Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1982 года по МПК G09G1/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вывода ЭВМ и автоматизированных систем управления при формировании и отображении информации с высокой точностью воспроизведения.5

Известны устройства для отображения информации 1, реализующие различные способы формирования изображений. Наиболее перспективным с точки зрения надеж- ,Q ности и минимума информационных и аппаратурных затрат на формирование символьных изображений является способ, при котором символы образуются из обобщенных фигур (йолиграмм) для всего отображаемого алфавита или его частей.5

Недостатком этих устройств являются большие информационные затраты на формирование изображений, определяемые числом элементов, необходимых для построения обобщенной фигуры. Сложность техни- 2о ческой реализации этих устройств определяется необходимостью в организации хранения больших, зачастую неоправданных, объемов информации, описывающих отображаемый алфавит.

Кроме того, в этих же устройствах информация отображается с невысоким качеством. Это обусловлено прежде всего тем, что возникновение ошибок (сбоев) в подканалах формирования по координатам X и Y приводит к тому, что, начиная с элемента полиграммы при формировании которого произошел сбой, остальные элементы будут сформированы относительно этой ошибки.

Наиболее близким по технической сущноси к предлагаемому является устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), 2 содержащее генератор импульсов, распределители микротактов, блок формирования отклоняющих напряжений, сумматоры, блок подсвета, блок выбора микрополиграмм, блок кода микрополиграмм, блок регистров кода подсвета, формирователи ступенчатых напряжений, элементы И, ИЛИ, шины «Пуск, «Код изображений, «Конец символа. Известное устройство формирует изображения с достаточно высокой точностью. При этом используется девя гиузловой микрополиграммный растр: i |||(,(iOM из девяти узлов растра формируё р -не бо,-s. f-.Jлее трех из восьми возможных треугольных четырехэлёментных микрополиграмм. Это обеспечивает формирование любого символьного изображения на таком растре путем подсвета элементов формируемых микрополиграмм. Для формирования части изображения в каждом узле растра необходим 16разрядный код, первые четыре разряда которого хранятся в регистре блока кода микрополиграмм и дешифруются в восьмиэлементный код микрополиграмм, в котором только три разряда могут принимать значение «1, т. е. этим кодом выбираются три из восьми микрополиграмм в каждом узле растра. Остальные 12 разрядов кода фрагмента изображения являются кодом подсвета для трех выбранных микрополиграмм (каждая микрополиграмма имеет четыре элемента). Таким образом, код всего изображения составляет 144 ед. э.л., так как в известном устройстве луч последовательно обходит все девять узлов сложного микрополиграммного растра. Это требует организации хранения больших массивов информации. При этом оказывается, что, так как такой девятиузловой микрополйграммный растр имеет достаточно большую структурную избыточность, нет необходимости в организации более чем этой информации для каждого символа. Для обеспечения формирования изображений с точностью такой же, какую обеспечивает известное устройство, необходимо и достаточно формировать не более трех из восьми возможных микрополиграмм не во всех девяти узлах, а только в пяти узлах. При этом код фрагментов изображения необходимо хранить только для пяти из девяти узлов, а в девятиэлёментном коде узлов растра единичные значения могут принимать только пять разрядов. Код изображения составляет всего 89 ед. эл. вмесо 144 при аналогичной точности. Таким образом, недостатком известного устройства является сложность аппаратурной реализации, обусловленная необходимостью организации хранения больших массивов «лишней информации и как следствие сложность ряда блоков, например, блока кода микрополиграмм, блока регистров кода подсвета и блока выбора микрополиграмм. Кроме того, известное устройство характеризуется недостаточным быстродействием и надежностью. Недостаточное быстродействие обусловлено тем, что в данном устройстве каждая микрополиграмма, в которой должен быть подсвечен хотя бы один элемент, формируется полностью, т. е. полные четыре микротакта, хотя в большинстве случаев в этом нет необходимости, так как для синтеза символов на таком растре в ряде случаев необходимо формировать до 15 микрополиграмм, из которых иногда 50°/о элементов не входит в контур изображения. Поэтому очевидно неэффективные временные затраты на синтез изображения. Недостаточная надежность обусловлена тем, что в известном устройстве не удается полностью исключить зависимость между микрополиграммами. Сбой, возникший .по одному из подканалов по координатам X и Y, оказ.ывает влияние как в пределах микрополиграммы, так и на остальные микрополиграммы. Целью изобретения является упрошение устройства, Повышение его быстродействия и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены счетчик импульсов, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, группу элементов ИЛИ, четыре ключа, делитель напряжения, при этом вход второго распределителя импульсов подключен к шине «Код изображения, а выходы связаны с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы подключены к одним из входов соответствующих ключей, другие входы первого и второго ключей подключены к средней точке делителя напряжения, а другие входы третьего и четвертого ключей подключены к шине смещения и одному из выводов делителя напряжений, выходы первого и третьего ключей подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого связан с други1У| входом первого сумматора, выходы второго и четвертого ключей подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого связан с другим входом второго сумматора, выход первого элемен:га ИЛИ подключен к другому входу блока регистров кода подсвета и к второму входу блока подсвета, третий вход которого подключен к выходу счетчика и первому входу первого распределителя импульсов, а второй выход - к второму входу блока формирования отклоняющих напряжений, к второму входу первого распределителя импульсов, к управляющему входу счетчика импульсов и к первому входу четвертого элемента Или, второй вход которого связан с входом генератора импульсов, выход которого соединен с счетным входом счетчика импульсов. Блок подсвета содержит пятый элемент ИЛИ, триггер, элемент задержки, группу элементов И, вторую группу элементов ИЛИ, третий распределитель импульсов, регистр, элемент И-НЕ, при этом выход триггера является первым выходом блока и через элемент задержки подключен к одному своему входу и непосредственно к первым входам элементов И группы, другие входы которых являются первым входом блока, третьи входы элементов И. группы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами третьего распределителя импульсов, вход которогосвязан с другим входом триггера и выходом пятого элемента ИЛИ,

