Устройство для ввода и вывода графической информации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 17.12.81 (21) 3365167/18-24 3) М. Кл. с присоединением заявки Нов С 06 Р 3/033(23) Приоритет -Госуларственный комитет СССР по лелям изобретений . и открытийОпубликовано 150383. Бюллетень Мо 10 Дата опубликования описания 15,03.83 ЗЗ) УДК 681327с 1 .1 сС.В.Архангельский и А.Л.Блюм ;:Ул уКуйбышевский институт инженеров железйедцрожйоготранспортаФр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА И ВЫВОДА ГРАФИЧЕСКОЙИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к автоматй. .ке и вычислительной технике и может быть использовано при построении интерактивных графических систем.Известно устройство для ввода и вывода графической информации, представлякщее собой диалоговое устрой-. ство отображения информации или дисплей, Это Устройство обеспечивает взаимодействие операта с ЭВМ с помощью изображений. Основными блоками известного устройства являются блок памяти, блок отображения информации, блок ввода информации; блок управления, световое перо, блок сопряжения с ЭВМ 1).Недостатками указанного устройства являются сложность и низкая надежность блока отображения информации, использующего электронно-лучевую трубку (ЭЛТ). 1 режде всего это определяется сложностью и низкой надежностью самой ЭЛТ. Несоо 1 тветствие же между цифровой формой кодирования иэображений и аналоговым способом получения иэображений на ЭЛТ приводит К сложности схем управления изображением на ЭЛТ.Кроме того, использование в уст-ройстве светового пера дает низкую достоверность, . точность и малое бйс 1- родействие прн вводе информации,обус" .ловленные тем,что световое перо не обладает достаточной чувствительностью для выделения светового потока от элемента ЭЛТ из общего светового фона, близкого по )асщности и не обладает быстродействием преобразования светового сигнала в электрический, необходимым для точной фиксации положения луча ЭЛТ. Это приводит к необходимости построения специальных следящихблоков эа положением светового пера на экране, т.е. большего 15 усложнения устройства.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство, содержащее блок. ввода информации на основе кодирующего планшета, оптически связанного с экраномблока отображения информации.Устройство содержит блок управления, матричный индикатор с входнымиключами, генератор импульсов, счетчик, дешифратор, блок памяти с адресными вентилями, элемент ИЛИ, емкостной преобразователь с усилителемсчитывания и кодирующий планшет с 30 ключами координатных шин 2)Данное устройство обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с устройством, используюшИм световое перо.Однако этому устройству присущи такие недостатки, как большая сложность блока ввода информации на основе кодирующего планшета, а также ограничения по точности кодирования из-за трудности обеспечения точного оптического соответствия точек пе ресечения ортогональных проводников Модирующего планшета и точек индикации матричной индикаторной панели вследствие разнородности конструкции координатных сеток планшета и 15 матричного индикатора и невозможности полной повторяемости изготовленияэтих сеток по технологическим причи- наМ.2 ОЦель изобретения - повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок уп . равления, генератор импульсов, счетчик, дешифратор, матричный индикатор, первый, второй, третий и четвертый блоки ключей, первый элемент ИЛИ, емкостной преобразователь, усилитель и блок памяти, первый и второй входы которого соединены с первым и вторымвходами блока управления, третий, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифра тора, выходы которого соединены с входами первого блока ключей с входами второго блока ключей, с входами третьего блока ключей и с входами четвертого блока ключей; выходы 4 О которого соединены с входами первой группы блока памяти, входы второй группы которого соединены с выходами третьего блока ключей, вход которого соединен с входом четвертого блока Ключей и с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления. Выходы первог. блока ключей соединены; с входами первой группы матричного индикатора, входы второй группы которого соединены с выходами второго блока