Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1982 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для оперативного отображения символьной и графической информации в устройствах ввода-вывода ЭВМ и в системах отображения информации автоматизированных систем управления.

Известно устройство для отображения информации, реализующее различные способы формирования изображений. Наиболее перспективным с точки зре.ния надежности и минимума информационно-временных затрат на формирование изображений является способ, при котором символы образуются из обобщенной фигуры (полиграммы)1.

Недостатком этого устройства являются большие информационные затраты на формирование изображений, определяемые числом элементов, необходимых для построения обобщенной фигуры. Сложность технической реализации этих устройств определяется необходимостью организации хранения больших, зачастую неопрапданных, объемов информации, описывающей отображаемый сШфавит.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генера-,

тор импульсов, два распределителя микротактов, первый элемент И, три элемента ИЛИ, блок формирования отклоняющих функций, блок выбора микрополиграмм, блок регистров кода . подсвета,-блок подсвета, два формирователя ступенчатых напряжений по координатам X и У, два элемента суммирования отклоняющих функций по

10 координатам X и У, выходы которых связаны с отклоняющими системами электроннолучевой трубки, шины

КоПуск, Код изображения

и нец отображенияt.

15

Устройство является сложным вследствие большого объема памяти (не показано) , в которой для ксокдого символа хранится 144 двоичных единиц информации. Это количество информа20ции определяется числом узлов растра обобщенной фигуры полиграммы, количеством формируемых в каждом узле микрополиграмм, а также количеством элементов микрополиграмм, фор25мируемых в каждом узле. Кроме того, устройство формирует микрополиграимный растр, состоящий из большого числа узлов - девять, а так как электронный луч обходит их последо30вательно, то и быстродействие устройства также является недостаточно высоким. Недостатком является также то, что известное устройство предназначено для формирования только символьной информации и не ориентировано на формирование сложных графических изображений.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, блок формирования отклоняющих функций, выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов суммирования отклоняющих напряжений по координатам X и У, вторые входы которых соединены с выходами формирователей ступенчатых напряжений по координатам X и У, а выходы - с системами отклонения по координатам X и У ЭЛТ, модулятор которой соединен с выходом блока подсвета, одна rpyrtna входов которого соединена с выходами первого распределителя микротактов и одной из групп входов блока фор ирования отклоняющих функций, а другая группа входов - с выходами второго распределителя микротактов и с первой группой входов блока регистров кода подсвета, одна из групп выходов которого соединена с третьей группой входов блока подсвета, а другая группа входов связана с шиной код изображения , первый элемент И, три элемента ИЛИ, введены второй и третий элемент И, две группы элементов ИЛИ и три элемента ЗАПРЕТ, распределитель импульсов, сдвигающий регистр кода микрополиграмм, причем вход генератора импульсов соединен с шиной Пуск и первым входом первого элемента ИЛИ, а выход - с первыми входами первого и второго элементов И и первого.элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход которого соединен с одним входом второго элемента ЗАПРЕТ, другой вход которого подключен к выходу третьего элемента ЗАПРЕТ, а выход соединен с одним входом распределителя импульсов и со сдвигающим входом регистра кода микрополиграмм, группа входов которого подключена к выходам элементов И первой группы, первые входы которых соединены с другой группой входов блока регистров кода подсвета, а вторые входы - с входом второго распределителя микротактов, одним входом третьего элемента И, другим входом распределителя импульсов и выходом .первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ЗАПРЕТ входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими выходами регистра кода микрополиграмм, выход последнего разряда

подключен к первы1у1 входам элементов И второй группы, третьего элемента ЗАПРЕТ и к второму входу первого элмента И, выход которого подключен к входу первого распределителя микротактбв, четвертый выход которого соединен со вторым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, вторые входы элементов И второй группы соединены с .соответствующими выходами распределтеля импульсов, а выходы - со второ группой входов блока формирования отклоняющих функций и с четвертой группой входов блока подсвета, четвертый выход второго распределителя микротактов соединен с одним входом формирователя ступенчатого напряжения по координате У, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого подключен к второму выходу второго распределителя микротактов, а другой вход - к цятому выходу второго распределителя микротактов- и к одному входу формирователя ступенчатого напряжения по координате X, другой вхо которого соединен с третьим выходом второго распределителя микротактов, выход последнего разряда которого подключен квторому входу третьего элемента И, выход которого соединен с шиной Конец отображения .

