Устройство для управления маркером на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1989 года по МПК G09G1/04 

оо оэ

150

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления маркером на экранах электронно-лучевых трубок (ЭЛТ).

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок опроса; на фиг.З - кодирующий блок; на фиг.4 - блок вьздё- ления рабочей зоны, на фиг.З - блок управления.

Устройство для управления маркером содержит блок 1 опроса, планшет 2 с элементом 3 считывания (съемником) , усилитель-формирователь 4, блок 5 управления, первьй 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 регистры, блок 10 вьщепения рабочей зоны маркера, первый 11 и второй 12 делители частоты, первый 13 и второй 14 счетчики генератор 15 импульсов.

Блок 1 опроса предназначен для формирования импульсов опроса, поступающих на входы планшета 2 и используемых для определения местонахождения элемента 3 считьгоания на повер- хности планшета 2. Планшет 2 предназначен для формирования электромагнитного поля, используемого для определения местонахождения съемника 3. Съемник 3 предназначен для получения сигнала индукции, формируемого в результате опроса шин планшета .2, и представляет собой катушку индуктивности, связанную с помощью трансформаторной связи с шинами планшета 2.

Усилитель-формирователь 4 предназначен для выработки к запоминания сигналов, соответствующих наведенным в съемнике 3 левым и правым импульсом (импульсом, наведенным в съемнике 3 в результате опроса шин, находящихся слева и .справа от центра съемника).

Блок 5 управления преднааиачен для управления работой устройства, Первый 6 и второй 7 регистры предназначены для хранения сформированных кодов координат местонахождения съем ника, третий 8 и четвертый 9 регистры предназначены для хранения кодов координат местонахождения съемника на этапе их определения.

Блок 10 вьщеления рабочей зоны маркера предназначен для запрета из5

0 5

0

0 5 0

5

Q 5

менения кодов координат маркера,при нахождении съемника в мертвой зоне, окружающей центр планшета 2. Блок позволяет сохранить коды координат маркера при небольших случайных отклонениях рабочего органа устройства.

Первьй 11 и второй 12 делители частоты предназначены для формирования серий импульсов с различной частотой следования в соответствии с кодами , поданными на их первые входы. Первый 13 и второй 14 счетчики предназначены для формирования и хранения кодов координат маркера.

Генератор 15 импульсов предназначен для генерирования тактовых импульсов, используемых при работе устройства.

Блок 1 опроса содержит счетчик 16, первый 17 и второй 18 дешифраторы, блок элементов РШИ 19, третий дешифратор 20, элемент ИЛИ 21.

Планшет 2 содержит основание 22 с уложенными на его поверхности двумя слоями взаимно ортогональных токопро- водяшрх шин 23, собранных с помощью диодных сборок 24 в четьфе группы. С противоположной стороны шины всех , групп, имеющие одинаковые номера (расположенные на одинаковом удалении от центра планшета) соединены между собой.

Блок 10 вьделения рабочей зоны маркера содержит первый 25 и второй 26 блоки сравнения, элементы И 27 и 28.

Блок 5 управления содержит регистр 29, элемент И 30, первый элемент НЕ 31, элемент ИЛИ 32,.элемент И 33, счетчик 34, дешифратор 35, элемент ИЛИ 36, элементы И 37-52, перйьй 53 и второй 54 элементы И-НЕ, второй 55 и третий 56 элементы НЕ, элементы ИЛИ 57 и 58, первый 59, второй 60 и третий 61 триггер, четвертый триггер 62 и элемент И 63.

В устройстве реализован следующий алгоритм формирования кодов координат маркера. С помощью блока 1 опроса, планшета 2 со съемником 3 и усилителя-формирователя 4 с некоторой точностью определяются коды координат местонахождения съемника 3 над рабочей поверхностью планшета 2. Съемник 3 может перемещаться оператором по поверхности планшета 2 в зависимости от конструктивного исполнения непосредственно или с помощью

рабочего органа устройства (например, в виде круглой клавиши, механически связанной со съемником), Промежуточные коды координат местонахождения съемника хранятся в регистрах 8 и 9, а по окончании полного цикла опроса одновременно переписываются в регистры 6 и 7. Коды, хранящиеся в регистрах 6 и 7, используются как команды для задания направления и скорости изменения кодов координат маркера, хранящихся в счетчиках 13 и 14.

