Генератор дуг окружностей Советский патент 1980 года по МПК G06K15/20 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в устройствах для отображ ния гр яческой информашш для (}юрм1фо вагшя дуг окружностей. Известен генератор дуг окружностей l , содержащий блок утфавления, регистр, счетчики и сумматоры. Недостатки известного устройства низкая точность начертания дуг окружностей вследствие грубой аппроксимашш дуги окружности, а также невозможност иаофаженйя окружности с радиусом мен ше радиуса единичной окружности., Наиболее близок к тгредлагаемому ге нератор дуг окружностей 2, содержаш регистр, первый выход которого подключен к первому входу блока уттравления, второй и третий входы которого соедине ны со входами первогю,сумматора и с выходамт первого и второго счетчиков соответственно, Четвертый вход блока управления соединен с первым информационным взводом третьего счетчика и подключен к первому выходу первогх) сумматора, , а первый и второй выходы блока утфавления соединены с управляющими входал и четвертого и пятого счетчшсов соответственно, второй сумматор, генератор импульсов, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так как построение окружности ведется не на частоте генератора тактовых импуттьсов, максимально допустимой для работы отдельных элементов, а на частоте, в два раза меньше максимальной. Цель изобретешш-повышение быстродействия генератора. Поставленная цель достигается тем, что в генератор введены блок памяти, первый, второй и третий ин(}юрмаикот1ные входы которого с ед1шены с первым и вторым выходами регистра и третьим выходом блока управления соответственно, а утфавляюший вход подключен к четЕмгр37тому выходу блока управле11} я, первый второй и третий выходы блока па ч1яти подключены к информационным входам первого и второго счетч1гков н второму информашюнному входу третьего счетчика соответственно, .третий и четвертый су1 {маторы, первые входы которых соединены с третыл-г и четвертым . выходами регистра соответственно, а вторые входы с первым выходом регистра и третьим выходом блока управления соответственно выходы третьего и четвертого сумматоров подключены к информациончьпу входам четвертого и пятого счетч гков соответственно, элементы И-ИЯИ, первый, второй и третий входы которых соедин ды со вторым выходом регистра, -выходом третьего счетчика и вторым выходом первого сумматора соответственно, а выходы подключеныКО входу второго сум матора, коммутатор, первый и второй информацио1шые входы которого подключены к выходу второго сумматора и первому выходу первого сумматора соответственн а управляющий вход - к выходу генёра. тора импульсов, первый выход коммутатора соединен с четвертым входом элементов И-ИЛИ, второй выход - со счетными входами первого и четвертого счетчшсоБ, а третий выход - со счетными входами второго и. пятого счетчиков, и блок сравнения, первый, вачэрой и третий входы которого подключены к пятому выходу регистра, выходам первого к второго счетчиков соответствешю, а выход является выходом устройства. На чертеже представлена функциональ ная схема генератора. Генератор содержит первый счетчик 1 второй счетчюс 2, первый сумматор 3, третий счетчшс 4, второй сумматор 5, блок управлешш 6, генераахэр импульсов четвертый счетчик 8, пятый счетчик 9, регистр 10, блок памяти 11, элементы И-ИЛИ 12, коммутатор 13, третий cyKflviarop 14, четвертый сумматор 15 и блок сравнегагя 16. Устройство работает следуюшш - обра зом. Информация, характеризующая окружность или дугу окружности, поступае на ЭЦВМ и хранится в регистре, Ю все время отображения окружности. Данная информация iJMeeT следутоций вид; начальньш координаты центра окружности ( Х.