Устройство для считывания графической информации Советский патент 1988 года по МПК G06K11/00 

оо

00

со

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации с целью ввода в электронные вычислительные машины.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема блока коммутации координатных шин; на фиг. 4 - схема блока контроля сигналов считывания.

Устройство содержит планшет 1 с системами взаимоортогональных координатных шин, формирователь 2 токовых импульсов, ключи 3, индуктивные датчики 4, элемент 5 считывания, индуктивный датчик 6, блок 7 коммутации координатных шин, блок 8 управления, блок 9 контроля сигналов считывания, блок 10 обмена является «внешним блоком.

Устройство содержит также коммутатор 11 сигналов считывания, блок 12 определения координат, нагрузочный элемент 13, усилитель 14, пороговые элементы 15-17 первый элемент И 18, элемент ИЛИ 19, второй элемент И 20, регистр 21 кода неисправности и элемент 22 индикации.

Планшет 1 выполнен в виде несущей конструкции с плоской поверхностью. На поверхности планшета уложены две взаимоортогональные системы шин, которые дис- кретизируют поверхность на равные участки.

Формирователь 2 импульсов тока и ключи 3 предназначены для формирования импульсного тока через шину в момент прихода управляющего импульса с блока 7 коммутации.

Индуктивные датчики 4 и 6 и элемент 5 считывания содержат последовательно соединенные катушку индуктивности и усилитель-ограничитель. Датчики 4 и 6 постоянно закреплены в одном месте, координаты которых заранее известны. Элемент 5 считывания связан с коммутатором 14 кабелем, что позволяет свободно перемещать его по поверхности планшета. При размещении элемента 5 считывания вблизи шины, по которой протекает импульсный ток, или опросе щины, лежащей в зоне чувствительности датчиков, в катушке индуцируется сигнал, усиливается усилителем-ограничителем л поступает на вход коммутатора 11 сигналов считывания.

Блок 8 управления (фиг. 2) предназначен для формирования управляющих импульсов для блока 7 коммутации, коммутатора 11, блока 9 контроля, блока 12 определения координат, а также для формирования кодов координат двух датчиков 4 и 6 для блока 9 контроля и кода элемента 5

считывания для блоков 12 определения координат и регистра 21 кода неисправности.

Блок 8 управления содержит генератор 23 импульсов, мультиплексор 24, первый элемент И 25, первый счетчик 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 элементы И, второй счетчик 30, триггеры 31-33, схему 34 сравнения, пятый 35 и щестой 36 элементы И; триггер 37, элемент 38 задержки, вы- ходы блока - 39, третий 40 и четвертый 41 счетчики.

Блок 7 коммутации (фиг. 3) содержит счетчик 42, мультиплексор 43 и дешифраторы 44-47.

Блок 9 контроля сигналов считывания (фиг. 4) содержит сумматор 48 и схему 49 сравнения. Блок 10 обмена информацией предназначен для связи с внешними устройствами.

Коммутатор 11 сигналов считывания предназначен для поочередного подключения к входу блока 8 управления сигналов с датчиков 4 и 6 и с элемента 5 считывания.

Блок 12 определения координат представляет собой регистр, в котором хранится код координаты снятой точки элементом 5 считывания.

Запись в регистр производится по сигналу разрешения от блока 8 управления.

Усилитель 14 содержит операционный усилитель, осуществляющий предваритель- ное усиление падения напряжения на измерительном резисторе 13. Усиленный сигнал поступает на входы пороговых элементов 15-17.

Пороговые элементы 15-17 осуществляют преобразование входного сигнала с усилителя 14 в уровень логической единицы при условии, что сигнал меньше UH, больше Ue или больше UH, но меньше Us . Выполнены они на компараторах.

Регистр 21 предназначен для хранения

информации о неисправности планщета 1. В младшие разряды регистра 21 по сигналу с элемента ИЛИ 19 производится запись кода неисправной шины, а в старший разряд записывается признак неисправности: логическая единица - шина замкнута с другой шиной; логический нуль - шина оборвана.