один вход которого является вторым входом блока, а второй вход соединен с выходом элемента И-НЕ, четыре входа которого связаны с соответствующими нулевыми выходами регистра, один вход которого является третьим входом блока, один из выходов является вторым выходом блока, а группа входов - с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, три входа каждого из которых связаны с соответствующими выходами элементов И группы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока подсвета.

Устройство содержит генератор импульсов 1, счетчик импульсов 2, первый распреде литель импульсов 3, блок формирования отклоняющих напряжений 4 (БФОН), блок выбора микропоглиграмм 5 (БВМ 5), блок кода микрополиграмм 6 (БКМ 6), второй распределитель импульсов 7, блок регистров кода подсвета 8 (БРКП 8), блок подсвета 9 (БП 9), группу элементов ИЛИ lOi - 104, ключи 1-1 -14, элементы ИЛИ 15-18, сумматоры 9, 20 ЭЛТ 21 с отклоняющими системами 2 и 23, щину смещения 24, делитель напряжения 25, резисторы 26 и 26, шины «Пуск 27, «Код изображения 28, «Конец формирования 29.

Блок подсвета 9 (фиг. 2) содержит регистр 30, третий распределитель импульсов 31, триггер 32, элемент задержки 33, элемент ИЛИ 34, элемент И 35, элемент ИЛИ 36, элемент И-НЕ 37.

Формирование изображений осуществляется путем подсвета элементов сложного микрополиграммного растра. Как и в прототипе в предлагаемом устройстве для формирования-изображений выбран набор микрополиграмм, состоящий из восьми треугольных четырехэлементных микрополиграмм. Однако, в отличие от прототипа, в котором необходимые для данного изображения микрополиграммы из набора возможных формировались в каждом узле растра, в предлагаемом устройстве необходимые микрополиграммы (не более трех) формируются только в не более чем пяти из девяти микрополиграммного растра.

