходе появляется сигнал, поступающий на коммутатор 5, регистр 10, регистр 11, блок 7, блок 8, регистр 36 и триггеры 26, 27, 35. По этому сигналу первый выход регистра 36 устанавливается в единичное состояние, второй и третий.в нулевое, триггер 26 устанавливается в единичное состояние, разрешая запись в регистр 10, триггер 27 через элемент ИЖ 24 устанавливается в нулевое состояние, триггер 35 - в состояние, разрешающее подключение групп проводников планшета 1 по одной из координат коммутатору 4. Коммутатор 5 устанавливается в состояние опроса последнего проводника групп, регистр 10, регистр 11 и регистр сдвига блока 7 переводятся в нулевое состояние. Вторым импульсом Т11 регистр 20 переводится в состояние, при котором на его втором выходе устанавливается режим определения группы проводников. Одновременно перебрасывается триггер 41, который запрещает последовательности импульсов Т11, Т12 и Т13, но разрешает прохождение серий импульсов, сдвинутых относительно друг друга.

3128

Эти последовательности импульсов поступают на коммутатор 4 и через элементы ШШ 17 подключаются к формирователям импульсов опроса таким образом, чтобы каждый формирователь бьш закодирован в двоичном коде, т.е. 1-й формирователь будет иметь код 00001, 30-й - 11110 и т.д. и в соответствии с этими кодами импульс Т1 будет возбуждать одновременно те группы проводников, которые имеют в младшем разряде единицу, импульс Т2 возбуждает группы, имеющие во втором разряде единицу и т.д. В это время коммутатором 5 подключена последняя шина в группах и каждая последняя шине групп будет возбуждаться в соответствии с присвоенным ей кодом, так как при одновременном возбуждении последних шин во всех группах по од- ной из координат будут точки, где электромагнитные поля от двух последних шин скомпенсируют друг друга в совпадающих разрядах, то опрос групп

ПО каждой из координат организован в три этапа по разрешению с регистра 36

Первая серия импульсов возбуждает последние шины в 1-й, 4-й, 7-й и т.д группах, вторая серия импульсов возбуждает шины во 2-й, 5-й, 8-й и т.д. группах , третья в 3-й, 6-й, 9-й и т.д. группах. Разрешение поступает соответственно с выходов 1, 2, 3 регистра 36 и изменение его состояния происходит по заднему фронту импуль- са. При нахождении возбуждаемой шины вблизи элемента считывания на выходах блока восприятия будет последовательность сигналов в соответствии с кодом возбуждаемой группы. Здесь воз можны три варианта.

1. Элемент 45 считывания находится вблизи и справа от последней шины первой группы. Первой серией импуль- сов возбуждаются шины 1-й,. 4-й и т.д групп. От шины в первой группе на выходе 2 съемника 6 будет серия импульсов отрицательной полярности, которые в этом режиме не используются. От шины в 4-й группе на выходе 1 съемника.6 не будет сигналов, так как расстояние от элемента считывания до опрашиваемой шины больше зоны чувствительности съемника 6, которая выбирается немного больше участка, занимаемого группой шин. Поэтому после первой серии импульсов в регист ре 10 будет записан нулевой код, который через элемент I-UTH 12 поступае через вход блока 9 на вход элемента И 22 и запретит прохождение сигнало на вход триггера 26. Состояние триг гера 26 сохранится, что означает сохранение разрешения на запись информации в регистр 10. Второй серией импульсов возбуждаются шины во 2-й, 5-й и т.д. группах. От шины во второй группе будет на выходе 1 съемника 6 код в соответствии с кодом этой группы и этот код запишется в регистр 10, с выходов которого через элемент ИЛИ 12 поступит на вход элемента И 22 к разрешит прохождение сигналов на вход триггера 26. По заднему фронту импульса триггер 26 изменит состояние, запрещая запись в регистр 10 через элемент И 28 и разрешит запись в регистр 11 через элемент И 29, Третья серия импульсов возбуждает последние шины 3-й, 6-й и т.д. групп, от которых сигналов не будет, так как расстояние от съемника 6 до шины будет больше зоны его чувствительности. В результате после трех серий импульсов в регистре 10 будет записан код группы, в -пределах которой находится элемент 45 считывания, в регистре 11 будет нулевой код, который через элемент ИЛИ 13 поступит на входы элементов И 25 и 30, что запретит сброс регистра 10 и регистра 11.

