Генератор векторов и кривых второго порядка

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистмческкаРеспубики и 894784ла делам иэабретеиий и аткрытий(54) ГЕНЕРАТОР ВЕКТОРОВ И КРИВЫХ ВТОРОГОПОРЯДКА Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования преимущественно в устройствах вывода тра.фической информации из ЭВМ на экран ЭЛТ,Известны генераторы векторов и кривых второго порядка, в частности генераторы ок 5 ружностей, воспроизводящие окружности путем замены дут их хордами. Причем, чем большая требуется точность совпадения действительности кривой с апроксимированной, тем на большее1 О число дуг должна быть разбита кривая, При. мером таких устройств может быть генератор окружностей, в памяти которого содержится таблица тригонометрических функций, а исход. ная точка кривой радиус и другие ее данные вводятся из памяти ЭВМ, а также генератор,15 в котором для воспроизведения окружности с повышенной, точностью используется преобразователь двоичного кода в коды приращений, которые заданы в виде таблиц составленных с учетом коррекции возникающих ошибок 11 иГ 2 2 вНедостатком этих устройств является боль. шая емкость памяти и, следовательно, большой объем оборудования. Известно также устройство, позволяющее воспроизводить окружности с достаточно высо. кой точностью, которое не требует хранения в памяти таблицу, однако оно также содержит большой объем аппаратуры, так как реали-. зует сложный алгоритм построения окружнос. тей 131.Устройство, реализующее более простой алгоритм построения окружностей, не обеспечивает достаточно высокой точности их вос- произведения, кроме того, в нем не преду. смотрела возможностьвоспроизведения линий другого вида (прямых, парабол и т.д,) 4).Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предла-. гаемому является генератор векторов и кривых второго порядка, содержащий последо. вательно соединенные первый реверсивный счетчик-регистр, первый сумматор-накопительпервый коммутирующий блок, первый ключе. вой элемент, второй реверсивный счетчик-регистр, второй сумматор-накопитель, второй коммутирующий блок и второй ключевой элемент, выход которого подключен к счет-.ному входу первого реверсивного счетчика- регистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного счетчика. регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, подклю. ченные своими входами к выходам соответственно первого и второго реверсивных счетчиков. регистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триг.гера, единичный и нулевой выходы которого 10 подсоединены к управляющим входам первого и второго реверсивных счетчиков. регистров соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вто. 15 рым входами измерителя перемещений, подключенного своим выходом к управляющему вхо.ду тактового генератора, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго сумматоров-накопителей, управляющие уО входы первого и второго коммутирующих блоков подсоединены к выходу блока для определения старшего значащего разряда, связанного своим входом с первой информационной входной шиной генератора, к которой подклю чены также установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, установочный вход измерителя перемещений соединен со второй информационной входной шиной генератора, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к управляющей входной шине генератора Я.Недостаток данного генератора заключается в том, что при удовлетворительном качестве воспроизведения отрезков прямых и парабол он не обеспечивает точности, требуемои дляч 35 воспроизведения окружностей, что выражается в несовпадении исходных и конечных точек окружностей при вычерчивании на экране ЭЛТ.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения дуг окружностей.Указанная цель достигается за счет того, что в генераторе векторов и кривых второго порядка, содержащем последовательно соеди.ненные первый реверсивный счетчик-регистр, первый сумматор-накопитель, первый коммути. 45 рующий блок, первый ключевой элемент, второй ревереивный счетчик-регистр, второй сум.матор-накопитель, второй коммутирующий блок н второй ключевой элемент, выход которого подключен к счетному входу первого реверсив О ного счетчика-регистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного счетчика-регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, под. ключенные своими входами к выходам соот. 55 ветственно первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный и нулевой выходы которогоподсоединены к управляющим входам первогои второго реверсивных счетчиков-регистровсоответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вторым входами измерителя перемещений, подключенного своим выходом к управляющему входу тактового генератора, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго сумматоров-накопителей, управляющие входы первого и второго коммутирующих бло. ков подсоединены к выходу блока для определения старшего значащего разряда, связанного своим входом с первой информационной входной шиной генератора, к которой подклю чены также установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков. регистров, уста. новочный вход измерителя перемещений соединен со второй информационной входной шиной генератора, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к управляющей входной шине генератора, входы для установки в единицу первого и второго сумматоров. накопителей связаны с выходами соответственно первого и второго дешифрато. ров нулевого состояния,На чертеже представлена функциональная блок-схема генератора векторов и кривых второго порядка, выполненного согласно данному изобретению.