Это позволяет формировать из полиграммы сложной структуры при значительно меньших информационных затратах, чем в прототипе, как символьные, так и графические изображения. Такое расширение области применения достигается выбором не девяти, а всего пяти узлов растра. В четырех узлах формируется по пять микрополиграмм из восьми возможных, а в пятом узле - только две микрополиграммы. Это дает возможность формировать изоражения, состоящие из любого необходимого количества элементов полиграмм (из 72 возможных элементов). Сокращается также разрядность кода изображения на 56 разрядов, что ведет к сокращению информационных за-трат и, как следствие - к уменьшению аппаратурных затрат на формирование изображений. Объем памяти, необходимый для хранения кодов и-зображений, уменьшается при этом на 39%. В результате уменьшения количества обрабатываемой устройством информации повышается и быстродействие устройства. Кроме того, предлагаемое устройство имеет значительно меньшие, чем прототип,аппаратурные затраты, не только за счет сокращения объема памяти для хранения кодов изображений, но и за счет исключения из схемы устройства блока кода микрополиграмм и блока выбора кода микрополиграмм, а также за счет упрощения блока регистров кода подсвета. На фиг. 1 приведена функциональная с.хема устройства; на фиг. 2 схема блока регистров кода подсвета на фиг. 3 - схема блока, подсвета; н фиг. 4 - формируемая обобщенная фигура-полиграмма (мсшоформатный микр полиграммный растр), а также набор ишкрополиграмм. Устройство содержит генератор импульсов (ГИ)1, распределители мик ротактов , (РМ) 2 и 3, распределитель импульсов (РИ)4, первую группу элементов И 5, блок формирования отклоняющих функций (БФОФ)6, элемент ИЛИ 7, сдвигающий регистр кода микрополиграмм (РКМ 8), вторую группу элементов И 9, блок регистров кода подсвета (БРКП)10, блок подсвета (БП)11, элементы И 12, ИЛИ 13, формирователи 14 и 15 ступенчатого напряжения, элементы суммирования отклоняющих функций 16 и 17, элементы И 18 и 19, ЗАПРЕТ 20-22, шину 23, Конец изображения 23, элемент ИЛИ 24, электроннолучевую трубку 25 с системами 26 и 27 отклонения по координатам У и X и модулятором Z2 шины 29 Пуск, Код изображения 30, Код подсвета элементов микрополиграммы 31. Распределители микротактов РМ2 и РМЗ функционирует таким образом, что при каждом поступлении импульсо на их входы в возбужденном состоянии может находиться последовательн только один из их выходов. Распреде лителем РМ2, число выходов которого определяется числом элементов, составляющих микропОЛИграмму, управляют импульсы с выхода генератора ГИ1 Распределителем РМЗ, число выходов которого определяется числом узлов растра, управляют импульсы с выхода элемента ИЛИ 24. Распределитель импульсов .РИ4 переводится в исходное состояние сигналом, поступающим на его установочный вход. В- этом состо янии возбужден первый его выход. В остальном работа РИ4 аналогична работе РМ2 и РМЗ. Сигналы управлени на вход РИ4 поступают с выхода элемента ЗАПРЕТ 22. РИ4 в зависимости от того, на каком из его выходов имеется потенциал (т.