Интерполятор для шагового графопостроителя Советский патент 1980 года по МПК G06K15/00 

I

Изобретение относится к йвтоматике и вычислительиой технике и может быть использоБано для регистрации графической информации, ВЫВОДИМОЙ из ЭВМ на шаговый графопостроитель.

Известно устройство, содержащее. блок ввода - управления, интерполятор, триггеры, вентили, блок управления, шаговые двигатели, датчики, разделительные схемы, счетчики, линии задержки, генератор импульсов l .

Недостаток этого устройства информационная избыточность при обмене информационными и служебными сигналами с внешними устройствами (ЭВМ, устройствами считывания с перфокарт, магнитной ленты), обусловленная необход и кюстью одновременного задания в интерполяторе КОДОВ двух независимых величин: двух координатных приращений X и Y каждой последующей узловой точки чертежа или координатного приращения Y и тангенса угла наклона вычерчиваемой линии. Это увеличивает разр$щность информационного

слова при обмене, т. е. увиличивает информационную избыточность, что приводит к большой занятости каналов связи, усложняет работу ЭВМ в мультиплексном режиме, при обмене с несколькими периферийными устройствами ввода-вывода информации.

Наиболее близким по технической сущ-; ности к предлагаемому техническому решению является интерполятор для шагового графопостроителя, содержащий служебный и информационный регистр, блок управления, одни из входов которого соединены с одними из разрядных выходов служебного регистра, генератср тактовых импульсов, подключенный через первый элемент И ко входу первого счетчика, ВЫХОД которого соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И и ко ВХОДУ .второго счетчика, выход которого соединен со входом третьего счетчика 2 . Недостатком известного интерполятора для шагового графопостроителя является то, что он не обеспечивает требуемой точ ности интерполятора при вычерчивании наклонных прямых из-за грубого коэффициента деления первого счетчика, что связано с тем, что генератор тактовых импульсов вьщает серию импульсов, равную максимальной входной частоте шагового привода устройства. Цель изобретения - повьшение точносч ти интерполятора. Поставленная иель достигается тем, что интерполятор для шагового графопостроителя содержит четвертый счетчик, второй и третий -коммутаторы, у11ра.вляющий триггер, три блока задания уставки, ВЫХОДЫ которых подключены к установочт ным входам соответствующих счетчиков, выход генератора тактовых импулвзсоб соединен со входом четвертого счетчика, выход кЬторого подключен к одному из входов второго элемента И, другой вход которого соединен с одним из выходов первого элемента И, и одним из выходов управляющего триггера, другой выход которого подключен к соответствующему входу блока управления, вьосоды которого соединены с первьши управляющими входами блоков задания уставки и одним из входов управляющего триггера, другой вход которого подключен к выходу треть г;о счетчика и второму управляющему входу первого блока задания уставки, информационные входы которого соединены с одними из разрядных выходов информационного регистра, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока задания уставки, второй управляющий вхо которого соединен с выходом первого счетчика, информационные входы третьего блока задания уставки подключены к одному разрядному выходу информационного регистра, а второй управляющий вход третьего блока задания уставки соединен с выходом второго счетчика, выходы первого коммутатора соединены с импульсными входами второго и третьего коммутатора, а управляющие входы комм таторов подключены к другим ршзрвдным выходам служебного регистра, дополнительный разрядный выход которого соединен с соответствующим входом первогс элемента И. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого интерполятора; на фиг, 2 - график выводимой интерполятором информации; на фиг. 3 - циклограмма работы интерполятора. Интерполятор для шагового графопостроителя содержит служебный 1 и информационный 2 регистры (фиг. 1), блок 3 управления, первый, второй и третий счетчики 4, 5 и 6 соответственно, три блока 7, 8 и 9 задания уставки, генератор 10 тактовых импульсов, четвертый счетчик 11, три коммутатора 12, 13 и 14, два элемента И 15 и 16, управляющий триггер 17. Позициями 18-24 обозначены соответствующие входы и выходы интерполятора.. Генератор 10 тактовых импульсов, подключен через первый элемент И 15 ко входу первого счетчика 4, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора 12, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И 16 и ко входу второго счетчика 5, выход которого соединен со входом третьего счетчика 6, выходы блоков 7, 8 и 9 задания уставки подключены к установочным входам