Генератор содержит реверсивные счетчики- регистры 1 и 2 координат Х и У, сумматоры- накопители 3 и 4 приращений соответствующих координат, коммутирующие блоки 5 и 6 для коммутации сигналов переполнения соответствующих сумматоров-накопителей 3 и 4, ключевые элементы 7 и 8, дешифраторы 9 и 10 нулевого состояния соответствующих реверсивных счетчиков регистров 1 и 2, блок 11 для определения старшего значащего разряда, триггер 12 для управления сложением-вычитанием в реверсивных счетчиках-регистрах 1 и 2, так. товый генератор 13, измеритель 14 перемещений, первую и вторую информационные входные шины 15 и 16 и управляющую входнуюшину 17 для управления видом отрабатываемойкривой.Устройство работает следующим образом,Перед отработкой дуги окружности вводятисходные данные: в реверсивные счетчики.регистры 1 и 2 по шине 15 - значения координатцентра дуги относительно начальной точки, визмеритель 14 перемещений по шине 16 -данные о длине линии по координатам Х и У,в блок 11 для определения старшего эначаще.го разряда, также по шине 15 - данные остаршем значащем разряде, в соответствии скоторыми блок 11 управляет коммутирующи894784 30 ми блоками 5 и 6, Последние подключают ко входам ключевых элементов 7 и 8 сигналы переполнения старших значащих разрядов сумматоров.накопителей 3 и 4. Тем самым обеспечивается максимальная скорость отработки дуги независимо от ее радиуса. После этого включается тактовый генератор 13, по каждому импульсу которого выполняется суммироввние содержимого реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2 с содержимым соответственно сумматоров. накопителей 3 и 4, Сигналы пере. полнения старших значащих разрядов сумматоров-накопителей 3 и 4 через коммутирующие блоки 5 и 6 подаются на устройство управле. ния отклонением луча (не показано), на входы 1 з измерителя 14 перемещений и через ключевые элементы 7 и 8 - на счетные входы реверсивных счетчиков. регистров 2 и 1 соответственно,Так как сигналы на управляющие входы реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2 пода ются с разных выходов триггера 12, то один из счетчиков-регистров работает на суммирование, а другой на вычитание. Изменение состояния триггера 12 осуществляется сигналами с выходов дешифраторов 9 и 10 нулевого со.2% стояния реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2 при переходе в следующую четверть окружности, При этом также происходит установка в единицах всех разрядов соответствующего сумматора-накопителя.Вычерчивание дуги прекращается подачей на тактовый генератор 13 сигнала с выхода измерителя 14 перемещений, который срабатывает после выдачи требуемого количества им. пульсов перемещений луча по координатам ЗЗ ХиУ.При отработке отрезка прямой в реверсивные счетчики-регистры 1 н 2 вводят значения проекций отрезка на оси координат. Ключевые элементы 7 и 8 закрыты сигналом с шины 17, 40 поэтому состояния реверснвных счетчиков-регистров 1 и 2, определяющие наклон прямой, остаются неизменными на протяжении данного отрезка, Блоки 5, 6 и 11 работают так же, как и при отработке окружности, При воспро э изведении параболы один из ключевых элементов, например 7, заперт.Таким образом, выходные данные сумматора-накопителя 4 изменяют состояние реверсивного счетчика-регистра 1, при этом переполнение сумматор-накопителя 3 является выходным сигналом и не влияет на изменение со.- стояния реверсивного счетчика. регистра 2. Причем, в качестве исходных данных в реверсивные счетчики-регистры 1 и 2 вводятся,начальЫ ные значения, зависящие от коэффициентов параболы.Остановка тактового генератора 13 незави.симо от вида линии производится сигналом с выхода измерителя 14 перемещений после вы.дачи на схему управления отклонением лучатребуемого количества импульсов по коорпи.натам Х и У,Результаты моделирования работы данного генератора векторов н кривых второго поряд. ка на ЭВМ показали, что он позволяет повысить точность воспроизведения окружностей. Формула изобретения Генератор векторов и кривых второго порядка, содержащий последовательно соединенные первый реверсивный счетчик-регистр, первый сумматор-накопитель, первый коммутирующий блок, первый ключевой элемент, второй реверснвный счетчик-регистр, второй сумматор- накопитель, второй коммутирующий блок и второй ключевой элемент, выход которого подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика-регистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного 1 счетчика.регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, подключенные своими входами к выходам соответственно первого и второго реверсивных счет. чиков-регистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный н нулевой выходы которого подсоединены к управляющим входам первого и вто. рого реверсивных счетчиков-регистров соответственно, выходы первого и второго коммути. рующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вторым вхо., дами измерителя перемещений, подключенного своим выходом к управляющему входу тактового генератора, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второ го сумматоров-накопителей, управляюшне входы первого и второго коммутирующих блоков подсоединены к выходу блока для определения старшего значащего разряда, связанного своим входом с первой информационной входной шиной генератора, к которой подключены также установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков. регистров, установочный вход измерителя перемещений соединен со второй информационной входной шиной генератора, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к управляю 1 цей входной шине генератора, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения дуг окружйостей, входы для установки в единицу первого и второго сумматоров-накопителей связаны с выходами соответственно первого. и второго дешнфраторов нулевого состояния.894784 НИИПИ Заказ 11497/82 Тираж 487 Подписное Филиал Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3789200, кл, 235 - 51,опублик. 1974,2. Авторское свидетельство СССР У 49967, а кл. 6 06 К 15/20, 1975,3, Патент Великобритании Р 358071,кл. Н 4 Г, опублик, 1974, 84, Авторское свидетельство СССР Ко 397902,кл, 6 06 Р 3/14, 1973,5, Боронов А. А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М., изд-во АН СССР, 1960 с, 57 - 62, 133 - 137 (прототип).