Указанная операция реализуется с помощью первого 11 и второго 12 делителей частоты и позволяет формировать коды координат маркера с любой требуемой точностью, а также оперативно управлять скоростью перемещения маркера. Устройство содержит блок 10 выделения рабочей зоны маркера, запрещающий изменение кодов маркера при малых отклонениях съемника 3 от центра основания 22 планшета 2. Сигналы, поступающие с блока 5 управления, управляют работой остальных блоков устройства.

Устройство работает следующим образом.

При включении .питания запускается генератор 15 импульсов и вьшолняется установка всех элементов памяти устройства (схема начальной установки не показана). Устройство остается в указанном состоянии до нажатия кнопки Пуск (не показано).

При нажатии кнопки Пуск разрешается прохождение тактовых импульсов с генератора 15 импульсов через элемент И 30 на вход счетчика 34, выход которого соединен с входом дешифратора 35, поэтому при циклическом заполнении счетчика 34 на выходах дешифратора 35 будет вьфабаты- ваться девять распределенных во времени серий импульсов, используемых (в работе устройства.

Появляющийся на первом выходе дешифратора 35 импульс через элемент ИЛИ 21 поступает на стробирующий вхо дешифратора 18, на первьй вход которого подан числовой код с первого выхода счетчика 16. Указанньй код определяет номер опрашиваемой шины планшета 2, Номер опрашиваемой группы шин (+, -X, +Y, -Y) определяет содержимое разрядов счетчиков 16, которое переводится в позиционный код

дешифратором 20. На первом цикле работы устройства в счетчике 16 записан нулевой код, поэтому при прихо- де стробирующего И1-шульса на дешифратор 18 будет опрошена первая шина из группы шин +Х (т.е. на эту шину будет подан импульс тока). Импульс тока, проходя через шину 24 планшета

2, индицирует в съемнике 3 сигнал определенной полярности. Полярность сигнала зависит от взаимного расположения съемника и опрашиваемой шины; находится слева от съемни5 ка, индуцируется левый импульс, если справа - правый. При расположении съемника точно над опрашиваемой шиной суммарный сигнал индукции равен нулю,

0 Усилитель-формирователь 4, на который поступает сигнал со съемника 3, производит усиление считанного сигнала до требуемой величины и запоминает результат опроса шины.

5 Очередные тактовые импульсы с генератора 15 импульсов увеличивают содержимое счетчика 34, тем самым обеспечивая формирование импульсов на выходах дешифратора 35 в порядке

0 их возрастания. Сигнал с второго выхода дешифратора 35 обеспечивает , запись результата опроса шины с усилителя-формирователя 4 в регистр 29 для анализа, сигнал с третьего выхода дешифратора 35 сбрасывает усилитель-формирователь 4 в исходное состояние.

Сигналы, снимаемые с четвертого по восьмой выходы дешифратора 35, используются при работе устройства в зависимости от результатов опроса шин планшета 2

Импульсы, формируемые на четвертом и пятом выходах дешифратора 35,

5 используются при определении точных координат местонахождения съемника 3. Если в одном из предыдущих тактов опроса на съемнике 3 был наведен ле- вый импульс, то после записи резуль0i тата опроса в регистр 29 на его прр- вом выходе появляется сигнал, взводящий триггер 59. При получении первого импульса (правого) непосредственно после цикла опроса, в котором

5 был получен левьш импульс, сигналом с третьего выхода регистра 29 взводится триггер 60, что приводит к пропуску сигнала с четвертого выхода дешифратора 35 через элемент И 45