Порядок формирования изображения выбран таким, что после окончания последнего из элементов микрополиграммы, входящего 6 контур изображения, формирование микрополиграммы прекращается и луч переводится сначала в узел растра, которому принадлежит микрополиграмма, происходит формирование либо следующей необходимой микрополиграммы, либо луч переводится в следующий необходимый узел растра в соответствии с кодом узлов растра.

Это обеспечивает не только значительную экономию времени на синтез изображения, но и существенно повышает качество отображения информации за счет того, что сбой.

возникающий в подканалах формирования, влияет на процесс синтеза изображения в пределах только той микрополиграммы при формировании которой произощел сбой.

В предлагаемом устройстве за счет того, что формирование микрополиграммы прекращается сразу по окончании последнего необходимого элемента, входящего в контур изображения, а также за счет того, что электронный луч проходит не все узлы растра, как в прототипе, а только не более пяти необходимых из девяти возможных, обеспечивается существенная экономия времени синтеза изображения.

Генератор импульсов I вырабатывает последовательность импульсов с периодом to. При этом to tg, а А t k-to, где te - время возврата луча в узел растра из любой точки графоместа; At - время формирования микрополиграммы; k - коэффициент деления счетчика 2.

Счетчик импульсов 2 выполнен адаптивным с той целью, чтобы при- подаче управляющего сигнала интервал между импульсами с его выхода увеличивался на величину to, Т-. е. стал равным (k + l)to, так как перед началом формирования очередной микрополиграммы луч устанавливается в соответствующий узел растра, на что тратится время, не превыщающее to.

Распределителем импульсов 3, число выходов которого определяется максимальным числом элементов микрополиграмм, входящих в полный набор, управляют импульсы с выхода адаптивного счетчика 2. Распределителем импульсов 7, число выходов которого определяется числом узлов микрополиграммного растра, управляют импульсы переполнения блока выбора микрополиграмм через элемент ИЛИ 18. Распределитель импульсов 7 выполнен с памятью, т. е. сигналы последовательно могут возникать на его выходах в соответствии с кодом узлов растра. При этом число последовательно возбуждаемых выходов не превыщает пяти из девяти возможных.

Блок выбора микрополиграмм 5 в зависимости от кода, поступающего с выходов БКМ 6, выбирает только не более трех необходимых из восьми возможных микрополиграмм, формируемых в каждом узле микрополиграммного растра.

Делитель напряжения, ключи 11--14 и элементы ИЛИ 15-16 в зависимости от возбужденного выхода распределителя импульсов 7 обеспечивают через сумматоры 19 и 20 подачу на отклоняющие системы 22 и 23 ЭЛТ 2 Г напряжений, переводящих луч ЭЛТ в необходимый узел растра.

В блоке регистров кода подсвета хранится код подсвета изображения только для микрополиграмм пяти узлов микрополиграммного растра.

Запись кода подсвета в выходной растр блока для очередного узла растра осуществляется по импульсам с выхода элемента И 18.

Распределитель импульсов 31 имеет три выхода, так как в каждом узле растра может быть сформировано не более трех микрополиграмм. Каждый из трех выходов распределителя 31 связан с одними входами групп элементов И 35, в каждую из которых входит по четыре элемента И 35, каждый из которых соответствует определенному элементу микрополиграммы. На другие входы элементов И 35 с выходов блока регистров кода подсвета поступает код подсвета трех микрополиграмм, формируемых в очередном узле растра. Третьи входы элементов И 35 связаны с единичным выходом триггера 32. При этом триггер 32 может находиться в единичном состоянии в течение времени to, т. е. времени, достаточного для возврата луча в начало координат (в узел растра). С этой целью единичный выход триггера 32 через элемент задержки 33 () связан с его нулевых входом. За время нахождения триггера 32 в единичном состоянии осуществляется запись кода подсвета очередной микрополиграммы в соответствии с состоянием распределителя 31 через элементы И 35 и ИЛИ 36 в разряды сдвигающего регистра 30. Под действием импульсов с выхода счетчика 2 код подсвета очередной микрополиграммы поступает на- модулятор ЭЛТ.