О, о ); код радиуса окружности (р); начальные координаты дуги окружности относзггелыю ее центра (Кдн Ан 5 код длины ДУ1-И, ко1Х)рый может быть задан конечными координаталп окружности относительно ее цен7ра(Хдк. каким-либо другим образом. Координаты КоИ Ло поступают соответственно на cjTviMaTopbi 14 и 15 и счетчики 8 и 9, с выхода которых данная информация выдается на преобразующую и отклоншощую систему аппаратуры отображения. Перед началом процесса отображения окружности код радиуса с выходов регистра 10 поступает на сумматор 15, так как в этом случае где данный код складывается с кодом YO Через блок памяти 11 на счетчик 1 записывается нулевой код, на счетчик 2 )од , на счетчик 4 - код 2 (00.,.О1О). (О0,..010). В процессе построения окружности сумматоры 3 и 5 одновременно производят операции сложения. С помощью элег енто И-ИЛИ 12 на вход сумматора 5 подаются соответствующие слагаемые, причем сумматор 5 - накапливающий. По каждому импульсу частоты, вьфабатываемой генератором импульсов 7, на втором сумматоре 5 вьшоляются следующие действия R-2; К-2(1+24:3); Ti-2 (l+2+З); R-2; (1+2+3+ ... .Si, где - числа 1,2,3.... Числа 2,4,6 ... образуются на счетчике 4 по каждому импульсу генератора импульсов 7.Возможны две ситуации: . иTl2S O, в завиitl -симоси от которых коммутатор 13 подключает каждый импульс, вьфабатьтаемый генератором 7, к счетчику 8 - счетчику X - координаты. На счетчик 9 - счетчик X - координаты - импульс подается только при ситуации п R-2S 0Данные импульсы, поступающие с выходов крммутатора 13 на вход счетчшсов 8 и 9, подаются также на счетные входы счетчзжов 1 и 2. Таким образом, состояние счетчика 1 изменяется от О до И , а состоя1ше счетчика 2 уменьшится на едштицу только после окончания сложения К- 2- И (.ли 5 Ч Одиогфемфпю с каждым л-л действием, выполняемым на су:№лато с помощью сумматора 3 складывают чиспа KMeKjuiue на выходе счетчгоов 1 и 2: AT-Vy- - - O N гдеХд Лд цтекущие значения коорд нат У, и Y дуги окружно взятые относительно ее центра. Если , по следующе 1-1 такту вьтопняется действие I / 41I h(- 2 ,,). И- w а по последующим тактам действия 2 R-l-n S-2Cn +2)0 2 R-A-n. KR-2 ai-2(n.-t2)-2Cttv 51 0 I1--H II - 2 р-Н-П ( ;i:i-2(V2)-2((nH 2 IRH-П .I i-2fsi- 2 n-1-)и . i-i Lira 2 -1 Состояние счетчиков 1, 2/4, 8, 9 изменяется таким же образом, как и при выполне1ши ранее рассмотренных действий. На сумматоре 3 одновремен выпопняются следующие действия )) 2 ( ) 2 CTjlii-cniVM }. После полученного на сумматоре 5 отрицательного результата следующее действие на нем вьтолняется в виде B+2|lTi-iV(nitH,-)|. Последующие действия выполняются аналогичным образом до тех пор, пока на сумматоре 3 не получится OTpmtaтельный результат )-|ltt 0, Li-1 J поело ЧСГХ) при всех ПОСЛГ ДУКИТПХ М .-иг I ВИЯХ состояиио счотчика -1 с к гждьм тактом уменыиается на дво. ПОЯВЛОНИО условия (J.) OOlbV,v.-r нореход к 1тзображсн1 Ю второй половины дуги в гтортюй четверти, В тот момент, когда )зобрпжона первая четверть дуги окружности,состояшш счетчика 2 становится равным нулю: Дальней1ли11 nix)iiecc построошш елеяующе четверти дуги происходит аналог1Р1ным образом, по в этом слут;1ае по сигналу из блока управления 6, поданному на блок памяти 11, в счетч1ж 1 записывается код Р-1, а счетчик 2 устанавливается в нулевое состояние. При возникновении ситуаций (1) и (2) на блок управления 6 поступают соответствующие сигналы с суксматора 3 и счетчиков 1 и 2, по которым с помощью блока управления задаются режимы работы счетчиков 8 и 9 (слож:ещ1е или вычиташ е импульсов), что позволит отобразить дуги окружности в различных квадратах. Процесс отображения окруж- ности оканчивается после нарисовашм дуги четвертого квадрата. Отображение какой-либо части окружности отл1яается тем, что к координатам центра окружности прибавляют- ся с помощью сумматоров 14 и 15 коды К и дн с последующей записью полученных результатов в счетчики 8 и 9. В счетчики 1 и 2 через блок памяти записываются соответствешю коды Хи.