е. код какой микрополиграммы из набора возможных анализируется устройством) осуществляет подключение соответствующего элемента И 5 к выходам блоков БФОФ6 и БП11. Сигнал на выходе подключенн го элемента равен , если код формируемой в данный момент микрополиграммы, содержаицейся в первом ра зряде РКМ8, равен . Блок регистров кода подсвета (БРКП10, фиг. 2) содержит блок элементов ИЛИ 32, регистры 33-37, блоки элементов И 38-42, блок элементов ИЛИ 43, Регистры 33-37 служат для хранения кода подсвета микрополиграмм, формируемых в узлах микрополиграммного. растра. Код подсвета поступает по шине 30. В любом из пяти узлов растра (фиг. 4а) может формироваться набор микрополиграмм из восьми Зс1МКНутых элементарных фигур (фиг. 4б), формирование каждой из которой начинается и заканчивается в одном узле микрополиграммного растра. Для отображения любого из 72 элементов растра нет необходимости формировать Б каждом узле растра весь набор микрополиграмм. В первых узлах (1-4) формируется по пять микрополиграмм, в пятом узле растра - две микрополихраммы. В коде подсвета для каждой микрополигРс1ммы отводится четыре разряда по числу элементов в микрополиграмме. Поэтому регистры 33-36 - двадцатиразрядные, а регистр 37 - восьмиразрядный. При этом код изображения составляет 88 разрядов. Таким образом, уменьшение количества узлов растра с девяти (как в прототипе) до пяти (сак в предлагаемом устройстве) , строгая привязка определенных микрополиграмм к определенным узлам растра позволяют значительно сократить разрядность кода изображения (С 144 , разрядов до 88 разрядов). Это в свою очередь обеспечивает значительное сокращение аппаратурных затрат на формирование изображений и уменьшает время обработки информации в устройстве. Блоки элементов И 38-42 служат для считывания кода подсвета с соответствующего регистра 33-37 в блок 11 через элементы ИЛИ 43 и на входы элементов ИЛИ 32 в соответствии с возбужденным выходом РМЗ. Элементы ИЛИ 32 служат для формирования восьмиразрядного кода микрополиграмм для каждого узла растра. Номер разряда этого кода соответствует номеру микрополиграммы в выбранном наборе, т.е. код микрополиграмм позиционный и 1 в его разряде, означает, что в соответствующей номеру этого разряда микрополиграмме есть элементы, которые необходимо отображать на экране ЭЛТ. Например, регистр 33 содержит код подсвета для первого узла растра и при возбужденном первом выходе РМЗ этот код через элементы И 38 поступает в блок подсвета и на входы элементов ИЛИ 32. Выходы с первого по четвертый элементов И 38 подключены к четырем входам первого элемента ИЛИ 32, выходы с пятого по восьмой - к четырем соответствующим входам второго элемента ИЛИ 32, выходы с девятого по двенадцатый - к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ 32, выходы с тринадцатого по шестнадцатый (Элементов И 38 - к соответствующим входам четвертого элемента ИЛИ 32, выходы с семнадцатого по двадцатый элементов И 38 - к четырем входам седьмого элемента ИЛИ 32, Пятый, шестой и восьмой элементы ИЛИ 32 связей с элементами И 38 не имеют. При возбужденном втором выходе РМЗ к первому элементу ИЛИ 32, к последующим четырем его входам подключаются выходы с первого по четвертый элементов И 39 , Аналогично ко второму элементу ИЛИ 32 подключаются выходы с пятого по восьмой элементов И 39, к. четвертому элементу ИЛИ 32 - выходы с девятого по Двенадцатый элементов И 39, к пятому элементу ИЛИ 32выходы с тринадцатого по шестнадцатый элементов И 39, к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ 32 выходы с семнадцатого по двенадцатый элементов И 39. Третий, седьмой и восьмой элементы ИЛИ 32 связей с элементами И 39 не имеет. Подобным образом, скоммутированы и элементы И 40-42 с элементами ИЛИ 32. Этим и достигается формирование восьмиразрядного кода микрополиграмм для каждого узла, причем.единичные сигналы будут иметь место на выходах элементов ИЛИ 32, соответствующих номерам микрополиграмм, элементы которых должны формироваться в данном узле.

