Устройство для считывания координат с экрана электронно-лучевой трубки Советский патент 1991 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания координат с экрана электронно-лучевой трубки, в частности, при визуальном программировании автоматов для ввода координат точек в ЭВМ.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет увеличения скорости считывания координат с экрана электронно-лучевой трубки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - то же.

Устройство для считывания координате экрана электронно-лучевой трубки содержит съемник 1 координат }, выполненный в виде светового пера, блок 2 памяти, электронно-лучевой индикатор 3, первый элемент И 4, первый формирователь 5 импульсов, второй элемент И 6, первый триггер 7, второй триггер 8, третий элемент И 9, четвертый элемент И 10, первый 11, второй 12 счетчики, пятый элемент И 13, первый элемент 14 задержки, шестой элемент И 15, второй 16 и третий 17 элементы задержки, первый элемент ИЛИ 18, третий 19 и четвертый 20 счетчики, второй 21 и третий 22 элементы ИЛИ, первый элемент 23 сравнения, четвертый элемент 24 задержки, первый 25 и второй 26 регистры, первый 27 и второй 28 блоки элементов И, элемент И-НЕ 29, второй 30 л третий 31 элементы сравнения, генератор 32 импульсов, пятый 33 и шестой 34 счетчики, третий 35, четвертый 36 блоки

VJ о

8

Os 00

элементов И, второй формирователь 37 импульсов, седьмой элемент И 38, элемент НЕ 39, третий триггер 40, пятый элемент 41 задержки, первый 42, второй 43, третий 44 и четвертый 45 реверсивные счетчики, шестой элемент 46 задержки, третий 47 и четвертый 48 регистры, четвертый триггер 49, четвертый 50, пятый 51, шестой 52, седьмой 53, восьмой 54 и девятый 55 элементы сравнения, четвертый элемент ИЛИ 56, восьмой 57, девятый 58 и десятый 59 элементы И, пятый элемент ИЛИ 60, коммутатор 61, источник 62 постоянного напряжения, телевизионный датчик 63.

Устройство работает следующим образом.

Вычерчивание нужной траектории на экране индикатора 3 осуществляется при соприкосновении с ним светового пера 1, Все время, пока световое перо 1 соприкасается с экраном, на втором его выходе под- держивается постоянный потенциал, открывающий элемент И 38 и элемент И 6, на другой вход которого исходно подается разрешающий сигнал с инверсного выхода триггера 8. При этом на вход формирователей 5 импульсов подается сигнал с выхода элемента И 6.

В момент соприкосновения пера 1 с экраном на выходе элемента И 6 образуется положительный перепад потенциала, которым запускается формирователь 5 импульсов, на первом выходе последнего появляется короткий импульс, соответствующий положительному перепаду сигнала, который непосредственно сбрасывает счетчик 19, триггер 49, через элемент ИЛИ 22 - регистры 25 и 26, и, пройдя через элемент ИЛИ 21, сбрасывает счетчик 20. В этом случае на вторых входах элемента 30 сравнения действует код 0, поступающий со счетчика 11, а на первых - код 0, поступающий с регистра 25. Аналогично, на вторых входах элемента 31 сравнения действует код 0, поступающий со счетчика 12, а на первых - код 0, поступающий с регистра 26. На выходах элементов 30 и 31 сравнения вырабатываются сигналы Равно, которые поступают на входы элемента И-НЕ 29, в результате чего на выходе последнего выбрасывается сигнал, запрещающий элемент И 15.

Короткий импульс, сформированный формирователем 37 импульсов по переднему фронту первого поступившего на его вход кадрового импульса, через исходно разрешенный по другим входам элемент И 38 устанавливает триггеры 40 и 49 в 1 При

этом сигналом с выхода триггера 49 запрещается элемент И 38, а сигналом с выхода триггера 40 через элемент ИЛИ 60 коммутатор 61 переключается в состояние, при котором на вход электронно-лучевого индикатора 3 подключается постоянное напряжение источника 62 постоянного напряжения, что обеспечивает засветку экрана за счет осуществления развертки всего кадра

0 лучом максимальной яркости.

Одновременно сигналом формирователя 37 включается через элемент- И 4 световое перо 1, и триггер 7 переключается в единичное состояние. После этого перо 1

5 способно реагировать на световой импульс в момент прохождения электронного луча по экрану электронно-лучевого индикатора 3, а сигналом триггера 7 разрешаются элементы И 9, 10 и 13. При этом кадровый

0 импульс с выхода индикатора 3 проходит через элемент И 10 и сбрасывает счетчик 11. Строчные импульсы поступают через элемент И 9 на сброс счетчика 12, а также на счетный вход счетчика 11.