5

0

на второй выход блока 5 управления, Импульсньй сигнал с второго выхода блока 5 управления поступает на второй вход блока 1 опроса и проходя на входы стробирования дешифратора 17 и 18 вызывает одновременный опрос сосед1шх шин (шины, от которой получен первьй правьй импульс, и предшествующей ей). Такой цикл опроса позволяет определить координаты местонахождения съемника 3 между данными шинами с точностью , где

Д - шаг укладки шин 23 на поверхности основания 22. Если в результате одновременного опроса двух шин в съемнике 3 суммарный сигнал индукции равен нулю, то съемник находится посредине между шинами, если наведен евый импульс - на расстоянии 1/4 Д от левой шины, если правьй - на расстоянии 3/4 1 от левой шины. Числовой код точных координат местонахождения съемника, соответствующий указанным величинам, формируется после записи результата одновременного опроса двух шин в регистр 29 элементами И-НЕ 53 и 54 и проходит через эле менты И 47 и 48,на вторых входах ко-: торых есть сигнал разрешения с выхо- да элемента НЕ 56, на седьмой выход блока 5 управления. Второй и четвер- тьй выходы регистра 29 инверсны по отношению к его первому и второму вы- ходам. Сигнал записи результата одновременного опроса шин формируется на пятом выходе дешифратора 35 и проходит на вход записи регистра 29 через элемент ИЛИ 36 и элемент И 63 при изменении полярности наводимых в съемнике 3 импульсов с левых на правые (взвод триггера 60 при взведенном триггере 59). На следующем так-те работы код грубых координат местонахождения свемника 3, содержа- щийсй В счетчике 16, а также сформированные точные координаты записыва- ются fe соответствзпощий регистр координат (8 или 9). Сигнал записи передается с шестого выхода дешифратора 35 через элемент И 40, элемент И 42, на втором входе которого есть сигнал разрешения со сброшенного триггера 61 на вторые входы элементов И 5t и 52. В зависимости от сигнала на девятом входе блока 5 управления, снимаемого со старшего разряда ,счетчика 16 и несущего информацию о формируемой координате, сигнал записи прохо0

5

0

5

дит на выход элементов И 54 и 5 и поступает соответственно на входы записи регистра 8 или регистра 9. В первом цикле опроса в старшем разряде счетчика 16 содержится ноль, поэтому запись будет производиться вначале в регистр 8, а на следующем цикле опроса - в регистр 9. Грубые коды координат местонахождения съемника поступают на первые входы регистров 8 и 9, счетчика 16, а точные - на вторые входы с седьмого выхода блока 5 управления.

В той же последовательности производится запись кодов координат местонахождения съемника 3 и в случае, если опрос (1-1)-й шины дает левьй импульс, а при опросе i-й шины сигнал на съемнике 3 отсутствует. Такая ситуация возможна при нахождении съемника 3 точно над i-й шиной. Поскольку в результате опроса шин p...(i-1) триггер 59 взведен, а при опросе i-и шины сигнал со съемника отсутствует, то после записи результата опроса в регистр 29 на его первом и третьем выходах сигнал отсутствует, а на втором и четвертом выходах имеется высокий уровень. В результате элемент И 37 формирует сигнал, поступающий через элемент И 38, элемент ИЛИ 58 на элемент И 40 и разрешающий тем самым прохождение через ,. него сигнала записи. Определение точных координат при этом не производится, так как триггер 60 не взводится, а элементы И 47 и 48 закрыты по второму входу.

После загшси сформированного кода . координаты местонахождения 3 в соответствующий регистр 34 импульс с выхода дешифратора 35 проходит через элемент И 41 (на первом входе которого есть сигнал разрешения с выхода элемента ИЛИ 58) и взводит триггер 61, запрещая тем самым вьиачу сигнала записи на соответствующие выходы блока 5 управления в .следующих циклах работы устройства при определении координаты X(Y). Поскольку шины по каждой координате сведены в две группы, то при опросе первых шин групп возможно получение правого импульса (когда съемник наг- ходится соответственно в полуплоскостях -X, -Y), либо, когда съемник находится точно над первой шиной - нулевого сигнала. В этих спучаях на

0

5

0

5

5

выходе элемента И 46 вырабатывается сигнал, поступающий в зависимости от I содержимого старшего разряда счетчика 16 на девятый или десятьй выходы блока 5 управления и сбрасывающий соответственно регистр 8 или 9.