соответствующих счетчиков 4f 5 и 6, выход генератора 10 тактовых импульсов соединен со входом четвертого счетчика 11, выход которого подключен к одному из входов второго элемента И 16, другой вход которого соединен с одним из выходов управляющего триггера 17, другой выход которого подключен к соответствующему входу блока 3 управления, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блоков 7, 8 и 9 уставки и одним из входов управляющего триггера 17, другой вход которого подключен к выходу третьего счетчика 6 и второму управляющему входу первого блока 7 задания уставки, информационные входы которого соединены с одними из разрядных выходов информационного регистра 2, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока 8 задания уставки, втррой управляющий вход которого соединен с выходом первого счетчика 4, информационные входы третьего блока 9 уставки подключены к одному разрядному выходу информационного регистра 2, а второй управляющий вход третьего блока 9 задания уставки соединен с-выходом второго счетчика 5, выходы первого коммутатора 12 соединены с импульсными входами второго и третьего коммутаторов 13 и 14, а управляющие входы коммутаторов 12, 13 и 14 подключены к другим разрядным выходам служебногорегистра 1, дополнительный разрядный выход которого со динен с соответствующим входом первог элемента И 15. Интерполятор для шагового графопостроителя работает следующим образом . Перед началом работы схема предложенного устройства приводится в исходное состояние, в результате чего первый счетчик 4, второй счетчик 5, третий счетчик 6 и управляющий триггер 17 устанавливаются в исходное, нулевое сос тояние, первый коммутатор 12 по перво му информационному выходу подготавливает цепь для сигналов, поступающих с первого счетчика 4, частота которых может меняться от максимальной частот щагового привода графопостроителя до минимальной частоты, обеспечивающий минимальный угол наклона вычерчиваемого отрезка, по второму информационно му выходу первого коммутатора 12 подготавливается цепь для сигналов, поступающих с выхода второго элемента И 16, частота которых равна максимальной частоте щагового привода, второй комму татор 13 подготавливает цепь на выход 21 устройства для работы шагового привода по координате Y в прямом направ лении, а третий, коммутатор подготавливает цепь на выход 23 устройства для работы щагового привода по координате X в прямом направлении, а с первого управляющего выхода блока 3 управления на выход 19 устройства вьщается сигнал запроса, говорящий о готовности устройс ва к приему вводимой графической инфор мации, а чертежный элемент графопрстро ителя устанавливается в исходную точку MO (фиг. 2). Работа устройства начинается с анализа внещним устройством (например ЭВ состояния выхода 19 устройства, и, в случае получения разрещающего сигнала на ввод информации в устройство, осуществляет запись в регистры 1 и 2 информации на вычерчивание первого графического отрезка MQ -М (фиг. 2). Эта информация содержит координату прираще ния первой точки чертежа, тангенс угла наклона вычерчиваемого отрезка М -М и служебную информацию. Информационный регистр 2 содержит информацию о длине и тангенсе угла наклона вычерчиваемого отрезка, которая соддзжит дополнительный поразрядный 376 код для третьего счетчика 6, первого счетчика 4 и второго счетчика 5. Служебный регистр 1 содержит информацию о направлении вычерчиваемого отрезка, о выборе пера и шага привода графопостроителя. Работу предложенного устройства рассмотрим на примере вычерчивания графической информации, изображенной на фиг,2. Так как первый выводимый отрезок М о -М имеет только одно из приращений по координате X и содержит целое число базовых отрезков, то информационный регистр 2 будет содержать дополнительный поразрядный код, который поступает на информационные входы первого блока 7 задания уставки, определяя количество базовых отрезков. На информационные входы блоков 8 и 9 задания уставки информация с регистра 2 не поступает, так как выводимый отрезок не содержит наклона и величина его больще базового отрезка. Элемент И 15 будет закрыт сигналом, поступающим на третий вход с одного из выходов служебного регистра 1, запрещая работу первого счетчика 4, Коммутаторы 12, 13 и 14 будут находиться в исходном состоянии, и, следовательно, на выход 23 устройства будет подготовлена цепь, по которой будут поступать выходные сигналы с частотой, равной максимальной выходной частоте щагового привода для ртработки координаты X в прямом напряжении. Служебный регистр 1 выдает информацию на исполнительные входы блока 3 управления для выбора шага и пера графопостроителя, а также для формирования команды поднять или опустить перо. После того, как вводимая графическая