Устройство для отображения объем-НОй иНфОРМАции HA эКРАНЕ элЕКТРОН-НОлучЕВОй ТРубКи Советский патент 1981 года по МПК G06F3/153 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

ПостаБленная цель достигается тем, что в него введены двоичный счетчик, блок элементов ИЛИ,первый и второй блок элементов И, управляемый генератор импульсов, элемент запрета, четвертый и пятый входные регистры, первый и второй аналогоцифровые преобразователи, синусно-косинусный преобразователь и датчик управляющих сигналов, подключенный к блоку управления, при этом двоичный счетчик подключен к блоку управления, ко .второму и третьему.входным регистрам и к блоку элементов ИЛИ, подключенному ко второму блоку элементов И, ко второму дифференцирующему элементу и к первому блоку элементов И, связанному с управляемым генератором импульсов,, присоединенным через формирователь импульсов к элементу запрета, подключенному к первому дифференцирующему элементу, соединенному со вторым блоком элементов И, связанным с элементом ИЛИ, пбдключеннЕлм ко второму дифференцирующему элементу, к первому и второму интеграторам, причем синусно-косинусный преобразователь подключен к первому аналого-цифровому преобразователю, связанному через четвертый входной регистр с процессором,и ко второму аналого-цифровому преобразователю, связанному через пятый входной регистр с процессором.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема пространственного отображения куба.

Устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки содержит процессор 1, блок 2 управления,подключенный к блоку 3 памяти, первому 4, второму 5 и третьему б входным регистрам, соединенньам с блоком 3 памяти и процессором 1. Первый входной регистр 4 подключен к первому дифференцирующему элементу 7 через преобразователь код-время 8, Второй 5 и третий б входные регисры через первый 9 и второй 10 цифроаналоговые преобразователи связаны с первым 11 и вторым 12 интеграторами. Датчик 13 управляющих сигналов подключен к. блоку 2 управления, связанному с двоичным счетчиком 14,который подсоединен к второму 5 и третьему б входным регистрами., а также к блоку элементов ИЛИ 15. Блок элементов ИЛИ 15 подключен кпервому блоку элементов И 16, ко второму блоку элементов И 17 и ко второму дифференцирующему элементу 18. Первый, блок элементов И 16 подсоединен через управляемый генератор 19 импульсов к формирователю 20 импульсов, связанному с элементом 21.. запрета, подключенному к первому дифференцирующему элементу 7, соединенному с вторым блоком элементов И 17, связанным с элементом ИЛИ 22. Элемент ИЛИ 22 подключен ко второму дифференцирующему элементу 18, а также к первому 11 и второму 12 интеграторам. Синусно-косинусный преобразователь 23 подключен к первому 24 и второму 25 аналого-цифровым преобразователям, связанным через четвертый 26 и пятый 27 входные регистры с процессором 1.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием управляющего сигнала, формируемого в блоке 2 управления и поступающего по шине О, первый 4, второй 5 и третий 6 входные регистры сбрасываются в нуль. Затем под воздействием управляющего импульса, поступающего от блока 2 управления по щине Ъ из блока 3 памяти засылается в первый входной регистр 4 код протяженности i-ой грани .куба {д.6 , а во второй 5 и третий 6 входные регистры - соответственно код проекций этой грани на ось X ( на ось 1({Д2;р.

Содержимое входных регистров 5 и б в первом 9 и во втором 10 цифроана- логовых преобразователях преобразуется в напряжения Uy. и (, пропорциональные сЬотвётственн о

0 H.uZ,i.

Содержимоепервого входного регистра 4 в преобразователе 8 кодвремя преобразуется в прямоугольный импульс с постоянной амплитудой и длительностью, пропорциональной Гдб;; . В момент окончания этого импульса с выхода первого дифференцирующего элемента 7 снимается-кратковременный импульс, который сбрасывает входные регистры 4, 5 и 6 в нуль. В результате с выходов цифроаналоговых преобразователей 9 и 10 снимаются импульсы, длительность которых пропорциональна {д 6 Ij , а амплитуда соответственно 5ЛХ. и |Д7.А.

Под воздействием этих импульсов с выхода первого 11 и второго 12 интеграторов снимаются напряжения УуШ и Uyf-t) , изменяющиеся по линейному закону, а под воздействием их последовательности - по кусочно-линейному. Эти напряжения подводятся к отклняющей системе ЭЛТ (не показана) , чем достигается перемещение следа электронного луча -в плоскости ее экрана по образующим граней куба.