В состав блока подсвета БОН (фиг. 3) входят элементы И 44 и 46, элементы ИЛИ 45, 47 и 48. Сигналы с выходов РМЗ определяют, в каком из узлов точечного растра устройство в данный момент времени формирует изображение. В зависимости от этого сигналы с выходов элементов И 5 коммутируют элементы И 44, количество которых для данного узла равно количеству микрополиграмм, формируемых в данном узле. Выходы элементов И 44 подключены ко входам соответствующих элементов ИЛИ 45, на входах которых сигналы появляются в той последовательности, в которой необходимо формировать микрополиграммы в каждом узле..Эти сигналы осуществляют коммутацию Необходимых элементов И 46, через которые код подсвета элементов микрополиграмм, синхронизируемый .налами с выходов РМ2, поступает с выходов элементов ИЛИ 43 БРКП10 на входы элементов ИЛИ 47, а затем ИЛИ 48. С выхода элемента ШШ 48 снимается сигнал, управляющий модулятором 7.28 ЭЛТ25.

Устройство функционирует следующим образом.

По шине 30 в регистры 33-37 БРКПЮ заносится код подсвета элементов микрополиграммы. Сигнал Пуск по шине 29 запускает генератор импульсов ГИ1, через элемент ИЛИ 24 посту;пает на одни входы элементов И 9, выполненные задержанными на время перехода из одного состояния в другое, на установочный вход PR4 и на вход РМЗ. При этом возбуждаются первые выходы РМЗ и РИ4, что подготавливает первые пять элементов И 44 БПИ для прохождения сигналов .с выходов элементов И 5 и обеспечивает считывание кода подсвета элементов пяти микрополиграмм для первого узл микропблиграммного растра с выходов регистра 33 через элементы И 38 и ИЛИ 43 БРКПЮ на входы БП11. Кроме того, код подсвета через элементы ИЛИ 32, преобразованный в восьмиразрядный код микрополиграммы, поступает на другие входы элементов И 9. К этому времени на первых входах элементов И 9 имеет место сигнал, обеспечивающий запись кода микрополиграмк в регистр РКМ8.

Если в узле микрополиграммного растра не формируются элементы, составляющие изображение, то во всех разрядах РКМ8 будут записаны нули. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 7 сигнала не будет и первый импульс с выхода ГИ1 через элементы ЗАПРЕТ 20 и ИЛИ 24 переводит РМЗ в следующее состояние,соответствующее возбуждению его второго выхода.Этот же импульс через элементы И 18,21 н проходит, так как на вторых выходах этих элементов сигналы отсутствуют. При этом формирователь ступенчатого напряжения по координате У вырабатывает сигнал для перевода электронного луча во второй узел микрополиграммного растра.

Если хотя бы один элемент любой из формируемых в узле микрополиграмм составляет формируемое изображение, то в каком-либо разряде РКМ8 обязательно будет записана 1. На выходе элемента ИЛИ 7 также , следовательно, единичный сигнал будет и на одном входе элемента И 9 и на запрещающем входе элемента ЗАПРЕТ 20. В результате этого.первый импульс с выхода ГИ1 проходит через элемент И 19 на вход элемента ЗАПРЕТ 22 г не проходит через элемент ЗАПРЕТ 20 и поступает на. вход элемента И 18. Если в первом разряде РКМ8 содержится О, то первый импульс с выхода ГИ1 через элемент И 18 не проходит, сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 21 на запрещающий вход элемента. ЗАПРЕТ не подается, на всех выходах элементов И 5 единичных сигналов нет. Импульс с выхода элемента И 19 через элемент ЗАПРЕТ 22 обеспечивает сдвиг кода в РКМ8. Этот же импульс поступает на вход РИ4,. что обеспечивает запись в первый разряд РКМ8 кода следующей микрополиграммы. РИ4 переходит в

следующее состояние, соответствующее возбуждению его второго выхода.