5После установки счетчика 12 в нулевое

состояние он начинает считывать импульсы с генератора 32 импульсов, проходящие на его вход через элемент И 13.

В момент прохождения электронного

0 луча через место прикосновения пера 1 к экрану перо 1 вырабатывает импульсный сигнал, который устанавливает триггер 7 в нулевое состояние. При этом элементы И 9, 10 и 13 закрываются, и в счетчиках 11 и 12

5 хранятся измеренные значения соответствующих экранных координат первой точки заданной траектории. После записи в счетчики 11 и 12 экранных координат первой точки регистры 25 и 26 остаются в исходном

0 (нулевом) состоянии, и на входах элементов 30 и 31 сравнения действуют разные коды. В этом случае на их выходах сигналы Равно не вырабатываются и, следовательно, на выходе элемента И-НЕ 29 вырабатывает5 ся сигнал, разрешающий элемент И 15.

По отрицательному перепаду на выходе триггера 7 запускается элемент 14 задержки, вырабатывающий импульс, который через элемент И 15 поступает на вход

0 Запись блока 2 памяти и на вход элемента 16 задержки. Под действием этого импульса содержимое счетчиков 11 и 12 записывается в ячейку блока 2 памяти, а по заднему фронту этого импульса запускается элемент 16

5 задержки, который вырабатывает импульс, поступающий через элемент ИЛИ 18 на счетный вход счетчика 20, изменяя его состояние на 1. При этом подготавливается к работе следующая ячейка блока 2 памяти. Импульс с выхода элемента 16 задержки

поступает также на счетный вход счетчика 19, на вход элемента 24 задержки, а через элемент ИЛИ 22 - на входы сброса регистров 25 и 26, Под действием этого импульса состояние счетчика 19изменяется на Ре гистры 25 и 26 устанавливаются в нулевое состояние, и запускается элемент 24 задержки. При этом на выходе элемента 24 задер- жки вырабатывается импульс, под действием которого код счетчика 11 (координата Y) через блока 27 элементов И записывается в регистр 26, а код счетчика 12 (координата X) через блок 28 элементов И - в регистр 26.

К моменту окончания действия импульса элемента 16 задержки коды счетчиков 19 и 20 совпадают, при этом на выходе элемента 23 сравнения формируется сигнал, запрещающий установку триггера 8 в единичное состояние, в результате триггер 8 остается в нулевом состоянии.

К моменту же окончания действия импульса элемента 24 задержки в регистр 25 записываются координата Y первой точки (код номера строки), а в регистр 26 - координата X первой точки (код номера элемента в строке), и коды счетчика 11 и регистра 25, счетчика 12 и регистра 26 будут совпадать. В результате на выходе элементов 30 и 31 сравнения вырабатываются сигналы Равно, под действием которых на выходе элемента И-НЕ 29 вырабатывается сигнал, запрещающий элемент И 15. Кроме того, код координаты первой считанной точки с выходов регистра 25 поступает на входы блока 36 элементов И, а код координаты X первой считанной точки с выходов регистра 26 поступает на входы блока 35 элементов И.

Далее, очередной кадровый синхроимпульс, поступающий с выхода электронно-лучевого индикатора 3 через формирователь 37 и элемент НЕ 39, устанавливает триггер 40 в исходное состояние, а через элемент И 4 включает световое перо 1 и устанавливает триггер 7 в единичное состояние. В результате во время действия второго кадра по сигналу триггера 7 разрешаются элементы .19, 10 и 13, и начинается считывачие координат точки, находящейся в данный момент под световым пером 1 на экране электронно-лучевого индикатора 3. Считывание координат этой точки осуществляется аналогично описанному выше.

Кадровый синхроимпульс устанавливает счетчик 34 в нулевое состояние, опрашивает блоки 35 и 36 элементов И. Импульсом с выхода формирователя 37 импульсов через элемент 41 задержки осуществляется

запись информации с выходов блоков 35 и 36 элементов И в реверсивные счетчики 42,

43и 44, 45 соответственно. Тем же импульсом, задержанным элементами 41 и 46

5 задержки, осуществляется запись информации с выходов блоков 35 и 36 в регистры 47 и 48 соответственно, а также увеличение содержимого реверсивных счетчиков 42 и

44на единицу и уменьшение на единицу 0 содержимого реверсивных счетчиков 43 и

45.