Нулевые выходы регистра 30 связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ 37 с той целью, чтобы по окончании последнего необходимого элемента микрополиграммы триггер 32 через элемент ИЛИ 34 устанавливался в единичное состояние. Это, в свою очередь, обеспечивает установку луча в узел растра и запись в регистр 30 кода подсвета очередной микрополиграммы.

Устройство функционирует следующим образом.

По шине 28 в устройство заносится 89-й элементный код изображения, первые 20 разрядов которого заносятся в регистр БКМ 6, следующие девять разрядов - в распределитель импульсов 7, а остальные 60 разрядов в соответствующие пять двадцатиразрядных регистров БРКП 8.

С выходов дещифратора БКМ 6 снимается восьмиэлементный код микрополиграмм для первого необходимого узла растра, причем в возбужденном («1) состоянии находится не более трех из восьми разрядов кода.

В распределитель импульсов 7 заносится код, узлов растра, при этом в возбужденном состоянии могут находиться не более пяти из девяти разрядов.

По сигналу «Пуск по шине 27 запускается генератор импульсов, переводится в первое возбужденное состояние в соответствии с кодом микрополиграмм БВМ 5. По этому же сигналу через элемент ИЛИ 18

в выходной регистр БРКП 8 записывается двенадцатиразрядный код подсвета для первого необходимого из пяти узлов растра, а также переводится в первое состояние, определяющее процесс формирования первой микрополиграммы узла, распределитель импульсов 31 БП 9. Кроме того, по сигналу с выхода элемента ИЛИ 18 (сигнал «Пуск) возбуждается первый «необходимый выход распределителя импульсов 7 в соответствии с кодом узлов растра.

Каждому выходу распределителя импульсов 7 соответствует определенный узел микрополиграммного растра. Поэтому выходы распределителя импульсов 7 через определенные элементы ИЛИ 10| -104 подключены к соответствующим управляющим входам ключей 11 -14. Напряжение смещения с шины 24 через открытые ключи 11 -14, элементы ИЛИ 15 и 16 и сумматоры 19 и 20 обеспечивает скачкообразное перемещение электронного луча в узел растра, соответствующий возбужденному выходу распределителя импульсов 7.