ключей, выход емкостного преобразователя соединен с входом усилителя, вход блока управления является первым входом устройства, вто-ээ рой вход первого элемента ИЛИ является вторым входом устройства, четвертый выход блока управления является первым выходом устройства, выход блока памяти является вторым выходом Ж устройства, введены первый и второй элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, первый элемент задержки и второй Элемент задержки, вход которого соединен с 65 выходом генератора, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первьм входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока памяти и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход усилителя соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим ,входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вхо,дом первого блока ключей, выход тре - тьего элемента ИЛИ соединен с входом второго блока ключей.Кодирующий планшет в устройстве исключен.Изобретение основано на конструктивной особенности блоков отображения информации, реализованных на базе матричных индикаторов. Последние содержат сетку ортогональных координатных проводников, в узлах которых расположены дискретные элементы ин,дикации.Наличие указанных проводников ,позволяет использовать матричный индикатор в качестве кодирующего ,планшета при подаче на эти проводники управляющих сигналов кодирования так, чтобы избежать ложной засветки экрана индикаторной панели, Это можно осуществить, если подавать управляющие сигналы на ортогональные проводники не синхронно, а со сдвигом во времени. Еа чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство включает блок управления 1, матричный индикатор 2, первЖй 3 и второй 4 блоки ключей, генератор 5 импульсов, счетчик б, дешифратор 7, блок памяти 8, третий 9и четвертый 10 блоки ключей, первыйэлемент ИЛИ 11, емкостной преобразователь 12 для съема координат, усилитель 13 считывания, первый 14 ивторой 15 элементы И, второй 1 б итретий 17 элементы ИЛИ, первый 18и второй 19 элементы задержки.Устройство работает следующим образом,В режиме ручного ввода информации в устройство с помощью емкостногопреобразователя 12 блок управления 1выдает сигнал .РазРешениЯ записи наблок памяти 8 и через элемент ИЛИ16 на первый блок ключей 3 матричного индикатора 2. Сигнал разрешениязаписи на второй блок кличей 4 поступает через третий элемент ИЛИ 17 ипервый элемент И 14, включение кото50 рого синхронизируется тактовым сигна лом с генератора 5 импульсов, задержанным на время с во втором элементе задержки 19.Генератор 5 импульсов счетчик б и дешифратор 7 осуществляют поэлеи. ментное синхронное .сканирование через первый 3 и второй 4 блоки ключей матричного индикатора 2 так, что,в каждом такте появляется сигнал возбуждения на двух ортогональных шинах. Так как 10 сигнал возбуждения поступает на горизонтальные шины матричного индикатора 2 с задерхкой на время Т (по отношению ко времени появления сигнала возбуждения на горизонтальных шинах),5 то любая пара ортогональных шин индикатора 2 возбуждается не одновре" менно, а со сдвигом на время Г . Таким образом, условий для лохной засветки матричного индикатора 2 не возника- р ет. Текущие координаты точки пересечения возбужденных шин подаются синхронно на адресные третий 9 и четвертый 10 блоки ключей.Емкостной преобразователь 12 для съема координат подносится к поверхности матричного индикатора. Через емкостную связь он воспринимает сигналы возбуждения от тех двух координат шин, в точку пересечения которых З 0 поднесен. На выходе преобразователя 12 появляются два импульса, сдвинутые на время ь.Сигнал с выхода преобразователя 12 через усилитель 13 считывания . 35 поступает на вход первого элемента задержки 18. Если со съемника 12 поступают два импульса сигнала, сдвинутые на время С, то первый импульс через первый элемент задержки 40 18 поступает на один из входов второго элемента И 15 в момент появления на другом входе этого элемента И второго импульса, так как длительность задержки выбрана равной . 