Элемент 22 индикации предназначен для оповещения оператора о неисправности планшета 1 и состоит из дешифратора и единичного индикатора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы памяти находятся в нулевом состоянии, что соответствует подключению первой шины по координате X. При расположении элемента 5 считывания на поверхности планшета 1 и нажатии кнопки «Пуск (не показана) импульсы опроса с выхода счетчика

32 блока 8 управления осуществляют запуск блока 7 коммутации, который последовательно подключает формирователь 2 импульсов тока и ключи 3. Возбуждение шин по осям координат производится раздельно во времени. На первом временном такте рабочего цикла блок 7 коммутации включает формирователи тока 2 и ключи 3, обеспечивая последовательное возбуждение шин по оси X, на втором подключаются шины по оси Y.

В момент возбуждения координатных шин через элемент 13 нагрузки протекает импульсный ток. Сигнал напряжения, сформированный на элементе 13 и усиленный усилителем 14, поступит на входы трех пороговых элементов 15-17.

Возможны три варианта.

, то на выходе первого порогового элемента 15 сформируется импульс, который поступит на первый вход элемента ИЛИ 19 и инверсный вход элемента И 20, на вторые входы которых поступит сигнал логического нуля с выхода третьего порогового элемента 17. На выходе элемента ИЛИ 19 сформируется импульс, который поступит на вход разрешения записи регистра 21, в который перепишется код опрашиваемой шины с третьего выхода блока 8 управления и код неисправности (уровень логического нуля, что соответствует обрыву опрашиваемой шины) с выхода второго элемента И 20, а на элементе индикации высветится номер шины и код неисправности.

, то на выходе второго порогового элемента 16 сформируется импульс, который поступит на второй вход первого элемента И 18, на первом входе которого присутствует сигнал логического нуля, с выхода элемента ИЛИ 19. На выходе первого элемента И 18 сформируется импульс, который поступит на вход разрешения блока 8 управления. Регистр 21 при этом записи не производит, так как нет разрешения с элемента ИЛИ 19.

Uftx Ue, то на выходе третьего порогового элемента 17 сформируется импульс, который поступит на вторые входы элемента ИЛИ 19 и второго элемента И 20. При этом на первом входе элемента ИЛИ 19 присутствует сигнал (уровень логического нуля) с выхода первого порогового элемента, а на первом входе элемента И 20 тот же сигнал, только инверсныд. На выходе элемента И 19 сформируется импульс, который поступит на вход разрешения записи регистра 21, и код опрашиваемой шины с третьего выхода блока 8 управления перепишется в регистр 21. Параллельно перепишется код неисправности (уровень логической единицы, сформированный вторым элементом 20 И, что свидетельствует о том, что шина закорочена с другими). На элементе 22 индикации высветится номер шины и код неисправности.

Сигнал с координатных шин считывается элементом 5 считывания и датчиками

4 и 6, если катушка индуктивности этих элементов находится в непосредственной близости от опрашиваемой шины. Сигналы с выходов элемента 5 считывания и датчиков 4 и 6 поступают на раздельные входы

Q коммутатора II, который поочередно подключает их к первому входу блока 8 управления, по сигналу управления - с второго выхода этого же блока.

Работа устройства при определении местонахождения элемента 5 считывания по

5 координате X. При нажатии кнопки «Пуск последовательность импульсов с первого выхода блока 8 управления поступает на блок 7 коммутации, который с формирователями 2 к ключами 3 организуют последоQ вательный опрос шин по координате X.

При опросе шины, расположенной в зоне чувствительности первого датчика 4, на выходе коммутатора 11 сформируется импульс, который поступит на один вход блока 8 управления, на другой вход которого

5

поступит сигнал разрешения с первого элемента И 18, так как падение напряжения на элементе 13 находится в пределах нормы, т.е. . Код координаты местонахождения первого датчика запишется

Q в первый регистр блока 8 управления. При опросе шины, расположенной в зоне чувствительности элемента 5 считывания, по сигналу управления с второго выхода блока 8 управления на выходе коммутатора 11 сформируется импульс, который посту5 пит на вход блока 8 управления, на другой вход которого поступит разрешение с выхода первого элемента И 18. Код координаты нахождения элемента 5 считывания по сигналу разрешения с четвертого выхода блока 8 управления перепишется в регистр

0 блока 18 определения координат.

При опросе шины, расположенной в зоне чувствительности второго датчика 6 по сигналу разрешения с блока 8 управления на выходе коммутатора 11 сформируется

с импульс, который поступит на второй вход блока управления, на первый вход поступит сигнал разрешения с выхода первого элемента И 18. Код координаты нахождения второго датчика 6 запишется во второй регистр блока 8 управления. Таким обра0 зом продолжается опрос до последней шины. При опросе последней шины по координате X в блоке 8 управления сформируется разрешение.