Так как в исходном состоянии все разряды счетчика 2 находятся в состоянии «1, то первый импульс с выхода генератора 1 является импульсом переполнения счетчика 2 и переводит распределитель импульсов 3 в состояние, когда возбужден первый его выход. БФОН 4 начинает формировать отклоняющие функции xf-(t) и Yr(t) обеспечивающие перемещение электронного луча по траектории первого элемента полиграммы, которой соответствует возбужденный выход БВМ 5. Через время Д t kto с выхода счетчика 2 снимается очередной импульс переполнения, который переводит распределитель импульсов 3 в следующее состояние, что соответствует формированию второго элемента первой необходимой микрополиграммы первого необходимого узла растра. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет подсвечен последний элемент микрополиграммы, входящий в контур изображения. По окончании подсвета последнего необходимого элемента микрополиграммы с выхода элемента И-НЕ 37 снимается сигнал, переводящий через элемент ИЛИ 34 триггер 32 в единичное состояние и в следующее состояние распределитель импульсов 31. Это обеспечивает через соответствующие элементы И 35 и ИЛИ 36 запись кода подсвета очередной микрополиграммы в регистр 30. Кроме того, под действием сигнала с выхода триггера 32 в исходное состояние переводятся формирователи отклоняющих функций БФОН 4, устанавливается в исходное состояние распределитель импульсов 3, а также счетчик импульсов 2. Кроме того, через элемент ИЛИ 17 сигнал с выхода триггера 32 БП 9 переводит БВМ 5 в следующее состояние, что обеспечивает подключение к БФОН 4 следующего из трех возбужденного выхода в соответствии с кодом микрополиграмм. Распределитель импульсов 7 не изменил своего состояния, поэтому формируется следующая необходимая микрополиграмма в том же узле растра описанным способом. По окончании подсвета последнего элемента последней необходимой микррполиграммы в данном узле растра с выхода БВМ 5снимается сигнал, который обеспечивает формирование кода микрополиграмм в БКМ 6для следующего узла растра. Этот же сигнал, проходя через элемент ИЛИ 18, переводит распределитель импульсов 7 в состояние, в котором возбужденным оказывается следующий его выход в соответствии с кодом узлов растра. Кроме того, под действием этого сигнала в БРКП 8 обеспечивается считывание в выходной регистр кода подсвета трех необходимых микрополиграмм для следующего узла растра. Процесс повторяется до тех пор, пока с выхода распределителя импульсов 7 по щине 29 не будет снят импульс «Конец формирования, по которому луч переводится в начало нового графоместа, и обновляется информация в регистрах БРКП 8, БКМ 6, БВМ 5 и распределителя импульсов 7. Таким образом, на экране ЭЛТ формируется за минимальное время контур изображения, состоящий из минимального для данного изображения числа микрополиграмм сформированных в узлах микрополиграммного растра, число которых для данного изображения также минимально. Формула изобретения . Устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее генератор импульсов, вход которого связан с шиной «Пуск, первый распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам блока формирования отклоняющих напряжений, выходы которого через соответствующие сумматоры связаны с отклоняющими системами электроннолучевой трубки, модулятор которой связан с выходом блока подсвета, первый вход которого связан с выходом блока регистров кода подсвета, один вход которого соединен с шиной «Код изображения и с одним входом блока кода микрополиграмм, выход которого связан с одним входом блока выбора микрополиграмм, один выход которого связан с первым входом блока формирования отклоняющих напряжений, а другой выход - с другим входом блока кода микрополиграмм и с одним входом первого элемента ИЛИ, другой вход которого связан с шиной «Пуск, а выход - с одним входом второго распределителя импульсов, подключенного к щине «Конец отображения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения его быстродействия и надежности, устройство содержит счетчик импульсов, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, группу элементов ИЛИ, четыре ключа, делитель напряжения, при этом вход второго распределителя импульсов подключен к щине «Код изображения, а выходы связаны с входами элементов ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы подключены к одним из входов соответствующих ключей, другие входы первого и второго ключей подключены к средней точке делителя напряжения, а другие входы третьего и четвертого ключей подключены к шине смещения и одному из выводов делителя напряжений, выходы первого и третьего ключей подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого связан с другим входом первого сумматора, выходы второго и четвертого ключей подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого связан с другим входом второго сумматора, выход первого элемента ИЛИ подключен к другому входу блока регистров кода подсвета и к второму входу блока подсвета, третий вход которого подключен к выходу счетчика и первому входу первого распределителя импульсов, а второй выход- к второму входу блока формирования отклоняющих напряжений, к второму входу распределителя импульсов, к управляющему входу счетчика импульсов и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого связан с входом генератора импульсов, выход которого связан со счетным входом счетчика импульсов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок подсвета содержит пятый элемент ИЛИ, триггер, элемент задержки, группу элементов И, вторую группу элементов ИЛИ, третий распределитель импульсов, регистр, элемент И-НЕ, при этом выход триггера является первым выходом блока и через элемент задержки подключен к одному своему входу и непосредственно к первым входам элементов И группы, другие входы которых являются первым входом блока, третьи входы элементов И группы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами третьего распределителя импульсов, вход которого связан с другим входом триггера и выходом пятого элемента ИЛИ, один вход которого является вторым входом блока, а второй вход соединен с выходом элемента И-НЕ, четыре входа которого связаны с соответствующими нулевыми выходами регистра, один вход которого является третьим входом блока, один из выходов является вторым выходом блока, а группа входов - с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, три входа каждого из которых связаны с соответствующими выходами элементов И группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 12 1.Говоров В. С. Отображение машинных решений на экранах ЭЛТ. М., «Советское радио, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 805291, кл. G 06 F 3/153, 1978 (прототип).