45 На выходе элемента И 15 появляется сигнал, который через первый элемент ИЛИ 11 поступает на блоки ключей 9 и 10, Координаты возбужденной точки через блоки ключей 9 и 10 поступают на адресные входы блока памяти 8В соответствующий разряд блока 8 записывается единицами. В любой другой такт работы схемы на выходе преобразователя 12 либо вообще не появляется сигнал, либо появляется одиночный импульс. Второй элемент И 15 его не пропускает.В режиме приема информации от ЭВИ блоком управления 1 блокируется включение блока ключей 3 и 4. Поэле ментное сканирование ячеек блока памяти 8 осуществляется так же, как в режиме ручного ввода, но синхронно с поразрядным приемом информации от ЭВМ. При пояьлении сигнала единицаф 65 от ЭВМ в соответствующий разряд бло- ка памяти 8 заносится фединица.В режиме индикации блок управления 1 выдает на блок памяти 8 и на третий 9 и четвертый 10 блоки ключей через элемент ИЛИ 11 сигнал разрешения выборки. Генератор 5, счетчик б и дешифратор 7 осуществляют поэлементное синхронное сканирование блока памяти 8 и матричного индикатора 2. Выходной сигнал единица с блока 8, поступающий на вход блоков ключей 3 и 4 через второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, разрешает включение соответствующего светового элемента матричного, индикатора 2. При периодическом сканировании блока памяти 8 и матричного индикатора 2 на последнем высвечивается инФормационный рельеф изображения, хранимый в блоке памяти 8.В режиме ввода информации в ЭВИ устройство работает аналогично предыдущему,только выходной сигнал с блока 8 по тактовым импульсам из блока управления 1 передается в ЭВИ,Чередование режимов ручного ввода ч индикации с периодом сканирования блока гамяти 8, обеспечиваемое блоком управления 1, позволяет Оператору "вычерчивать на экране преобразователем 12 произвольные графические фигуры.Таким образом, введение новых блоков и связей позволяет в целом су щественно повысить надежность устройства, упростив его конструкцию, и повысить точность кодирования, полностью сохранив функциональные возможности устройства,Формула изобретенияУстройство для ввода и вывода графической информации, содержащее блок управления, генератор импульсов, ,счетчик, дешифратор матричный индикатор, первый, второй, третий и четвертый блоки ключей, первый элемент ИЛИ, емкостной преобразователь, усилитель и блок памяти, первый и второй входы которого соединены с первым и этоам входами блока управления, третий выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами первого блока ключей, с входами второго блока ключей, с входами третьего блока ключей и с входами четвертого блока ключей, выходы которого соединены с входами первой группы блока памяти, входы второй группы которого соеди" иены с входами третьего блока ключей, вход которого соединен с входом четУ"1005017 НИИПИ Заказ 1898/62 Тираж Подпис ул.Проектная вертого блока ключей и с выходомпервого элемента ИЛИ, первый входкбторого соединен с первым выходомблока управления, выходы первогоблока ключей соединены с входамипервой группы матричного индикатора,бады второй группы которого соединены с выходами второго блока ключей,выход емкостного преобразователясоединен с входом усилителя, входблока управления является первым вхо Одом устройства, второй вход первогоэлемента ИЛИ является вторым входомустройства, четвертый выход блокауправления является первым выходомустройствавыход блока памяти является вторым выходом устройства, о тличаюшееся тем, что, сцелью повышения надежности .устройства, в него введены первый и второйэлементы И врй и ремнй эдементьИЛИ, первый элемент задержки и второй элемент задержки, вход которогосоединен с выходом генератора, а выход соединен с первым входом первогоэлеМента И, второй вход которого сое"5 илиал ППП "Патент", г.уж динен .с вторым выхоцом блока управления и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен сд выходом блока памяти и спервым входом третьего элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход усилителя соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ,выход второго элемента ИЛИ соединен свходом первого блока ключей, выходтретьего элемента ИЛИ соединен свходом второго блока ключей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Соловейчик И.Е. Дисплеи в системах с ЭВМ.М., Советское радио,1979, с. 113, рис. Ш.2, Ньюмен У Сирулл Р. Основыинтерактивной машинной графики. 11.,Мир, 1976, с. 185-191, рис 9.5и 9.6 (прототип).