иУм г-гА « Построение дуги и все связанные с этим действия происходят таким же образом, как и при построении окружности. оканчивается построение дуги следующим образом. Текущие значения координат Хдт и Хд-у, получаемые на счетч1п ;ах 1 и 2, поступают на блок сравне1шя 16, где сравниваются с конечными координатами дуги АК д,(, поступающ)сми с регистра 1О. При равенстве данных кодов X -VY -Y Ак- т лок сравнения 16 вьфабатывает сигнал Конец отображения. Дугу окр жности можно построить не олько по часово стрелке, но и п1Х)тив, этом случае на блок управления в оступает сигнал Направление движеия, по которому включается инверсиг и; лгоритм построения дуги. 773 Числовые значения, полученные таким образом на выходах счетчиков 8 и 9. поступают через шгфрсанапогокые нреобразоьатели на отклоняющую систему электрх)ннолуч,евой (на чертеже не показаны) или на какое-либо другое средство отображения информатши. При этом ошибка, возн1гкающая в данных числовых значениях за счет построения дуги окружности дискретньпу(и числами, не превышает величины младшего разряда числа,. Описанное устройство рабе ает приблизительно в два раза быстрее протх)типа вследствие начертания охфужности на частоте, максимально допустимой для работы отдельньТх элементов схемы. Применение устройства позволяет так же исключить ИЗ схемы элементы, пред наэпаченные для управлешет частотой генератора импульсов, которые используются в прототипе. Зто дает возможнос уменьшить объем оборудования, входящег в состав генератора дуг окружностей, и повьгсйтъ надежность схемы. Формула изобретения Генератор дуг окрулгаостей, содержащий регистр, первый выход которого под ключен к первому входу блока управлени второй и третий входы которого соединены со входами первого сумматора и о выходами первого и второго счетчиков сх)ответственно, четвертый вход блока управлетшя соединен с первым информационным входом третьего счетчшса и подключен к первому, выходу первого сумматора, а первый и второй выходы блока управления соедшены с управляю щими входами четвертого и пятого счет чшсов соответственно, второй сумматор, генератор импульсов, вьрсод которого подключен к счетному входу третьего счетчика, о т л и ч а ю щ и и с я тем что, с целью повышения быстродействия генератора, он содержит блок памяти, первый, второй и третий информационны входы которого соедннень с первым и вторым выходами регистра и третьим выходом блока управления соответственно, а у1фавляюший вход подключен к четвертому выходу блока управления, первый, второй и третий выходы блока памяти подключены к информационным входам первого и второго счетчиков и второму информационному входу третьего счетчика соответственно, третий и четвертый cy tмaтopы, первые входы которых соединены с третьим и четвертью выходами регистра соответственно, а вторые входы - с первым выходом регистра и третьим выходом блока управления соответственно, выходы третьего и четвертого сумматоров подключены к тгформационным входам четвертого и пятого счетчиков соответственно, элементы И-ИЛИ, первый, второй и третий входы которых соедипе 1ы со вторым выходом регистра, выходом третьего счетчика и вторым выходом первого сумматора соответственно, а выходы пoдклюfчeиы ко входу второго сумматора, коммутатор, первый и второй информационные входы которого подключены к выходу второго сумматора и первому выходу первого сумматора соответственно, а управляющий вход - Е выходу генератора импульсов, первый выход коммутатора соединен с четвертым входом элементов И-ИЛИ, второй выход со счетными входами первого и четвертого счетчиков, а третий выход - со счетными входами второго и счетчшсов, и блок сравнения, Первый, B-mpciff а третий входы которого подключены к пятому выходу регистра, вьпаодам первого и второго счетчиков соответственно, а выход 5 вляется выхож м устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сввдетельство СССР, № 491967, кл. G06 К -15/20, О2.О1.74. 2.Авторское свидетельство СССР № 397902, кл. G 06 F 3/14, 12,08.71 (прототип).

Начало Отображения

Dft7ff6pa fffuf