Коды с выходов счетчиков 44, 45 и регистра 48 поступают соответственно на первые входы элементов 54, 55, 53 сравнения,

5 а коды с выходов регистра 47 и счетчиков 42 и 43 поступают на входы элементов 50-52 сравнения. На другие входы элементов 53- 55 сравнения поступает код с выхода счетчика 34 , осуществляющего подсчет

0 количества строк в кадре, а на вторые входы элементов 50-52 сравнения поступает код с выхода счетчика 33, осуществляющего подсчет количества элементов в каждой строке кадра.

5 Элементы 53-55 сравнения осуществляют выбор строк на растре электронно-лучевого индикатора 3. Элемент 53 сравнения формирует сигнал при прохождении луча электронно-лучевого индикатора 3 по стро0 ке, на которой в текущий момент находится световое перо 1, элемент 55 сравнения формирует сигнал при прохождении луча по предшествующей, а элемент сравнения 54 - по последующей строке. Элементы 50-52

5 сравнения выбирают элементы в ранее выбранных строках. Элемент 50 сравнения формирует сигнал в момент, когда электронный луч индикатора 3 проходит через точку экрана, на котором стоит световое перо 1,

0 элемент 52 сравнения формирует сигнал при нахождении электронного луча на предшествующей, а элемент сравнения 51 - при нахождении луча на последующей точке выбранной строки.

5

При совпадении кодов на входах одного из элементов 53-55 сравнения на его выходе формируется сигнал Равно, который поступает на первый вход соответствующе0 го элемента И 57, 58 или 59, т.е. осуществляет выбор строки. На вторые входы элементов И 57-59 через элемент ИЛИ 56 поступают сигналы с выходов элементов 50-52 сравнения.

5Сигнал засветки элемента строки формируется на выходе того элемента 50-52 сравнения, на выходе которого код номера текущего элемента строки, поступающего с выхода счетчика 33, совпадает с кодом, действующим на его втором входе. Таким обраэом осуществляется выбор элемента в строке.

Под действием сигналов элементов 50- 55 сравнения на выходах соответствующих элементов И 57-59 формируются импульсы засветки, которыми через элемент ИЛИ 60 коммутатор переключается в состояние, обеспечивающее прохождение через него напряжения источника постоянного напряжения на вход электронно-лучевого индикатора 3.

В результате на растре индикатора 3 формируется площадка засветки, в пределах которой засветка осуществляется лучом повышенной яркости. Причем площадка на растре располагается таким образом, что точка соприкосновения светового пера 1 с экраном индикатора 3 является центром площадки.

При формировании на растре электронно-лучевого индикатора 3 площадки засветки (в момент прохождения электронного луча повышенной яркости через точку прикосновения пера 1 к экрану) происходит за- светка пера 1, на выходе которого формируется импульсный сигнал, устанавливающий триггер 7 в нулевое состояние. При этом элементы И 9, 10 и 13 сигналом триггера 7 закрывается, и в счетчиках 11 и 12 до конца действующего кадра хранятся измеренные значения соответствующих экранных координат той точки заданной траектории, в которой находилось перо 1 в момент считывания.

Если при этом световое перо 1 находится в другом месте экрана, то после считывания координат в счетчики 11 и 12 будут записаны координаты второй (новой) точки, а в регистрах 25 и 26 будут сохраняться координаты первой (предыдущей) точки, ранее считанные. Теперь коды счетчика 11 и регистра 25, счетчика 12 и регистра 26 не совпадают, и, следовательно, на выходах элементов30 и 31 сравнения сигнал Равно отсутствует. В этом случае на выходе элемента И-НЕ 29 формируется сигнал, разрешающий элемент И 15. Далее по отрицательному перепаду сигнала с выхода триггера 7 запускается элемент 14 задержки, сигнал которого через разрешенный элемент И 15 запускает элемент 16 задержки, осуществляет запись данных счетчиков 11 и 12 в блок 2 памяти, и далее работа осуществляется аналогично описанному выше. .

