Устройство для формирования изображений на экране электроннолучевой трубки Советский патент 1981 года по МПК G06F3/153 G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вывода ЭВМ, а также в системах отображения информации автоматизированных систем управления. Известно устройство, обеспечивающее достаточно высокую точность формирования изобра жений при сравнительно больших информационных затратах. Это устройство реализует функциональный способ формирования символов с кусочно-линейной аппроксимацией управ ляющих напряжения, формирует изображения с минимальными времениьши затратами 1. Однако изображения синтезируются из боль шого числа отрезков (20-30), для определения которых на плоскости знакоместа требует ся 5.ДВ. ед. Это приводит к большим, зачастую неоправданным информационным затратам на формирование изображений. Наиболее близким техническим решением является генератор символов, содержащий счетчик, дешифратор, ПЗУ, формирователи, регистры, иитеграторы, электроннолучевую трубку с системами отклонения и модулятором. шины управления. В зтом устройстве символы вычерчиваются в матрице из 5x5 точек. Из каждой точки может быть построен набор 8 векторов, 4 из которых параллельны ортогональным осям и 4 параллельны биссектрисам углов, образованных ортогональными осями. Каждьй вектор из 8 кодируется пятиразрядным двоичным словом: двумя битами по координате X, двумя - по координате У и . один бит указывает засветку вектора 2. Поскольку для формирования символов в этом устройстве требуется 20-30 отрезков, то зто требует хранения для каждого символа достаточно большого количества информации, приблизительно 100-150 дв. ед. Это вызывает необходимость в организации хранения и обработки сравнительно больших информационных слов. Таю1М образом, недостатком данного устройства является его сложность. С другой стороны, формирование изображений на матрице 5x5 точек не всегда обеспечивает требуемую точность и номенклатуру отображаемых символов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности формирования изображений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для формирования изображений на экране электроннолучевой трубки, содержащее первый и второй формирователи отклоняющих напряжений, выходы которых связаны с соответствующими отклоняющими системами элект роннолучевой трубки, модулятор которой связан с первым выходом регистра кода подсвета, генератор импульсов, .связанный с первой входной щиной, блок памяти, первый вход которого соединен с щиной код символа и с первым входом регистра кода подсвета, содержит распределитель импульсов, щесть элементов И, регистры хранения кодов концов формируемых отрезков, два реверсив-, ных счетчика, две схемы сравнения, причем выход генератора импульсов подключен к первым входам первого и четвертого элементов И и к первому входу пятого элемента И, второй и третий входы которого связаны соответственно с первыми входами первой и вт рой схем сравнения, а выход - с первым входом шестого элемента И, со вторым .входом регистра кода подсвета и со входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам блока памяти, первый и второй выходы которого через соответствзтощие первый и второй регистры хранения кодов концов формируемых отрезков подключены к первым входам соответственно первой и второй схем сравнения, вторые входы которых связаны со ответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, вторые и третьи выходы первой и второй схем сравнения подключены к первому и второму формирователям отклоняющих напряжений непосредственно, а через первый и третий, второй и четвер тый элементы И - к входам первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, в ходы регистра кода подсвета подключены к соответствз ощим входам шестого элемента И выход которого связан с шиной Код символа. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - знаковое пол и пример формирования символа А. Устройство содержит генератор импульсов распределитель 2, блок памяти 3, регистр кода подсвета 4, регистры хранения кодов концов отрезков 5 и 6, реверсивные счетчики 7 и 8, схемы сравнения 9 и 10, формирователи отклоняющих напряжений 11 и 12, элементы И 13-18, электроннолучевую трубку 19 с системами отклонения 20 и 21 и модуляторо 4 22, щину Пуск 23, шины Код символа 24 и Конец символа 25. В предлагаемом устройстве изображения формируются в матрице 8x8 точек (фиг. 2), что обеспечивает по сравнению с известным более высокую точность формирования изображений. При этом из каждой точки матрицы может быть построен набор векторов, точно такой как и в известном устройстве, (восемь возможных направлений). Изображения формуются по узлам знакового поля (матрицы) не более, чем из восьми последовательных фрагментов (п - 8). Каждый из фрагментов определен кодом координат конца отрезка и указанием подсвета. Поскольку размеры знакового поля 8x8, то для хранения кода концов отрезков (фрагментов) по каждой координате достаточно по 3 двоичных разряда. Именно поэтому регистры 5 и 6 выбраны трехразрядными и предназначены для хранения кодов концов формируемых отрезков. Для хранения кода подсвета для каждого фрагмента достаточно одного разряда. Так как фрагментов В, то разрядность регистра 4, который предназначен для хранения кода подсвета фрагментов изображения, равна 8. Информационное описание каждого фрагмента составляет 7 дв. ед., а формируемых изображений в целом не превышает 56 дв. ед. Это в два-три раза меньше, чем информационные затраты на формирование изображений в прототипе, чем значительно упрощается устройство. Блок регистров 3 содержит восемь шестиразрядных регистров (не показаны). В первых трех разрядах каждого регистра содержится код конца фрагмента по координате X, а во вторых трех разрядах (разряды 4-6) - код конца фрагмента по координате У. Схемы сравнения 9 и 10 предназначены для сравнения состояния регистров 5 и 6 с состоянием реверсивных счетчиков 7 и 8 соответственно. При этом сигналы появляются на выходах Равно 26 и 29 в случае равенства кодов, записанных в трехразрядные регистры 5 и 6, и кодов, определяемых состояниями трехраз зядных реверсивных счетчиков 7 и 8 соответственно. В случае, когда код регистра превышает код соответствующего реверсивного счетчика, сигнал возникает, только на выходах Больше 27 и 30 схем сравнения 9 и 10. Когда же код регистра меньше кода реверсивного счетчика, сигналы возникают только на выходах Меньше 28 и 31 схем сравнения 9 и 10. Длительность элементарного такта tg определяется периодом следования импульсов с выхода генератора 1. Различные фрагменты формируются за различное число элементарных

