Генератор окружностей Советский патент 1987 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и может ыть использовано в телевизионных стройствах отображения графической нформации.

Цель изобретения - повышение точности генератора путем генерирования мпульсов подсвета элементов окружности в каждой строке.

На фиг.1 представлена блок-схема генератора; на фиг.2 - блок-схема сумматора.

Генератор содержит синхронизатор 1, состоящий из последовательно соединенных генератора 2 импульсов,, счетчика 3, формирователя 4 импульсов, счетчика 5, формирователя 6 импульсов, а также регистр 7, блок 8 сравнения, регистр 9, сумматоры 10- 15,, формирователь 1 6 одиночного пульса, триггер 17, Позицией 18 обозначен выход генератора, с которого снимается импульс подсвета элементов окружности

Сумматор 12 (накапливающего типа) содержит мультиплексор 19, комбинационный сумйатор 20, регистр 21, элемент И 22 (аналогично выполнен сумматор 13).

Генератор 2 импульсов формирует тактовые импульсы, его выход является третьим выходом синхронизатора, счетчики 3 и 5 являются соответственно счетчиком элементов строки и счетчиком строк, а их выходы - со- ответственно первым и вторьм выходами синхронизатора. Формирователи 4 и 6 импульсов вырабатывают импульсы прямого хода соответственно строки и кадра, их выходы являются соответственно четвертым и пятым выходами синхронизатора. В регистре 7 хранится код радиуса окружности, в регистре 9- квадрат радиуса окружности.

Блок 8 сравнения вырабатывает импульс в момент равенства кода разности номера элемента строки и координаты центра окружности по строке и кода радиуса окружно сти. Сумматоры 10 и 11 вычисляют соответственно разность номера элемента строки и координаты центра окружности по элементам строки и разность номера строки и координаты центра по строкам. Сумматоры 12 и .13 являются сумматорами накапливающего типа и вычисляют квадраты разностей, вычисляемых соответственно сумматорами 10 и 11. Сумматор 1-4 ВЫ ПК ЛЯет ;iOUf) ||).1Й .

квадрата текущей коор/шнаты (.жружисс- ти по строке, а сумматор 15 - код разности квадрата разности номера

элемента строки и координаты центра по строке и квадрата текущей координаты окружности по строке, В момент изменения знака этой разности формирователь 16 одиночного импульса

вырабатывает импульс, переключающий триггер 17 в единичное состояние. Триггер 17 формирует на выходе 18 импульс, служащий для подсвета на экране элемента окружности.

Входящий в состав сумматора 12 накапливающего типа мультиплексор 19 передает код разности номера элемента строки и координаты центра по строке во время прямого хода строки или код квадрата координаты центра по строке во время обратного хода. Комбинаци- онньй сумматор 20 вычисляет код квадрата разности следующего номера элемента строки и координаты центра окружности по строке. Регистр 21 хранит код квадрата разности текущего номера элемента строки и координаты центра. Элемент И 22 передает на вто;;; рой вход, комбинационного сумматора 20

код квадрата разности текущего номера элемента строки и координаты центра по элементам строки во время прямого хода строки и нулевой код во время обратного хода строки. Эти же узлы, входящие в сумматор 13 накапливающего типа, выполняют такие же функции по отношению к коду строки, координаты центра окружности по строкам, прямому и обратному ходу кадра.

40

Генератор работает следующим об- разом.

Код радиуса окружности R по вхо- ДУ 23 заносится из внешнего устройства (не показано) в регистр 7, с выхода которого он поступает на вход блока 8 сравнения. На другой вход блока 8 Сравнения поступает с сумма- тора 10 разность кода номера элемента строки N и фиксированного заранее кода координаты центра окружности по элементам строки Мд(вход 24), Этот код постоянно заведен на один вход сумматора 10, на другой вход которого поступает со счетчика 3 изменяющийся при развертывании строки код N. На выходе сумматора 10 формируется код N-NO,

. . 31

Аналогично,на входы сумматора 11 поступают код строки М и заранее фиксированный код координаты центра окружности по строкам М (вход 25), а на его выходе будет изменяющийся при развертывании кадра код М-М.

В момент равенства кодов R N-1 на выходах блока 8 сравнения появляется импульс, разрешающий запись кода (N - N)2 из сумматора 12 в регистр 9.

Вычисление очередного значения квадрата разности номера элемента строки я координаты центра окружности по элементам строки (N+1-N ) производится сумматором 12 по алгоритму

(N4-1-N )2 (N-N )(N-N ) + l

Это вычисление нужно производить при прямом ходе строки. Оно сводится к хранению ранее вычисленного кода (N-N) и к одной операции сложения его с кодом 2(N-N)+1, так как зшножения на два равносильно подаче разрядов на первый вход мультиплексора 19 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, а прибавление единицы равносильно по- стоянному занесению единицы в младший разряд.

