Генератор дуг окружностей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК МВТОРСКОНУ СВИ ВТИЛЬСТВУ Сеюэ Советских Социалистических Рвс трубя им(22) Заявлено 2 Ы 278 (21) 2703092/18-24 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делаи изобретений н открытий гОпубликовано 15,0281. Бюллетень йо бДата опубликования описания 25, 02. 81 РЗ) УДК 681.327, .11(088.8) В.И,Горохов, С.И.Иванов, А.А.Ильин, С.С.Калинчев;,.;и В.М,Рощенко(54) ГЕНЕРАТОР ДУГ ОКРУЖНОСТЕЙ Изобретение относится к вычисли- гельной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации для наАртания дуг окружностей.Известен генератор дуг окружностей, содержащий сумматор приращения Функции синуса, сумматор приращения функции косинуса, реверсивный счетчик, регистр Функции синуса, вентили передачи синуса, вен- тили передачи косинуса, счетчик угла, схему управления четвертяии, счетчик коррекции, схему управления интегрированием, схемы управления сложением-вычитанием, регистр радиуса, миноритарный дешифратор, схему формирования переносов сумматоров приращений Функций синуса и косинуса, вентили сдвига кода радиуса, преобразователь кода радиуса в напряжение, управляемый генератор тактовых импульсов, счетчик длины дуги и вентили сдвига приращений по углу 1Недостаток известного устройства - низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор друг окружностей, содержащий четыре счетчика, два коммутатора, блок управления, блок сравнения, сумматор, генератор импульсов и первый регистр. Выход второгосчетчика подключен к первому входупервого коммутатора. Первые входытретьего и четвертого счетчиков соединены с первыми выходами блокауправления. Первый и второй входыблока сравнения подключены к первымвыходам первого регистра. Входывторого коммутатора подключены кпервым выходам первого регистра.Входы второго коммутатора соединены 15 с третьим выходом первого регистра и первым выходом сумматора. Вто, рой выход сумматора подключен к первому входу блока управления 2 ).Недостатком данного устройства 20 является низкая точность построениядуги окружности вследствие наличияошибки в радиусе и длине дуги.Цель изобретения - повышение точности генератора.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор дуг окружностей,содержащий первый счетчик, второйсчетчик, выход которого подключенк первому входу первого коммутато- ЗО ра, третий и четвертый счетчики,первые входы которых соединены спервыми выходами блока управления,блок сравнения, первый и второйвходы которого подключены к первомуи второму выходам первого регистра, второй коммутатор, входы которого соединены с третьим выходом первого регистра и первым выходом сумматора, второй выход которого подключен к первому входу блока управ-ления, генератор импульсов, введенывторой, третий и четвертый регистры и третий, четвертый коммутаторы,выходы которых подключены ко входамтретьего и четвертого регистров,входы третьего коммутатора соединены с выходом первого счетчика и 15выходом второго счетчика, подключенным к первому входу четвертогокоммутатора, другие входы которогосоединены с выходом второго регистраи первым выходом сумматора, входы 2 Окоторого подключены к выходам третьего и четвертого регистров, первыевходы первого и второго счетчиковсоединены с выходами первого и второго коммутаторов, а вторые входысо вторыми выходами блока управления, вторые входы третьего и четвертого счетчиков подключены к первым выходам первого регистра, третий и четвертый выходы которого соединены со вторым и третьим входамипервого коммутатора, выход которогоподключен ко входу второго регистра, выход генератора импульсов соединен со вторым входом блока управления, третий выход которого под- З 5ключен к третьему входу блока сравнения, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами третьегои четвертого счетчиков.На чертеже схематически представ Олен генератор дуг окружностей.