По переднему фронту этого импульса коды координат первого 4 и второго 6 дат- чиков с пятого выхода блока 8 управления перепишутся в блок 9 контроля. По заднему фронту с первого выхода блока 8 управ

ления блок 7 коммутации отключит формирователи 2 импульсов тока и ключи 3 от шин по координате X и подключит формиро- 1 атели 2 и ключи к шинам по координате Y. Если сумма кодов первого 4 и второго 6 датчиков будет равна коду числа В, то блок 9 контроля сформирует импульс раз- )ешения для обмена, по переднему фронту которого код элемента 5 считывания с выхода блока 12 определения координат, через блок 10 обмена перепишется в память ЭВМ. Импульсом, сформированным блоком 8 управления при опросе последней шины, задержанным элементом 38 задержки блока 8 управления, устройство вернется в исходное состояние. Аналогичным об- разом происходит определение координаты Y.

Предлагаемое устройство обладает по сравнению с известным высокой надежностью считывания графической информа- НИИ за счет введения двух датчиков, коммутатора 11 и блока контроля. В блоке 9 контроля по окончании цикла опроса происходит анализ суммы кодов датчиков 4 и 6, установленных в фиксированных точках планшета, с кодом числа В. При равенстве кодов блок 9 фиксирует импульс разрешения для блока 10 обмена. Это означает, что в фомежутке планшета от первого 4 и второго 6 датчиков система исправна, и полученное значение координаты элемен- та считывания достоверно.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержап1ее планшет с системами взаимно-ортогональных координатных шин, подключенных соответственно к выходам формирователей импульсов тока и ключей, выходы которых объединены н соединены с входом усилителя и с первым выводом нагрузочного элемента, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, управляющие входы формирователей импульсов тока и ключей соединены с соответствующими выходами блока коммутации координатных шин, управ0

5

0 5 0

0

ляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом блока определения координат, выход которого является первым информационным выходом устройства, первый и второй пороговые элементы, первые информационные входы которых являются соответственно первым- и вторым информационными входами устройства, а выходы подключены к входам элемента ИЛИ, и элемент считывания, индуктивно связанный с координатными шинами планшета, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит два индуктивных датчика, установленных на планшете и максимально удаленных друг от друга, коммутатор сигналов считывания, третий пороговый элемент, первый информационный вход которого является третьим информационным входом устройства, блок контроля сигналов считывания, первый и второй элементы И и последовательно включенные регистр кода неисправности и элемент индикации, причем выход усилителя соединен с вторыми аналоговыми входами первого, второго и третьего пороговых элементов, выходы первого и второго пороговых элементов подключены к входам второго элемента И, выход которого соединен с первым управляюшим входом регистра кода неисправности, второй управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего порогового элемента, а выход ключен к первому входу блока управления, второй вход и третий выход которого соединены соответственно с выходом и управляющим входом коммутатора сигналов считывания, информационные входы которого подключены к выходам элемента считывания и индуктивных датчиков, информационные входы блока определения координат и регистра кода неисправности соединены с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого подключен к информационному входу блока контроля сигналов считывания, выход которого является управляющим .выходом устройства.

Фиг. 3

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано в автоматизированных системах проектирования. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит планшет с координатными шинами, формирователи импульсов тока, ключи. блок коммутации координатных шин, коммутатор, блок управления, блок контроля сигналов считывания, блок обмена информацией, блок определения координат, элемент нагрузки, пороговые элементы, элементы И, элемент ИЛИ, регистр кода неисправности, элемент индикации, элемент считывания и индуктивные датчики, расположенные на планшете и максимально удаленные друг от друга. При опросе шин, лежаших в зоне чувствительности датчиков и элемента считывания, их коды месторасположения записываются в счетчики блока управления и в блоки определения координат. При опросе последней шины в-блоке управления формируется сигнал, по которому коды датчиков переписываются в блок контроля сигналов считывания, где происходит анализ суммы кодов двух датчиков с числом В. Если они равны, то блок контроля формирует импульс разрешения для блока обмена информацией. 4 ил. § (Л

ФигЛ