Если же при включении кадровым синхроимпульсом режима считывания световое перо 1 будет находиться в точке траектории, координаты которой были ранее считаны, то после повторного считывания этих координат коды счетчика 11 и регистра 25, счетчика

12 и регистра 26 будут совпадать, В этом случае элементы 30 и 31 сравнения и элемент И-НЕ 29 вырабатывают сигнал, запрещающий элемент И 15. Теперь сигнал с

выхода элемента 14 задержки на блок 2 памяти и на элемент 16 задержки не пройдет, не будет осуществляться повторная запись в блок 2 памяти Экранных координат одной и той же точки, и, следовательно, не

0 изменится содержимое регистров 25 и 26. Но так как содержимое регистров 25 и 26 не меняется, то в регистры 47 и 48 и в реверсивные счетчики 42-45 будут перезаписываться одни и те же коды, в результате по

5 сигналам элементов И 57-59 на растре электронно-лучевого индикатора 3 будет формироваться площадка засветки, координаты которой изменяться не будут, т.е. площадка на растре перемещаться не будет.

0 Таким образом, в процессе действия первого кадра осуществляется считывание координат первой точки траектории, запись считанных координат в блок 2 памяти и в регистры 25 и 26. В период действия кадро5 вого синхроимпульса, следующего за первым кадром, осуществляется перезапись ранее считанных координат первой точки из регистров 25 и 26 в регистры 47 и 48 и в счетчики 42-45. Далее в период действия

0 второго кадра осуществляется формирование на растре электронно-лучевого индикатора 3 площадки засветки, считывание координат той точки на растре, на которой в данный момент находится световое перо 1,

5 и запись этих координат в блок 2 памяти.

К концу проведения световым пером 1 на экране некоторой траектории в ячейках блока 2 памяти будут записаны экранные координаты X и Y точек этой траектории,

0 При этом код счетчика 19 совпадает с кодом счетчика 20 и этот код соответствует числу считанных точек траектории.

В момент отрыва пера 1 от экрана на его втором выходе формируется отрицательный

5 перепад сигнала, по которому запрещаются элементы И 6 и 38. При запрещении элемента И 6 на втором выходе связанного с ним по входу формирователя 5 импульсов появляется импульс, сбрасывающий через эле0 мент ИЛИ 21 счетчик 20. При этом коды счетчиков 19 и 20 перестают совпадать, и на выходе элемента ИЛИ 22 формируется сигнал, поступающий на второй установочный вход триггера 8, тем самым разрешая уста5 новку триггера 8 в единичное состояние. По этому же сигналу формирователя 5 импульсов, поступающему на первый вход триггера 8, последний устанавливается в единичное состояние, выдавая сигнал прерывания устройства и сигнализируя таким образом об

окончании цикла измерения экранных координат, Следовательно, к концу работы устройства в блоке 2 памяти будут находиться координаты экранных точек траектории, считанные съемником координат. Эти данные могут быть перезаписаны в память ЭВМ либо другого устройства, используя входы/выходы 64-66,

Приняв сигнал с первого выхода, необходимо на вход 66 устройства подавать синхронизирующие импульсы до тех пор, пока коды счетчиков 19 и 20 не станут равными, т.е. пока не будут переписаны все занятые ячейки блока 2 памяти, при этом элемент ИЛИ 22 вырабатывает сигнал, устанавливающий триггер 8 в нулевое состояние, тем самым снимая сигнал прерывания с первого выхода 64 устройства.

По кадровому синхроимпульсу считывается код одной ячейки блока 2 памяти.

Формула изобретения

Устройство для считывания координате экрана электронно-лучевой трубки, содержащее съемник координат, блок памяти, электронно-лучевой индикатор, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом первого формирователя импульсов и выходом второго элемента И, а выход подключен к S-входу первого триггера и к входу съемника координат, один выход которого подключен к R-входу первого триггера, а другой выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого является первым выходом устройства, выходы строчной и кадровой синхронизации электроннолучевого индикатора подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к счетному входу и входу сброса первого счетчика, выход которого соединен с первым информационным входом блока памяти, второй информационный вход которого подключен к выходу второго счетчика, вход сброса и счетный вход которого соединены соответственно с выходами третьего и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с вторым входом четвертого элемента И, входом первого элемента задержки и подключены к прямому выходу первого триггера, выход первого элемента задержки соединен с входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и входом Запись блока памяти, вход Считывание которого является первым входом устройства и соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со счетным входом третьего счетчика и выходом второго элемента задержки, а выход первого элемента ИЛИ подключен ксчетно- 5 му входу четвертого счетчика, вход сброса которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а группа выходов соединена с группой адресных входов блока памяти и первой группой информационных входов