Z. Элемент 45 считывания находится вблизи и слева от последней шины второй группы. Б этом случае после первой серии импульсов в регистр 10 запишется нулевой код, после второй серии импульсов в регистр 10 запишется код 2-и группы, в пределах которой находится элемент считывания, после третьей серии импульсов в регистр II запишется код соседней справа третьей группы. Коды с регистра 10 и регистра I поступают на блок 15. Результат сравнения поступает на входы элементов И 25 и 30. Для элемента И 25 результат сравнения является запрещающим, а для элемента И 30 - разрешающим, если код регистра 10 меньше кода регистра 1I и наоборот. В данном случае разрешаюш 1й сигнал будет для элемента И 30, так как коды регистров не нулевые, то разрешающие сигналы будут и на дру- гих входах элементов И 25 и 30,, поступающие с выходрв элементов ИЛИ 12

5128

и 13. Поэтому по заднему фронту импульса третьей серии регистр 11 будет сброшен. В результате в регистре 10 будет записан код группы, в пределах которой находится элемент считы- вани;, а регистр 1 1 будет хранить нулевой код.

3. Элемент 45 считывания находится вблизи и слева от последней шины 3-й группы. В этом случае после пер- вой серии импульсов в регистр 10 за- rrametCH код 4-й группы, после второй серии в регистр 11 запишется нулевой код, в третьей серии в регистр 11 запишется код третьей группы, в преде- лах которой находится элемент считывания, В этом случае код регистра 10 будет больше кода регистра 11 и результат сравнения будет разрешающим для элемента И 25 и запрещающим для . элемента И 30. Поэтому по заднему фронту третьего импульса, сбросится регистр 10, В результате в регистре 10 будет нулевой код, в регистре П будет код группы, в пределах которой находится элемент считывания.

Во всех случаях результатом сравнения не нулевых кодов регистров бу- ,дет сброс регистра с большим кодом, а регистр с меньшим кодом будет сох- ранять записанный код и это будет код группы, в пределах которой находится элемент считывания. Если один и;з регистров имеет нулевой код, то результат сравнения не используется.

Импульс третьей серии пройдет через элемент И 40, на другом входе ко торого будет разрешение с выхода 3 регистра 36 и поступит на вход триг- гера 41. По заднему фронту импульса триггер 41 изменит состояние и запретит для распределителя 21 прохождение одной последовательности импульсов, но разрешит прохождение другой последовательности импульсов. Разрешение с выхода триггера 41 поступит также на коммутатор 4 и разрешит дешифрацию кода группы, поступившего через группу ИЛИ. 14, В соответствии с этим кодом с дешифратора 16 поступает разрешение на соответствующий формирователь 18 и соотв етствующая группа будет поддерживаться в открытом состоянии в режиме определения шины в группе и в режиме точного отсчета. Первым импульсом с распределителя 21 регистр 20 переводится в следующее состояние, определеяющее

режим определения проводника в группе. По этому сигналу сбрасывается счетчик коммутатора 5, записывается код группы в сумматор блока 8, сбрасываются триггер 27 и регистр 36 блока 9, разрешается прохождение сигналов через элементы И 23 и 29. По очередному импульсу опрашивается первая шина в группе. Если она расположена слева от элемента 45 считывания то на одном выходе съемника 6 будет ноль, на другом выходе - сигнал, который в этом режиме не используется. Поэтому с приходом очередного импульса изменится на единицу состояние счетчика второго коммутатора 5 и запишется в сумматор число, равное расстоянию между шинами. Следующий им- пульс подтвердит состояние регистра 20, TI2 - возбуждает вторую шину в группе и т.д. Так будет продолжаться до возбуждения пшны, находящейся справа от элемента 45 считывания, В этом случае на выходе съемника 6 будет сигнал, который через элемент И 23 установит триггер 27 в единичное состояние, с инверсного плеча которого поступит запрет через элементы И 33 и 39 на поступление сигналов на ком :утатор 5 и блок 8. В сумматоре будет зафиксирован код, пропорциональный количеству опрощенных шин. С приходом следующего импульса Т11 регистр 20 переходит в следующее состояние, определяющее режим точного отсчета. По зтому сигналу сбрасывается регистр сдвига блока 7, триггер 27 и триггер 37 устанавливаются в единичное состояние. Счетчик коммутатора 5 сохраняет код последней опрошенной шины, С приходом импульса Т12 возбзгждается выбранная шина и поступает в рамку компенсации первый компенсирующий импульс. Если на выходе блока съемника 6 не будет сигнала, то импульсом Т13 через элемент И 38 изменится состояние регистра сдвига блока 7, а в блок 8