Если съемник находится между первыми шинами групп +Х и -X (+Y и -Y), то в конце опроса в регистре 8 (регистр 9) будет записан ноль.

По окончании опроса всех шин 23 планшета 22 в регистрах 8 и 9 записаны соответственно коды координат X, Y местонахождения съемника 3. При опросе последней шины (шестнадцатая шина группы -Y) взврдится триггер 62, разрешая перезапись содержимого регистров 8 и 9 соответственно в регистры 6 и 7 при появлении сигнала на восьмом выходе дешифратора 35, проходящего в этом случае через элемент И 44 на входы записи регистров 6 и 7. Сигнал с восьмого выхода дешифратора 35 сбрасывает также через элемент ИЛИ 57 усилитель-формирователь 4, подготавливая его к очередному циклу работы. Импульсньй сигнал с девятого вьксода дешифратора 35 увеличивает на единицу содержимое счетчика 16, обеспечивая последователь- ньй опрос всех шин 23 планшета 22.

В результате подного цикла опроса в регистры 6 и 7 одновременно записываются коды координат X и Y местонахождения съемника 3. Указанные коды передаются на управляющие входы делителей 11 и 12 частоты, причем тактовые сигналы поступают на вторые входы делителей 11 и 12 анализа координат съемника. 3 блоком 10. Блок 10 пропускает на свой выход тактовые импульсы в том случае, если съемник 3 находится вне мертвой зоны, окружающей центр планшета, и исключает перемещение маркера при вибрациях. С выхода делителей 11 и 12 частоты на счетные входы счетчиков 13 и 14 поступают две серии импульсов с частотами заполнения, зависяпщми от отклонения съемника от центра планшета по обоим координатам X и Y. Направление счета (возрастание или убывание) определяется старшими разрядами регистров 6 и 7, содержимое которых передается с их вторых и третьих выходов на вторые и третьи входы счетчиков 13 и 14 соответственно, с выходов котарьгх на внешнее

0

5

0

устройство поступают коды координат маркера требуемой разрядности.

Отклоняя съемник 3 от центра планшета 22 в зависимости от конструктивного исполнения непосредственно или с помощью рабочего органа, оператор управляет перемещениями маркера, причем направление перемещения задается отклонением в нужную ; сторону съемника 3 от центра планшета 22, а скорость - величиной этого отклонения.

Дрбившись совмещения маркера с требуемой точкой, оператор нажимает кнопку Совмещение (не показана), блокирующую работу делителей 11 и 12 частоты и фиксирующую содержимое счетчиков 13 и 14. Возраст устройства в исходное состояние осуществляется кнопкой Сброс (не показана).

Устройство работает в следующей последовательности.

Используя сигналы, поступающие с 5 блока 5 управления, блок 1 последовательно опрашивает шины 33 планшета 22 по группам +Х, -X, +Y, -Y. Блок, состояш 1й из съемника 3 и усилителя- формирователя 4, усиливает до необходимой величины и запоминает индуцированные при опросе шин в съемнике 3 импульсы. При получении в 1-ом такте опроса правого импульса, если в предшествующем такте был наведен левый импульс, устройство формирует дополнительно точные координаты местонахождения съемника и записывает код ШИНЫ i в старшие разряды и код сформированных точных координат - в младшие разряды регистров 8 и 9. Если после такта опроса, в котором был наведен левый импульс, следует такт . опроса, в котором сигнал со съемника не поступает (съемник находится точ- Е но над i-й шиной), точные координаты не определяются и в старшие разряды соответствующего регистра записывается лишь код опрашиваемой шины i. Если при опросе первых шин соседних групп (+Х и -X, +Y и -Y) наводится правый импульс или суммарный сигнал индукции равен нулю,- то в соответствующий регистр записывается нулевой код.