0 первого элемента сравнения, вторая группа информационных входов которого подключена к группе выходов третьего счетчика, .вход сброса которого подключен к первому выходу первого формирователя импульсов,

5 первому входу третьего элемента ИЛИ и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу первого формирователя импульсов и к R-вхсду второго триггера S-вход которого

0 подключен к выходу первого элемента сравнения, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с входом четвертого и выходом второго элемента задержки, а выход подключен к входам сброса первого и второго

5 регистров, выход четвертого элемента задержки соединен с первыми входами первого и второго блоков элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы

0 которого подключены соответственно к выходам второго и третьего элементов сравнения, первые группы информационных входов которых подключены соответственно к выходам первого и второго регистров,

5 вторая группа информационных входов второго элемента сравнения соединена с группой входов первого блока элементов И и с группой выходов первого счетчика, а вторая группа информационных входов третьего

0 элемента сравнения соединена с группой входов второго блока элементов И и группой выходов второго счетчикз, выходы первого и второго блоков элементов И подключены соответственно к информационным входам

5 первого и второго регистров, второй вход пятого элемента И подключен к выходу генератора импульсов, выход блока памяти является вторым выходом устройства, о т л- ичающееся тем, что, с целью повышения

0 быстродействия, в него введены пятый счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вход сброса - со счетным входом шестого счетчика и выходом строчной синхронизации элект5 ронно-лучевого индикатора, выход кадровой синхронизации которого соединен с входом сброса шестого счетчика, входами разрешения третьего и четвертого блоков элементов И и входом второго формирова- теля импульсов, выход которого непосредственно соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом седьмого элемента И, через элемент НЕ - с входом сброса третьего триггера, через пятый элемент задержки - с входами записи первого, второго, третьего и четвертого реверсивных счетчиков, а через пятый и шестой элементы задержки - с входами суммирования первого и третьего и с входами вычитания второго и четвертого реверсивных счетчиков и входами записи третьего и четвертого регистров, второй вход седьмого элемента И соединен с выходом съемника координат, первый выход первого формирователя импульсов соединен с входом сброса четвертого триггера, счетный вход которого объединен со счетным входом третьего триггера и подключен к выходу седьмого элемента И, третий вход которого соединен с прямым выходом четвертого триггера, группа информационных входов третьего регистра, первого и второго реверсивных Счетчиков объединены и подключены к группе выходов третьего блока элементов И, группа информационных входов четвертого регистра, третьего и четвертого реверсивных счетчиков объединены и подключены к группе выходов четвертого блока элементов И, группы информационных входов третьего и четвертого блоков элементов И подключены соответственно к группам выходов второго и первого регистров, группы выходов третьего регистра, первого и второго реверсивных счетчиков, четвертого регистра, третьего и четвертого реверсивных счетчиков соединены с вторыми группами

информационных входов соответственно четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого элементов сравнения, первые группы информационных входов четвертого, пятого и шестого элементов

сравнения объединены и подключены к группе выходов пятого счетчика, первые группы информационных входов седьмого, восьмого и девятого элементов сравнения объединены и подключены к группе выходов

шестого счетчика, выходы четвертого, пятого и шестого элементов сравнения соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами восьмого, девятого и десятого элементов

И, первые входы которых подключены соответственно к выходам седьмого, восьмого и девятого элементов сравнения, выходы восьмого, девятого и десятого элементов И соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого элемента ИЛИ, первый вход которого подключены к прямому выходу третьего триггера, а выход - к управляющему входу коммутатора, информационные входы которого подключены к

выходу телевизионного датчика и источнику постоянного напряжения, а выход- к входу

электронно-лучевого индикатора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при визуальном программировании автоматов для ввода координат точек в ЭВМ. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Для этого в устройство, содержащее съемник координат, блок памяти, электронно-лучевой ин- дикатор, элементы И, два триггера, счетчики, элементы задержки, элементы ИЛИ, элементы сравнения, регистры, блоки элементов И, элемент И-НЕ, генератор импульсов, введены шесть счетчиков, два регистра, два элемента ИЛИ, два блока элементов И, четыре элемента И, два элемента задержки, два триггера, формирователь импульсов, элемент НЕ, источник постоянного напряжения, коммутатор и элементы сравнения, на базе которых реализована схема формирования площадок засветки, позволяющих световым пером фиксировать координаты заданных точек траектории в каждом кадре независимо от фона изображения, что обеспечивает сокращение времени ввода информации в ЭВМ. 2 ил. (/ С