Возможность вычисления по этому алгоритму следует из того, что код номера строки N является монотонно возрастающим по строке, причем .приращение постоянно равно единице. Это вычисление производится сумматором 12 накапливающего типа.

- -

Во время прямого хода строки в

тактовом интервале с номером К с первого входа сумматора 12 через мультиплексор 19 на первьй вход комбинационного сумматора 20 поступает код 2 (N-N)-f-l, а с выхода регистра 21 через элемент И 22 на второй вход сумматора 20 - код (N-No), который в этом тактовом интервале имеется и на выходе сумматора 12 накапливающего типа. Очевидно, что в тактовом интервале N на выходе сумматора 20 и входе регистра 21 будет код (N+1- lNo), который с приходом тактового импульса на третий вход сумматора 12 (синхровход регистра 21) в начале тактового интервала N+1 появится на выходе сумматора 12 (выход регистра 21).

,

fo

15

5 0

5

0

Поскольку код (N-N)2 необходимо вычислять и при Mi N , т.е. 2(N-N ) + , то нетрудно определить код на первом входе сумматора 20, учитывая, что на его втором входе должен быть код (N-Nj), а на выходе - (N+1-N ), Если отбросить младший разряд на первом входе сумматора 12, постоянно равный единице, и проанализировать оставшиеся разряды на нем, необходимые для вычисления кодов (N-N ) при , то они представляют собой не что иное, как дополнительные коды чисел N-N.

На сумматор 10, производящий операцию N-N, для случая NcN будет вычислять именно такие требуемые коды.

Естественно, что при N , N для 0 вычисления кодов (N+1-N)2 нужны

прямые коды 2 (N-N )+1,которые можно получить, используя прямые коды N-N на выходе сумматора 10 при . Итак сумматор 12 накапливающего типа обеспечивает во время прямого хода строки вычисление кода (N+1-No)2для всех и по кодам (N-N)2 и 2« (N-N)-f-l , °

При N О на выходе сумматора 12 должен быть код (0-N) N. Это достигается тем, что фиксированный код N (по входу 26) передается на первый вход сумматора 20 с второго входа мультиплексора 19 в течение всего времени обратного хода строки. Управление мультиплексором 19 происходит с четвертого входа сумматора 12 импульсом прямого хода строки,так, что во время прямого хода строки на :выход мультиплексора 19 коммутируется код 2)((N-N) + 1 с первого его входа, а во время обратного хода строки - код N с второго входа. Кроме

0

того, во время обратного хода строки на второй вход элемента И 22 с четвертого входа сумматора 12 попадает уровень нуля, который попадает и на второй вход сумматора 20, Поэтому на его выходе будет код N|, который за- письшается каждым тактовым импульсом синхронизатора 1 в течение всего обратного хода строки в регистр 21. Итак, с началом прямого хода строки при N О и (N-N )2 N на выходе 5 сумматора 12 будет код К. Он попадает и на второй вход сумматора 20 (элемент И 22 на прямом ходу строки уже открыт), на первом входе которого будет дополнительный код числа

2(0-N) + 1 ZK-Nj+l, a на выходе сумматора 20 - код (), который при N 1 запишется в регистр 21 и попадет на выход сумматора 12,

Суммат ор 13 йакапливающего типа 5 производит вычисление квадрата разности номера строки М (по входу 27) и координаты центра окружности по строкам М, такому же алгоритму для случая прогрессивной развертки и по 0 алгоритму

(М-М)2 (М-2-М„) (М-2-М„)ч-4

для случая чересстрочной развертки 5

Поскольку структура сумматоров 12 и 13 одинакова, -как и методы вычисления кодов (М-М) по строкам и N-N . ио элементам строки, то возможно ото-, бражать окружности с любыми выбранными координатами центра М и N, Сумматор 14, на входы которого поступают код с сумматора J3 и поразрядно инвертированный код квадрата радиу.са. окружности с выхода регистра 9, вычисляет дополнительньй код квадрата текущей координаты окружности по строке - N по формуле

20

25

-N (М-М)2 - R2.

Затем этот код поступает на вход сумматора 15, на другой вход которого подается код (N-N.) с сумматора 12, Сумматор 15 вычисляет разность

(N-N)2-N2 (M-M)2+(N-N)2-R2 .

Знаковый разряд этой разности равен единице, если

(М-М) 2

+ (N-N)2 R2,

и равен нулю, если

(М-М) -(- (N-N)2 7, R2 .

Коды М-М и N-Ng могут быть только целыми числами. Поскольку не для всех целых М можно найти целое N, чтобы (М-М„)2,+ (N-N)2 R2, т.е. N2 R2 (м-Мд) далеко не всегда будет квадратом целого числа, то при отображении окружности по критерию

(M-MJ2 4. (N-N )г R2

имеют место пропуски элементов окружности во многих строках.