После формирования кодов координат X, Y местонахождения съемника 3 указанные коды одновременно переписываются из регистров 8 и 9 в регистры 6 и 7 соответственно и использу0

5

0

0

5

ются затем как команды для формирования делителями 11 и 12 серий импуль- сов с требуемой частотой следования, поступающих на счетные входы счетчиков 13 и 14 соответственно. Направление счета задается старшими разрядами регистров 6 и 7. С выходов счетчиков 13 и 14 снимаются текущие коды координат маркера.

Устройство позволяет управлять с помощью рабочего органа скоростью перемещения маркера и задавать большое число возможных направлений перемещения (например, при шаге укладке шин 1 мм и размерах мертвой зоны 4x4 мм при минимальной скорости перемещения маркера может быть задано 64 возможных направления перемеще- ния), обеспечивая более высокое бы- стродействие, что достигается использованием бесконтактного электромагнитного узла считывания координат, позволяющего с требуемой точностью получать коды, используемые как команды для задания направления и скорости перемещения маркера, что в целом повьшает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для управления маркером на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее генератор импульсов, блок управления, блок опроса, первьш и второй выходы которого соединены с соответствующими входами планшета с элементом считывания который соединен с информационным входом усилителя-формирователя, выходы которого соединены с первым и вторым информационными входами бло- ка управления, управляющий вход которого является входом сигнала пуска устройства, а счетньй вход соеди- иен с выходом генератора импульсов, блок выделений рабочей зоны маркера, первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с первым информационным, стробирую- щим и вторым информационным входами блока опроса, первый и второй счетный счетчики координат, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия и надежное-

Q

5 0 5

д 50

0

5

0

ти устройства, оно содержит с первого по четвертый регистры и первый и второй делители частоты, выходы которых подключены к счетным входам соответственно первого и второго счетчиков координат, вьрсодн которых яв- v ляются выходами устройства, выходы третьего и четвертого регистров подключены к информационным входам соответственно первого и второго регистров, управляющие входы которых и управляющие входы счетчиков координат соединены с четвертым выходом .блока управления, входы сброса счетчиков координат, регистров блока управления, и блока опроса являются тактовым входом устройства, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с входами управления записью третьего и четвертого регистров, первые информационные входы которых подключены к третьему выходу блока опроса, вторые информационные входы - к седьмому вькоду блока управления, восьмой. выход которого соединен с входом сброса усилителя-формирователя, а девятый и десятьй выходы соединены с третьими информационными входами третьего и четвертого регистров, третий и четвертый информационные входы бло-- ка управления соединень с четвертым и пять 1м выходами блока опроса, шестой выход которого подключен к установочному входу блока управления, выход генератора импульсов соединение управляющим входом блока выделения рабочей зоны маркера, первйй и второй информационные входы которого подключены соответственно к первым выходам первого и второго регистров, соединены с управляющими входами соответственно первого и второго делителей частоты, информационные входы которых соединены с выходом блока вьщеления рабочей зоны маркера, установочные входы делителей частоты и счетчиков координат являются установочным входом устройства, второй выход блока опроса соединен с управляющим входом блока управления, входы управления сложением и вычитанием первого и второго счетчиков координат подключены соответственно к вторым и третьим выходам первого и второго регистров..

Фа9.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления маркером на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА, КОТОРАЯ ДОСТИГАЕТСЯ ВВЕДЕНИЕМ РЕГИСТРОВ 6, 7, 8 И 9, ДЕЛИТЕЛЕЙ 11 И 12 ЧАСТОТЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОЗВОЛЯЕТ УМЕНЬШИТЬ ВРЕМЯ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ МАРКЕРА С ВЫБРАННОЙ НА ЭКРАНЕ ЭЛТ ТОЧКОЙ, ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА СЧИТЫВАНИЯ КООРДИНАТ СЪЕМНИКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ КОДОВ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВЫХОДНЫХ КОДОВ КООРДИНАТ МАРКЕРА. 5 ИЛ.

Фаг.д