Импульс с выхода первого дифференцирующего элемента 7 подводится к блоку 2 управления, информируя его об окончании процесса формирования i-ой грани куба. Схема переходит к отображе.нию -i +1 гран куба. Процессы в ней при этом протекают аналогично рассмотренным. На фиг, 2 стрелками показано направление , а цифрами-очередность отображения граней куба. Первая, шестая и десятая грани куба должны отображаться пунктирной линией. Кроме того, вдоль 4-ой и 8-ой граней след электронного луча перемещается дважды, а после окончания отображения 5-ой, 9-ой и 14-ой граней след электронного луча должен возвращаться в начало координат Это достигается следующим образом. Перед началом отображения первой грани куба сигналом, поступающим от блока 2 управления, двоичный счетчик 14сбрасывается в нуль. Затем под воздействием каждого импульса, посту пающего от блока 2 по шине а ,. содержимое счетчика 14 увеличивается на -единицу. Когда .содержимое счетчика 14 равно единице,, шести и десяти, с первого выхода с блока элементов ИЛИ 15снимается напряжение и импульс с выхода преобразователя код-время 8 проходит через первый блок элементов И 16. Этим достигается возбуждение управляемого генератора 19 импульсов, который вырабатывает колебания, изменяющиеся по гармоническому закону, с выхода формирователя 20 импуль сов снимаются прямоугольные импульсы соответствующие положительным полупериодам колебаний, снимаемых с выхода управляемого генератора 19 импульсов. Если на двух запрещающих входах элемента 21 запрета сигналы отсутствуют, то через этот элемент проходит импульс, снимаемый с выхода преобразователя 8 код-время. Импульс и„, снимаемый с выхода элемента 21 запрета, представляет собой сигнал подсвета электронного луча ЭЛТ. Этот сигнал подводится к управляющему электроду ЭЛТ. Под воздействием последовагтельнос ти импульсов, поступающих на первый вход элемента 21 запрета, осуществля ется импульсная модуляция сигнала Uf, чем достигается отображение первой, шестой и десятой граней куба пунктир ными. При этом необходимо заметить, что при поступлении импульсов по первому входу элемента 21 запрета, сигнал на втором его входе запрета .отсутствует. Этот сигнал поступает со второго выхода (S блока элементов ИЛИ 15. При отображении граней куба сплош ными линиями (например 2,3,4 и т.д.) сигналы на выходах с. и t5 блока элементов ИЛИ 15 отсутствуют, и импульс с выхода преобразователя код-время 8 проходит через элемент 21 запрета. Ерли содержимое двоичного счетчика 14 равно одиннадцати и тринадцати ;то след электронного луча перемецает 1СЯ вторично вдоль граней куба 8 и 4, 1поэтому с выхода д блока элементов ИЛИ 15 снимается напряжение,и сигнеш подсвета электронного луча через элемент запрета 21 не проходит. При отображении пятой и девятой граней куба с третьего выхода 9 блока элементов ИЛИ 15 снимается сигнал. В момент его окончания с выхода второго дифференцирующего элемента 18 снимается кратковременный импульс, который проходит через элемент ИЛИ 22 и переводит интеграторы 11 и 12 в исходное состояние. Время этого перехода меньше времени записи кодов во второй и третий входные регистры 5 и б и преобразования этих кодов в цифроаналоговых преобразователях 9 и 10. При отображении 14-ой (последней) грани куба с четвертой выходной шины блока элементов ИЛИ 15 снимается напряжение. Поэтому в момент отображения этой грани кратковременный импульс, снимаемый с выхода первого дифференцирующего элемента 7, проходящий через второй блок элементов И 17 и элемент ИЛИ 22, переводит интеграторы 11 и 12 в исходное состояние. Кроме того, этот импульс с выхода блока элементов И 17 сбрасывает двоичный счетчик 14 в нуль и информирует блок 2 управления об окончании процесса отображения куба. Блок элементов ИЛИ 15 представляет собой совокупность следующих четырех комбинационных логических схем. Двоичный счетчик 14 имеет четыре прямых и четыре инверсных выхода, так как максимальное число, которое фиксируется в нем, равно 1110. Обозначим прямые и инверсные выходы двоичного счетчика 14 соответCTBBFIHO через &,е,е, е и ё , е, ёд. Сигнал с выхода -с блока элементов ИЛИ 15 снимается при равенстве содержимого двоичного счетчика 14 Об01, ОНО и 1010. По этому выходу, таким образом,реализуется переключательная функция C.W4 VaVn AV4Реализующая ее логическая схема остоит из трех элементов И и одноо элемента ИЛИ. С выходной шины с блока элеменов ИЛИ 15 снимается напряжение при диннадцатом и тринадцатом переме ении следа электронного луча вдоль раней куба 8 и 4, т.