информация будет записана в регистры 1 и 2)с выхода 19 устройства (фиг. За) вьщается сигнал запрета на ввод следующей графической информации, говорящий о том, что устройство готово к работе. Затем на вход 18 устройства (фиг. 3 б) поступает сигнал пуска, который, воздействуя на первый управляющий вход блока 3 управления, вьщает из блока 3 информацию на исполнительные выходы 20 устройства (фиг. 3 в) для лодготовки графопостроителя к работе (выбирает щаг, выбирает номер пера и формирует команду опустить выбранное tlepo), для вычерчива- ния отрезка MQ -М (фиг. 2). Затем с третьего управляющего выхода блока 3 управления поступает сигнал (фиг. 3 г) аа первые управляющие входы блоков 7, 8 и 9 задания уставки, осуществляя первичную уставку дополнительного кода в счетчики 4, 5 и 6. Сйнако, уставка дополнительного кода будет осуществлена только в третий счетчик 6, так как на . информационные входы блоков 8 и 9 задания уставки информация с регистров 1 и 2 не поступает. После этого со второго управляющего выхода блока 3 управления поступает сигнал (фиг. 3 д) на S вход управляю щего триггера 17, по которому управляю щий триггер 17 устанавливается в единичное состояние {фиг. 3 е). С единичного выхода управляющего триггера 17 поступает разрещающий сигнал на вторые входы первогои второго элемента И 15 и 16. Однако, первый элемент И 15 закрыт сигналом, поступающим с одного из. выходов информационного регистра 2. Входная частота, поступающая с генератора 10 тактовых импульсов на четвертый счетчик 11, дел(гтся им до частоты, равной максимальной входной частоте щагового привода. Эта частота чере второй элемент И 16, первый и третий коммутаторы 12 и 14 поступает, на вы- код 23 устройства, а далее на щаговый привод графопостроителя, который будет отрабатывать данный графический отрезо MO -М (фиг. 2). В процессе работы графопостроителя счетчики 5 и 6 устройства будут заполняться входными сигналами, поступающи ми с выхода второго элемента И 16, Сигнал переполнения третьего счетчика 6 поступая на R вход управляющего триг гера 17, устанавливает его в нулевое состояние. Триггер 17 запрещает работу второго элемента И 16, и на выход 23 устройства прекращают поступать сигналы. Шаговый привод графопостроитепя прекращает работу. На этом заканчивает ся работа устройства по вычерчиванию отрезка MO -М (фиг. 2). Перед .вычерчиванием второго г)рафи- ческого отрезка М -М (фиг. 2) схема устройства приводится в исходное состоя ние, регистры 1 и 2 очищаются от ранее введенной информации. Затем в регистры 1 и 2 вводится информация, соответству щая второму вычерчиваемому отрезку М, -М j , длина которого составляет де- лое число базовых отрезков. Так как второй выводимый отрезок MI -М 4 имеет только одно из приращени ПО координате V и содержит целое число базовых отрезков, то информационный регистр 2 будет содержать дополнительный код, который поступает на информационные входы первого блока 7 задания уставки, определяя количество базовых отрезков. На информационные входы блоков 8 и 9 задания уставки информация с регистра 2 поступать не будет, так как выводимый отрезок не содержит наклона и величина его больще базового отрезка. Элемент И 15 будет закрыт сигналом, поступающим на третий вход с одного из выходов служебного регистра 1, запрещая работу первого счетчика 4. Первый коммутатор 12 по сигналу, поступающему на его управляющий вход с регистра 1, подготавливает цепь с выхода второго элемента И 16 на вход второго коммутатора 13, а второй коммутатор 13 по сигналу, поступающему на его управляющий вход с регистра 1, коммутирует эту цепь на выход 22 устройства для отработки координаты Y в обратном направлении. Служебный регистр 1 содержит информацию о выборе шага и пера, а также формирует команду опустить перо. После того, как вводимая графическая информация будет записана в регистры 1 и 2 с выхода 19 устройства (фиг. За) вьщается сигнал запрета на ввод следующей графической информации. Затем на вход 18 устройства (фиг. 3 б) поступает сигнал пуска и устройство начинает работать по ранее описанному режиму работы. Входная частота, поступающая с генератора 10 тактовых импульсов на четвертый счетчик 11 (фиг. 3 ж), делится им до частоты, равной максимальной входной частоте щагового привода. Эта частота через второй элемент И 16, первый и второй коммутаторы 12 и 13 поступает на выход 22 устройства (фиг. 3 и ) для отработки координаты Y в обратном направлении.Эти сигналы поступают на щаговый привод графопостроителя, который будет отрабатывать данный графический отрезок Mt -MI (фиг. 2). По описанному процессу работы устройства сигнал переполнения, поступающий С выхода счетчика 6, устанавливает управляющий триггер 17 в нулевое состояние, который запрещает работу элемента И 16, и на выход 22 устройство (фиг. 3 и, прекращают поступать сигналы. Шаговый .