тактов. Время формирования фрагмента изобра жения определяется времеш1ыми интервалами между импульсами, снимаемыми с выхода элемента И 13, чтобы обеспечить устойчивую работу схемы вход элемента И 13, на который поступают импульсы с выхода генератора 1, выполнен задержанным. Время задержки определяется временем срабатывания схем сравнения 9 и 10. Одновременно с началом формирования нового фрагмента изображения на модулятор 22 ЭЛТ 19 поступает код подсвета очередного фрагмента. Это обеспечивается тем, что выход элемента И 13 связан со вторым входом сдвигающего регистра кода подсвета 4. Нулевые выходы триггеров регистра 4 связаны с соответствующими входами элемента И 18 с тем, чтобы обеспечить прохождение импульса, с выхода элемента И 13 на шину Конец символа 25 по окончании формирования последнего необходимого фрагмента изображения. Состояния распределителя импульсов 2 определяют очередность формирования фрагментов изображения. Каждому из восьми выходов распределителя импульсов 2 соответствует один определенный щестиразрядный регистр кода конца фрагмента блока памяти 3. В случае возбуждения одного из выходов распределителя импульсов 2 код соответствующего регистра блока памяти 3 переписывается в трехразрядные регистры 5 и 6, причем таким образом, что первые три разряда записываются в регистр 5, а вторые три - в регистр 6. Распределитель импульсов функционирует таким образом, что под действием импульсов с выхода элемента И 13 он последовательно меняет свои состояния, в которых может быть возбужден только один, соответствующий только этому состоянию, выход, в исходном состоянии ни один из выходов распределителя импульсов 2 не возбужден.

Устройство функционирует следующим образом.

В исходном состоянии все разряды регистров 5 и 6 и счетчиков 7 и 8 находятся в состоянии О, поэтому с выходов Равно 26 и 29 схем сравнения 9 и 10 снимается высокий потенциал. Код отображаемого символа записывается по шине 24 в регистры блока памяти 3 и регистр код подсвета 4 (всего 56 дв. ед). По сигналу Пуск по шине 23 запускается генератор импульсов 1, с выхода которого снимаются импульсы с периодом следования -Ьд . Первый из этих импульсов, проходя через элемент И 13, осуществляет сдвиг в регистре кода подсвета 4 на один разряд с тем, чтобы к модулятору 22 ЭЛТ 19 был подключен код первого фрагмента изображения. Этот же импульс переводит распределитель импульсов 2 в первое состояние, т.е. в состояние, в котором возбужден только

первый его выход. Это обеспечивает считывание информации из первого регистра блока памяти 3 в регистры 5 и 6 таким образом, что в регистр 5 заносятся первые три разряда 5 (код конца фрагмента по координате X), а в регистр 6 заносятся вторые три разряда (код конца фрагмента по координате У). В исходном состоянии электрогшый луч находится в начале координат, т.е. в первом нижнем

0 углу знакового поля (фиг. 2).

Схемы сравнения 9 и 10, сравнивая состояния регистров 5 и 6 с состояш«1ми реверсив«ы счетчиков 7 и 8, вырабатывают на одном из трех своих выходов сигнал. Если сигнал

5 возникает на выходах Больше 27 или 30, или Меньше 28 или 31, то происходит перемешение электронного луча в сторону увеличения или уменьшения соответствующей координаты. Это обеспечивается тем, что выходы 27 и 30 подключены к суммирующим входам формирователей 11 и 12, а выходы 26 и 31 - к вычитающим входам соответствующих формирователей 11 и 12. Перемещение электронного луча по той или иной координате в сторону увеличения или уменьщения значения соответствующей координаты определяется состоянием выходов схем сравHeHijH 9 и 10 и будет продолжаться до тех пор, пока не произойдет уравновеишванне состояний регистров 5 и 6 и соответствующих

0 им реверсивных счетчиков 7 и 8. Заполнение счетчиков 7 и 8, происходит таким образом, что, если луч перемещается в сторону з величения координаты, импульсы тактовой частоты поступают на суммирующий вход соответствующего реверсивного счетчика, а если перемещение электронного луча происходит в сторону уменьшения координаты, то импульсы с выхода генератора 1 поступают на вычитающие входы соответствующих реверсивных счетчиков.