Если же в первом разряде РКМ8 содержится , то первый импульс с выхода ГИ1 на сдвиг кода в РКМ8 и на вход РИ4 не проходит, так как на первом такте работы устройства с четвертого выхода РМ2 сигнал на ,запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ не поступает. Потенциал с выхода первого разряда РКМ8 проходит через элемент ЗАПРЕТ 21 на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 22. Первый импульс с выхода ГИ1 через элемент И 18 проходит на вход РМ2, на первом входе которого появляется высокий потенциал. Этот потенциал поступает на первый вход БФОФ6 для управлени я формированием первого элемента микрополиграммы и на первые входы элементов И 46 БП11, соответствующих первым элементам формируемых в узле микрополиграмм. Кроме того, на выходе первого элемента И 5 появляется сигнал, который поступает на соответствующий вход БФОФ6 для управления формированием элемента первой микрополиграммы. Этот же сигнал проходит через первые элементы И 44 и ИЛИ 45 БПИ на второй вход первых четырех элементов И 46 (фиг. 3),. что обеспечивает прохождение кода подсвета первого элемента первой микрополиграммы через первые элементы И 46, ИЛИ 47 и элемент ИЛИ 48 на модулятор Z28 ЭЛТ 25. На втором, третьем и четвертом, тактах работы устройства, т.е. при формировании первой необходимой микрополиграммы в данном узле микрополиграммного растра, в основном аналогична работе на первом такте. Отличие состоит в следующем. На втором такте возбужден второй выход РМ2, потенциал с него поступает на второй вход БФОФ6 для управления формированием вторюго элемента микрополиграммы и на первые 1ВХОДЫ элементов И 46, БП11, соотвест|вующим вторым элементам формирхуемых ,в узле микрополигрс1мм. Это обеспечивает прохождение на модулятор Z 28 ЭЛТ25 кода подсвета второго элемента первой микрополиграммы. Аналогичным образом происходит и подсвет следующих (третьего и четвертого) элементов микрополиграммы.

По окончании формирования четвертого (последнего) элемента микрополи раммы пятый импульс с выхода ГИ1 через элемент И 19 и элемент ЗАПРЕТ 22 переводит РИ4 и РКМ8 в следующие состояния. Это соответствует формированию следующей необходимой микрополиграммы в данном узле растра, которое осуществляется по описанному в ше алгоритму.

Отличие состоит в следующем.

По окончании формирования последней из необходимых микрополиграмм в данном узле растра во всех разрядах PKf18 записаны О. На выходе элемента ИЛИ 7 единичный сигнал отсутствует, элемент И 19 заблокирован, а элемент ЗАПРЕТ 20 подготовлен для прохождения следующего импульса с выхода ГИ1. Этот импульс, проходя через элемент ЗАПРЕТ 20 и элемент

0 ИЛИ 24, устанавливает РИ4 в исходное состояние и переводит РМЗ в следующее состояние. Возбужденный выход РМЗ обеспечивает перезапись кода (Микрополиграмм следующего узла растра

5 с выходов соответствующего рюгистра 34 БРКП10 (фиг. 2) через, соответствующие элементы И 39, ИЛИ 32 и элементы И 9 в РКМ8. Устройство-готово для формирования необходимых микро0полиграмм в следующем узле микрополиг раммного растра.

Одновременно с формированием микрополиграмм с выхода БП11 снимс1ются сигналы управления модулятором 728 ЭЛТ25, в соответствии с которыми под5свечиваются только элементы микрополиграмм, составляющие изображение.

По окончании формирования последней необходимой микрополигрс1ммы в последнем узле микрополиграммного

0 растра сигнал с выхода элемента ИЛИ 24 проходит через элемент И 12 на шину 23 Конец отображения . По этому сигналу устройство подготавливается для формирования следующе5го изображения.