Он содержит первый счетчик 1, второй счетчик 2, сумматор 3, генератор 4 импульсов, третий счетчик 5,четвертый счетчик 6, первый регистр 457, блок 8 управления, блок 9 сравнения, первый и второй коммутаторы 10и 11, второй регистр 12, третий коммутатор 13, третий регистр 14, четвертвй коммутатор 15, четвертый ре Огистр 16,Первый счетчик 1 и второй счетчик 2 предназначены для получениячисел для проведения необходимыхопераций на. сумматоре 3 в процессепостроения окружности. Данные числаполучаются путем изменения состояния счетчиков 1 и 2 на единицу илидвойку, Генератор 4 импульсов вырабатывает последовательность тактовыхимпульсов, по которым производится 60выполнение арифметических операций.Первый регистр 7 выполняет Функциюхранения, характеризующей параметрыдуги окружности. Блок 8 управленияпредназначен для управления режима-, 65 ми работы счетчиков 5 и 6. Блок 9 сравнения производит сравнение текущих значений и абсолютных значений кодов. Коммутаторы 10, и 15 выполняют логическую функцию 2 И - 3 ИЛИ, а коммутаторы 11 и 13 - Функцию 2 И - 2 ИЛИ.Устройство работает следующимобразом.Информация, характеризующая дугу окружности, поступает из источника информации (например, из ЭЦВМ) и запоминается в регистре 7 на все время отображения, цуги, Начальные координаты дуги по осям Х и У переписываются из регистра 7 соответственно в счетчики 5 и 6, с выхода которых данная информация выдается на преобразующую и отклоняющую систему аппаратуры отображения. После этого в эту же часть регистра 7 записываются коды конечных координат дуги окружности по осям Х и У . Коды проекций радиуса окружности, проведенного иэ ее центра к начальным координатам дуги (Х и Уд), переписываются из регистра 7 через коммутаторы 10 и 11 .в счетчики 1 и 2 соответственно. Код проекции Хдн записывается также в регистр 12, Перел процессом построения дуги выполняется вспомогательная операция.2. (Хдн- Удн) =й,Результатом выполнения этой операции является полученное число й, необходимое для дальнейших вычислений в процессе отображения дуги, а также во время этой операции может быть определено наибольшее из чисел Хан Уд 14Для выполнения этой операции код Удн поступает на один из входов сумматора 3 через коммутатор 13 и регистр 14, на другой вход сумматора 3 подается .код Удв через коммутатор 15 и регистр 16.Если Хдн бУдн, то кол Чдчерез коммутатор 10 переписывается в регистр 12.Если Хдн 1 Уд, то код Удн заноси-. тся в счетчик 1, в .регистре 12 остается код Хди,после чегополученное ранее на выходе сумматора 3 число М 1 переписывается через коммутатор 11 в счетчик 2.Одновременно выполняется второе вспомогательйое действие: изменяется состояние счетчика 1 на единицу, где имеется наименьшее из чисел Хн или УднХдн (Удф+1 щйЕсли Х,н ( Уди движение при построении производится по часовой стрелке, то выполняется действиеХдн+1=М 2805403 Если Х 7 Уд, то выполняется дей- ствие УА=М 2Если же начертание дуги производится против часовой стрелки, то, соответственно, выполняются следующие действия: Х -1=МУд+1= М .Таким образом, после выполнения перечисленных операций, т.е, перед началом построения дуги, в счетчиках 1 и 2 находятся числа М и М2 4а в регистре 12 - наибольший иэ кэдов Хдили УднУкаэанные ниже операции суюерования, которые выполняются в целях определения порядка следования единичных перемещений при построении заданной дуги окружности, производятся по каждому тактовому сигналу, вырабатываемому генератором 4 импульсов.Рассмотрим порядок выполнения операций суммирования для случая, когда начало дуги находится в первом квадранте и М 0, т.е, в первой половине первого квадранта. Первая операция суммирования всегда имеет следующий вид: 30или 35 й(й +) (если й0) .Если при переходе через серединуквадранта число й равно нулю (М=О),то число й уменьшается на единицу,и выполняется одна иэ корректирую" 40 щих операций, приведенная ранее.При переходе через ось координатперед выполнением последней операции суммирования состояние счетчика 1 нулевое(из условий выполненных 45 операций), а число, полученное насчетчике 2, равно радиусу окружности (М =й), которое запоминаетсяв регистре 12, В последующих тактах состояния счетчика й, увеличи"2вается, а состояние счетчика йуменьшается.Через одно действие, т.е. послеперехода через ось координат, пре"дыдушее состояние счетчика 1, равное 2, записывается в. регистр 14,а в регистр 16 заносится код радиуса окружности из регистра 12, в результате чего вместо действия й -2=й+Щ выполняется операция й=В+,где й - код радиуса окружности.