0 Это обеспечивается тем, что выходы и схем сравнения соешшены с одними входами соответствующих элементов И 14- 17, на другие входы которых поступают импульсы с выхода генератора 1. Перемещение

5 луча по одной координате прекращается сразу же, как только состояние регистра 5 или 6 будет равно состоянию соответствующего реверсивного счетчика. В этом случае сигнал возникает на выходе Равно 26 или 29 соответ0 ствующей схемы сравнения. Однако по другой координате перемещение луча ЭЛТ 19 может продолжаться, поскольку схемы сравнения 9 и 10 функцио1шруют независимо. Такая работа регистров 5 и 6 реверсивных счетчиков 7 и 8

5 и схем сравнения 9 и 10 позволяет при одном состояшш распределителя импульсов 2 формировать фрагменты изображений типа ломаных линий. Именно этим определяется возможность описания алфавита сложных изображений с

высокой точностью аппроксимации всего 56 да. ед. (8 слов по 7 разрядов для каждого фрагмента).

.. В те моменты, когда сигнал Равно появляется на выходах 26 и 29 обеих схем сравнения 9 н 10 одновременно, импульс с выхода генератора 1, проходя через элемент И 13 на входы распределителя импульсов 2 и регистра кода подсвета 4, перевЬдит устройство в состояние. Когда формируется второй фрагмент изображения. Работа устройства при этом практически ничем не отличается от работы устройства при формировании первого фрагмента изображения. Отличие состоит лишь в том, что распределитель импульсов 2 находится во втором состоянии, что. обеспечивает считывание информации в регистры 5 и 6 со второго ре.гистра блока памяти 3.

Процесс формирова шя фрагментов изображения продолжается до тех пор, пока не будет закончено формирование последнего необходимого фрагмента изображения, что определяется состоявшем регистра кода подсвета 4, в котором все его разряды находятся в состоянии 0. Это обеспечивает прохождение импульса с выхода элемента И 13 через элемент И 18 па шину 25. Этот импульс является импульсом Конец символа и подготавливает устройство для формирования нового изображения на новом знакоместе: луч ЭЛТ переводится в начало следующего необходимого знакоместа, обновляются регистры блока памяти 3 и регистр кода подсвета 4, а регистры 5 и 6 и стетчики 7 и 8 переводятся в состояние 0.

Таким образом, на экране ЭЛТ формируются изображения с повышенной точностью, для информационного описания которых требуется всего 56 да. ед. По сравнению с .известным предложенное устройство и реализованный в нем алгоритм построения изображений обеспечивают на каждом формируемом символе экономию информационных затрат 50-100 да. ед, Для отображения алфавита длиной в 64 символа экономия информационных затрат составляет 3200-6400 дв. ед.

Формула изобретения

Устройство для формирования изображения на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ),

содержащее первый и второй формирователи отклоняющих напряжений, выходы которых связаны с соответствующими системами ЭЛТ, модулятор которой соединен с первым выходом 5 регистра кода подсвета, генератор импульсов, связанный с входной цшной, блок памяти, первый вход которого соединен с шиной Код символа и с первым входом регистра кода подсвета, отличающееся тем, что,

D с целью упрощения устройства и повышения товдости формирования изображений, оно содержит распределитель импульсов, шесть элементов И, регистры хранения кодов концов формируемых отрезков, два реверсивных счетчика,

5 дае схемы сравнения, причем выход генератора импульсов подключен к первым входам первого и четвертого элементов И и к первому входу пятого элемента И, второй и третий входы которого связаны соответственно с перQ выми входами первой и второй схем сравнения, а выход - с первым входом шестого элемента И, со вторым входом регистра кода подсвета и с входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к соответствующим

5 входам блока памяти, первый и второй выходы которого через первый и второй регистры хранения кодов концов отрезков подключены к первым входам соответственно первой и второй схем сравнения, вторые входы которых связаны соответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, вторые и третьи выходы первой и второй схем сравнения подключены к первому и второму формирователям отклоняющих напряжений непосредственно, а через первый и третий, второй и четвертый элементы И - к входам первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, выходы регистра кода подсвета подключены к соответствующим входам шестого элемента И,

выход которого связан с щиной Код символа 0

Источники Ш1формации, принятые во внимание при экспертизе

1.Говоров В. С. Отображение машинных 5 решений на экранах ЭЖ. М., Советское радио, 1975.

2.Обзоры по электронной технике. Серия 7 Технология, организация производства и оборудование, вьш. 1 (278) М., ЦНИИ Электро0 ника, 1975, с. 54 (прототип).