е. когда содеримое счетчика 14 равно 1000 и 1101. о этому выходу реализуется переклюательная функция Реализующая эту переключательную ункцию логическая схема состоит ИЗ двух элементов И и одного элемента ИЛИ. С выходной шины е блока элементов ИЛИ 15 снимается напряжение при отображении пятой и девятой граней куба, когда содержимое счетчика 12 равно 0101 и 1001. Поэтому и наконец, напряжение с шины блока элементов ИЛИ 15 снимается, когда содержимое счетчика 12 равно 1110. Поэтому Таким образом, блок элементов ИЛИ 15 может включать в себя восемь элементов И с четырьмя входами и три элемента ИЛИ с двумя входами.При необходимости приведенные выше перек лючательные функции могут быть мини мизированы и рассмотрены совместно. Однако, в настоящее время их минимизация, как правило, не производится так как комбинационные логические схемы выполняются на интегральных схемах, которые являются функциональ но полными и соответствуют неминими зируемым переключательным функциям При необходимости изменения перспективы отображаемого куба оператор вращает штурвал синусно-косинусного преобразователя 23 и нажимает одну из двух или сразу две кнопки датчика 13 управляющих сигналов. С одной обмотки синусно-косинусного преобразователя снимается напр жение, пропорциональное синусу угла поворота штурвала, а с другого-коси нусу. Эти напряжения преобразуются соответственно в первом 24 и втором 25 аналого-цифровых преобразовате.лях в числа- выраженные цифровым двоичным кодом. Эти числа записываются соответственно в четвертый 26 и пятый 27 входные регистры, откуда засылаются в процессор 1, в который по. сигналу, поступившему с управляющих сигналов датчика 13 к блоку управления, засылаются коды {ДХ и {Д2;J с входных регистров 5 и 6, Перспектива куба может изменяться как посредством вращения куба вокруг оси Z, так и X. Поэтому дат чик 13 управляющизс сигналов предста ляет собой две кнопки, при нажатии каждой из которых формируется крат (Ковременный импульс, поступающий к блоку 2 управления. В зависимости от того, какая из них нажата, сигна к блоку 2 управления поступает по одной из выходных шин датчика 13 управляющих сигналов или по двум одновременно. В процессоре 1 при эт преобразуются коды и д2. Преобразованные {соды и A(c{,)} засылаются затем в блок 3 амяти по прежним адресам. Преобразоания в процессоре при этом выполнятся по известным выражениям аффиных преобразований координат: Oi.Xi(.- cos т, Ь{л1- -s., Дг. Ц%{ДХ; -Sinq,} 1- Д2-. собя Улучшение качества начертания куба и возможность изменения его перспективы по желанию оператора позволяет повысить точность отображения информации, обработанной в электронной цифровой вычислительной машине, представить данные в псевдообъеме, уменьшить эмоциональную нагрузку и утомляелюсть оператора, а также повысить эффективность работы оператора с таким устройством. Формула изобретения Устройство для отображения объемной информации на экране электроннолучевой трубки,содержащее процес- : сор, блок управления, подключенный к б51оку пагляти, первому, второму и третьему входным регистрам, соединенным с блоком памяти и процессором, первый входной регистр подключен к первому дифференцирующему элементу .через преобразователь код-время,второй и третий входные регистры соответственно через первый и второй цифроаналоговые преобразователи связаны с первым.и вторым интеграторами, и формирователь импульсов, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности отображения за счет обеспечения возможности отображения невидимых граней объемного изображения пунктиром и изменения перспективы объемного изображения, в него введены двоичный счетчик, блок элементов ИЛИ, первый и второй блок элементовИ, управляемый генератор импульсов, элемент запрета, четвертый и пятый входные регистры, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, синусно-косинусный преобразователь и датчик управляющих сигналов, подключенный к блоку управления, при этом двоичный счетчик подключен к блоку управления, ко второму и третьему входным регистрам и к блоку элементов ИЛИ, подключенному ко второму блоку элементов И, ко-в.торому дифференцирующему элементу и к первому блоку элементов И, связанному с управляемым генератором ;импульсов, присоединенным через формирователь импульсов к элементу запрета, подключенному к первому дифференцирующему элементу, соединенному

со вторым блоком элементов И, связанным с элементом ИЛИ, подключенным ко второму дифференцирующему элементу, к первому и второму интеграторам, причем синусно-косинусный преобразователь подключен к первому аналогоцифровому преобразователю, связанному через четвертый входной регистр с процессором, и ко второму аналогоцкфровому преобразователю, связанному через пятый входной регистр с процессором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2685827/18-24,

кл. G 06 К 15/20, 1978.

2.Говоров B.C., Горбунов А.Г. Устройство преобразования машинного алфавита в зрительный.- Механизация и автоматизация управления. ,1979, 2, с. 48-50 (прототип).