Таким образом, на экране ЭЛТ формируются изображения с большим по сравнению с прототипом быстродействием за счет уменьшения числа тактов,

0 необходимых для формирования и с существенно меньшими аппаратурными затратами за счет резкого уменьшения объема памяти (более чем на 39%) и исключения из устройства ряда блоков

5 и элементов. При этом функциональные возможности устройства прототипа не только сохраняются (72 функциональных элемента микрополиграммного растра) , но и расширяются. Это обусловлено возможностью формирования произ0вольного числа микрополиграмм в узлах растра в отличие от прототипа, где в каждом узле растра может формироваться не более трех микрополиграмм. Кроме того, сокращение объема

5 памяти дополнительно приводит к упрощению устройства за счет сокращения разрядности обменных регистров и других элементов управления памятью, а также к повышению быстродействия и

0 надежности устройства.

Формула изобретения

Устро.йство для отображения инфор мации на экране электроннолучевой

5 трубки (ЭЛТ), содержащее генератор импульсов, блок фо1 «1рования отклон ющих функций, выходы которого соеди нены соответственно с первыми входа ми элементов суммирования отклоняющи напряжений по координатам X и У, вторые входы которых соединены с вы ходами формирователей ступенчатых напряжений по координатам X и У, а выходы - с системами отклонения по координатам X и У ЭЛТ, модулятор которой соединен с выходом блока подсвета, одна группа входов которого соединена с выходами первого распределителя микротактон и одной из груп входов блока формирования отклоняющих функций, а другая группа входов с выходами второго распределителя микротактов и с первой группой входо блока .регистров кода подсвета, одна |Из групп выходов которого соединена с третьей группой входов блока подсвета, а другая группа входов связана с шиной Код изображения , первый элемент И, три элемента ИЛИ, о т личающееся тем, что,с целью упрощений и повышения быстрюдействия, оно содержит второй и третий элементы И, две группы элементов ИЛИ и три элемента ЗАПРЕТ, распределител импульсов, сдвигающий регистр кода МИКРОПОЛИграмм, причем вход генерато ра импульсов соединен с шиной Пуск и с первым выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с первыми входами пер вого и второго элементов И и первого элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ и второму входу второго элемента И, выход которого соединен с одним входом второго элемента ЗАПРЕТ, другой вход которого подключен к выходу третьего элемента ЗАПРЕТ, а выход связан с одним входом распре делителя импульсов и со сдвигающим входом регистра кода микрополиграмм группа.входов которого подключена к выходам элементов И первой группы, первые входы которых соединены с дру гой группой входов блока регистров ,кода подсвета, а вторые входы - с входом второго распределителя микротактов, с одним входом третьего элемента И, с другим входом распределителя импульсов и с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ЗАПРЕТ, входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими выходами регистра кода микрополиграмм, выход последнего разряда которого подключен к первым входам элементов И второй группы, к первому входу третьего элемента ЗАПРЕТ и к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу первого распределителя микротактов, четвертый вход которого соединен с вторым входом третьего элемента ЗАПРЕТ вторые входы элементов И второй группы соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы - с второй группой входов блока формирования отклоняющих функций и с четвертой группой входов блока подсвета, четвертый выход второго распределителя микротактов соединен с одним входом формирователя ступенчатого напряжения по координате У, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого подключен к второму выходу. а другой вход - к Пятому выходу второго распределителя микротактов и к одному входу формирователя ступенчатого напряжения по координате X, другой вход которого свя.зан с третьим выходом второго распределителя микротактов, выход последнего разряда которого подключен к второму входу третьего элемента и, выход которого соединен с шиной Конец отображения . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Говоров B.C. Отображение машинных решений на экранах ЭЛТ, М., Советское радио , 1975. 2.. Авторское свидетельство СССР № 805291, кл. G 06 F 3/153, 1978 (прототип) .

.±t

Й« t «V V 6

е Pi

Ч

о А

X .

Ж