запишется соответствующий код через элемент И 34. Импульсом Т12 в рамку компенсации поступит следующий компенсирующий импульс другой амплитуды И так будет до тех пор, пока на выходе блока 6 появится сигнал, который изменит состояние триггера 27, с выхода которого поступит запрещающий сигнал для элементов И 34 и 38 на изменение состояния блоков 7 и 8,

712

Здесь возможны два случая.

1.Электромагнитные поля от шины и рамки компенсации полностью скомпенсируют друг друга при каком-то импульсе компенсации. В этом случае бу дут сигналы на выходе съемника 6, которые через элемент И 31 подтвердят единичное состояние триггера 37. Потом в одном такте не будет сигналов

на выходах съемника 6, что является разрешением для элемента И 32, и триггер 37 установится в нулевое состояние. В следующем такте будет сигнал на выходе съемника 6.

2.Электромагнитные поля от шины и рамки компенсации не скомпенсирзтот друг друга ни в одном такте. В этом случае сначала будут сигналы на выходе съемника 6, которые подтвердят единичное состояние триггера 37 и сразу будет сигнал с другого вькода съемника 6. Триггер 37 останется в единичном состоянии. Состояние триггера 37 учитывается в блоке 8, что позволяет вдвое увеличить дискретность устройства.

При наличии сигнала с выхода съемника 6 в режиме точного отсчета код сумматора, состоящий из кода группы, кода шины в группе и кода, пропорционального числу тактов точного отсчета, переписывается в регистр и этим .заканчивается определение одной коор- динаты, следующим импульсом Т11 регистр 20 переводится в следующее состояние, при котором на выходе 5 регистра 20 появляется сигнал, перебрасывающий триггер 35, разрешающий оп- ределение другой координаты, которое происходит аналогичным образом.

88 ,

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде двух систем взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим элементам ИЛИ первой группы, коммутаторы, одни входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, а входы подключены к соответствующим входам планшета, съемник координат, один вход которого индуктивно связан с координатными шинами планшета, другой подключен к выходу блока формирования сигналов точного отсчета, соединенному с блоком управления, а выходы съемника координат подключены к соответствую- njfiM входам блока управления, блок определения координат, один вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход явяется выходом устройства, и первый и второй элементы ИЛИ, отличаюееся тем, что, -с целью повышеия быстродействия устройства, оно содержит регистры, входы которых соединены с соответствующими выходами съемника- координат и блока управления, блок сравнения, входы которого одключены к выходам регистров, а ыход соединен с соответствующим вхоом блока управления, вторую группу элементов ИЛИ, входы которых подключены к выходам регистров, а выходы соединены с входами одного из коммутаторов и блока определения координат, при этом входы первого и второго элементов ИЛИ подключены к выходам соответствующих регистров, а выходы Соединены с соответствующими входами блока управления.

cpue.f

I

вмхо

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности может быть использовано в устройствах для считывания графической информации. Цель изобретения- повышение быстродействия устройства считывания графической информации. Поставленная цель достигается путем исключения последовательного опроса координатных шкн планшета и организации одновременного опроса каждой третьей группы проводников. 6 ил. (Л с ю 00 Сдд 00 00

W

16

М

Г7

/Э

/7

;

Т7

в

Г7

5

77

75

Т7

75

77

75

77

I

/

/////

cpiie.Z

За

epuf

cfiue.5

Редактор Ю.Середа

Составитель А.Романов Техред И.Попович

Заказ 7445/50Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

..в-м --.-«ви.-.мчи---- - -.-«-- - - «,---.-«..ч--.- . - ----- - - ------- - ре-Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(рие.б

Корректор А.Обручар