привод графопостроителя прекращает работу. На этом заканчивается работа уст9ройства по вычерчиванию отрезка М -M (фиг. 2). Вычерчивание отрезка М -М j (фиг. 2 содержащего целое число базовых отрезков, будет происходить аналогично ранее описанным режимам работы устройства, за исключением того, что будет разреше на работа элемента И 15 и, кроме того, информация, поступающая с регистров 1 и 2 будет поступать не только на инфор:мационные входы первого блока 7 задания уставки, задающие количество базовых отрезков, но и на информационные входы второго блока 8 задания уставки задающие требуемый коэффициент деления счетчика 4, Так как вычерчиваемый о.трезок М Mj имеет соотнощение катетов 1:2, то коэффициент деления его должен быть в два раза больще, чем коэффициент деления четвертого счетчика 11. Следовательно, с выхода счетчика 4 на первый информационный вход первого коммутатора 12 будет поступать частота в два раза реже, чем с выхода счетчика 11, а с выхода второго элемента И 16 частота будет поступать на второй информационный вход коммутатора 12. Далее эти частоты поступают на вход второго и третьего коммутаторов 13 и 14, соответственно, и далее на выходы 21 и 23 устройства (фиг. 3 л, к). По поступлению сигнала с выхода счетчика 6 триггер 17 устанавливается в нулевое состояние. Шаговый привод графопостроителя прекращает работу. На этом заканчивается работа устройства ПО вычерчиванию отрезка Mj -Мз (фиг. 2 По вычерчивании отрезков, меньщих по величине, чем базовый отрезок; с регистра 2 поступает сигнал на информационные входы третьего блока 9 задания уставки, который по началу работы устройства записывает единичный код в каждый счетный разряд счетчика 5, тем самым исключая его из работы при вычерчивании данного отрезка. Счетчик 6 используется в данном случае как базовы счетчик с переменной базовой величиной, которая будет определяться в зависимост от информации на информационных входах первого блока 7 задания уставки. Далее процесс вычерчивания данного отрезка аналогичен ранее описанным. Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами позволяет использовать генератор импульсов, выдающий серию импульсов, с частотой на порядок и более пыще, чем 37 максимальная входная частота щагового привода, делитель частоты, триггер, блоки уставки кода, что уменьщает ощибку за счет дискретности и существенно повьшает точность выводимой графической информации. Формула изобретения Интерполятор для щагового графопостро 1теля, содержащий служебный и информационный регистры,.блок управления, одни из входов которого соединены с одними fi3 разрядных выходов служебного регистра, генератор тактовых импульсов, подключенный через первый элемент И ко входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И и ко входу второго счетчика, выход которого соединен со вводом третьего счетчика, о т - пичающийсй . тем, что, с целью повышения точности интерполятора, он соцержит четвертый счетчик, второй и третий коммутаторы, управляющий триггер, гри блока задания уставки, выходы которых подключены к установочным входам соответствующих счетчиков, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом четвертого счетчика, выход которого подключен к одному из входов второго элемента И , другой вход .которого соединен с одним из выходов первого элемента И и одним из выходов угфавляюше- bo триггера, другой выход которого подклю- чек к соответствующему входу блока управления, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блоков задания уставки и одним из входов управляющего триггера, другой вход которого подключен к выходу третьего счетчика и второму управляющему входу первого блока задания уставки, информационные входы которого соединены с .одними из ра рядных выходов информационного регистра, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока задания уставки, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого счетчика, информационные входы третьего блока задания уставки подключены к одному из разрядных выходов информационного регистра, а второй управляющий вход третьего блока задания уставки соединен с выходом второго счетчика, выходы первого коммутатора соединены с 11 импульсными входами второго и третьего коммутатора, а управляющие входы комму таторов подключены к другим разрядным выходам служебного регистра, дополнительный разрядный выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента И.

// 137 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 272691, кл. G 06 К З/ОО, 13.06.68. 2.Авторское свидетельство СССР № 528588, кл. G 06 К 15/00, 13.О5.74 (прототип).

Фиг.

Мо

U

Г

r

iv

.

lO -« V fO

J

I

sr :« Л o

ё i 4