Определение момента окончания65 процесса построения дуги окружности РМ =+В2 - 1Одновременно с выполнением этой операции изменяются состояния счетчиков 1 и 2 на единицу: Н -1 й +12 Для одновременного выполнения этих двух операций на сумматоре 3 и на счетчиках 1 и 2 числа Р и 2 М переЯ писываются, соответственно, в регистры 16 и 14.Если полученный результат й 7 0ф то состояние счетчика 5 увеличивадся на единицу, а состояние счетчика б остается без изменения. Таким образом, производится единичное перемещение только по оси Х. Одновременно выполняются следующие действия на сумматоре 3.й -2(М 2+1) =+йи на счетчике 2: (й +1)+1.Если же й сО, то состояние, счетчика 5 увеличивается, а состояние счетчика б уменьшается на единицуУ т.е. производится одновременное перемещение по осям Х и У . Определение моментов выдачи сигналов на счетчики 5 и б производится с помощью блока 8 управления. Одновременно выполняются действия на сумматоре 3:(М 1 +1)+2,Одновременно с состоянием счетчика 2 изменяется на единицу, неэависимо от знака результата й, состояние счетчика 1,Последующие действия выполняютсяаналогичным образом.Данный алгоритм выполнения опе ац , необходимых для построения дуийераги, не отличается от алгоритмаФописанного в известном устройствеза исключением того, что втораяоперация суммирования, которая производится одновременно с основнымоиперациями суммирования с использованием сумматора, в предлагаемомустройстве выполняется с помощьюсчетчиков 1 и 2, что позволяет несколько увеличить быстродействие устройства.В целях повышения точности построения дуги окружности в алгоритме выполнения операций суммирования вводятся корректирующие опера ции.При переходе через середину квадранта, когда Х,= У, т.е. когдай =-2, число М 2 уменьшается не наединицу, а на два.Вместо действияй,й, + 1 ) (если й -1 з 0)или805403 формула изобретения тавитель В.Кулько ред А, Бабинец Редактор М. Цыткин Корректор Б. Бутяг Заказ 109 3 76 Тираж 95 ПодпНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретаний и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ исное филиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная, 4 производится с помощью блока 9 сравнения при равенстве текущих координат положения луча, которые имеютая иа счетчиках 5 и б, и конечныхкоординат дуги, которые хранятся врегистре 7. Генератор дуг окружностей, содержаЩий первый счетчик, второй счетчик, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, третий и четвертый счетчики, первые входы которых соединены с первыми выходами блока управления, блок сравнения первый и второй входы которого .подключены к первому и второму выходам первого регистра, второй коммутатор входы которого соединены с третьим выходом первого регистра и первым выходом сумматора, второй выход которого подключен к первому входу блока управления, генератор импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности генератора, в него введены второй, третий и четвертый регистры и третий, четвертый коммутаторы, выходы которых подключены ко входам третьего и четвертого регистров, входы третьего коммутатора соединены с выкодом первого счетчика и выходом второгосчетчика, подключенным к первомувходу четвертого коммутатора, другиевходы которого соединены с выходомвторого регистра и первым выходомсумматора, входы которого подключенык выходам третьего и четвертого .регистров, первые входы первого и второго счетчиков соединены с выходамипервого и второго коммутаторов, авторые входы - со вторыми выходамиблока управления, вторые входытретьего и четвертого счетчиковподключены к первым выходам первогорегистра, третий и четвертый выходыкоторого соединены со вторым и тре 15 тьим входами первого коммутатора,выход которого подключен ко входувторого регистра, выход генератораимпульсов соединен со вторым входомблока управления, третий выход котощ рого подключен к третьему входу блока сравнения, четвертый н пятый входы которого соединены с выходамитретьего,и четвертого счетчиков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 397902, кл. 6 Об Р 3/14, 1973.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2534759/18-24,кл. 6 06 К 15/20, 16.05.78 (протоЗо тип),