Для отображения без пропуска строк принят критерий отображения

(м-м;)2

+ (N-Njb, R2,

причем в строках, для которых имеет место равенство

(N-NJ2 N2 (M-Mj2 + (N-Nj2 R2 o,

отображается элемент строки- с этим номером N.

Б строках, где нет такого N, чтобы (N-Ng)-N Oj отображается первый из элементов строки, для которого имеет место неравенство

()2 Oj

5

0

0 т„е. тот элемент строки, номер которого соответствует изменению значения знакового разряда кода разности на выходе сумматора 15.

Поступающий на вход формировате5 ля 16 одиночного импульса сигнал знакового разряда с выхода сумматора 15 вызьшает в момент изменения знака разности появление импульса на выходе формирователя 16 одиночного импульса.

0 Длительность импульса меньше времени развертывания одного элемента строки, что необходимо для подсвечивания одного элемента, а не целого участка строки.

Импульс с выхода формирователя 16 одиночного -1мпульса производит установку триггера 17 (например, RS- триггера по входу S) в единичное состояние. Оно удер}кивается до прихода на другой вход триггера 17 (вход R) очередного импульса с выхода генератора 2 импульсов, что соответствует моменту изменения номера элемента строки. Триггер 17 вновь

5 возвращается в нулевое состояние. Итак, импульсы с длительностью, равной времени развертывания элемента строки, появляющиеся на выходе 18 генератора при развертывании каждой

0 из строк, будут отображаться на экране в виде элементов окружности. Повьшение точности генератора происходит за счет слитности отображения и за счет устранения пропус

55 ,ка-строк при отображении окр уж- ности в каждой строке. Возрастание количества отображаемых элементов юкру Шости по сравнению с известным устройством зависит от радиуса скружчостн. Оценка показывает, что число отображаемых элементов увелн- чнвается не менее, чем в 3-5 раз, причем точное значение зависит от величины радиуса окружности.

Форм у л а изобретения

1 .Генератор окружностей,содержащий синхронизатор, первый и второй выход которого соединены соответственно с входами Номер элементов строки и Номер строки первого и второго сумматоров, информационные входы которых являются соответственно входами Код центра окружности по элементам строки и Код центра окружности по строкам генератора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первыми информационными входами третьего и четвертого сумматоров, вторые информационные входы которых являются соответственно входами Код квадрата центра окружности по элементам строки и Код квадрата центра окружности по строкам генератора, третий и четвертый выходы синхронизатора соединены с тактовым входом и входом Прямой ход строки третьего сумматора, четвертый, пятый выходы синхронизатора соединены с входами Прямой ход строки и Прямой ход кадра четвертого сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом первоцр сумматора, второй вход соединен с выходом первого регистра, вход которого является входом Код радиуса окружности генератора, выход блока сравнения соединен с управ ЛЯ50ЩИМ входом второго регистра, информационный вход которого подключен

: 9Я7968

к выходу третьего сумматора, вьгход второго регистра соединен с.первым информационным входом пятого сумматора, второй информационный вход ко- 5 торого соединен с выходом четвертого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности

O

5

генератора путем генерирования импульсов подсвета элементов окружности в каждой строке, он содержит шестой сумматор, формирователь одиночного импульса и триггер, выход шестого сумматора соединен с входом форми- рова-селя одиночного импульса, выход которого соединен с входом установки единицы триггера, первый и второй информационные входы шестого сумма™ тора подключены к выходам соответственно третьего и пятого сумматоров, счетный вход триггера соединен с третьим выходом синхронизатора, вь$ ход триггера является выходом генератора .

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что третий (четвертый) сумматор содержит мультиплексор, первый и второй входы которого являются первым и вторым ин- формационными входами сумматора, вьгход мультиплексора соединен с первым входом комбинационного сумматора, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с первым входом регистра, выход которого является выходом сумматора и соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом мультиплексора и является вхо- 0 ° Прямой ход строки сумматора, тактовым входом которого является второй вход регистра.

0

5

5

Редактор В.Данко

Составитель Л.Абросимов Техред И.Попович

Заказ 893/53 Тираж 434 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производсттренно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, А

Корректор А. Тяско

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в телевизионных устройствах отображения графической информации. Цель изобретения - повышение точности генератора путем генерирования импульсов подсвета элементов окружности в каждой строке. Цель достигается введением шестого сумматора 15, формирователя 16, одиночного импульса, триггера 17 и соответствующих функциональных связей и обеспечивает формирование одиночного импульса, длительность которого меньше времени развёртывания одного элемента строки, что необходимо для подсвечивания одного элемента, а не целого участка строки. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. СЛ С