Генератор векторов

(191 (10 0901/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И РИ ГН ИТЕТРЫТИЯМ роформы в тех с ляются повышеннь ву иэображения. ляется повышени Поставленная це что в генератор1300541 введе вных счетчика У 36 Поле к(088.8)свидетельсС 09 С 1/О о СССР 1985. аналоговых преобделителя 30, 31необходимыми свяменты позволяютчасть координатобеспечивает вел(57) Изобретениетике и может бытьводных устройствв устройствах отоинформации или пр КТОРОВотноситс автом вано в вычастности графической ее на микиспольз х ЗВМ, в бражения ции непрерывн 3 ил. уд у выводе НТ СССРИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторскоеУ 1300541, кл,аях, когда предъявтребования к качестЦелью изобретения явточности генератора. ь достигается тем, векторов по а.с.СССР ы два двоичных ревер, 26, четыре цифроразователя 27-30, два и сумматоры 33, 34 с зями. Введенные злеучитывать дробную Х и У векторов, что ичину шага интерполянаклонного вектора.Ую ЛаевИзобретенИе относится к автоматике и может быть использовано в выводных устройствах ЭВМ, в частности вустройствах отображения графическойинформации или при выводе ее на микроформы в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к качеству изображения,Целью изобретения является повышение точности генератора,На фиг, 1 представлена структурная схема, устройства; на фиг. 2 -примеры генерации некоторых векторов;на фиг. 3 - временные диаграммы,поясняющие работу дополнительно введенных элементов, отображают процессгенерации вектора с отрицательнымзначением тангенса угла наклона коси Х и отношением б Х/2 У = 3.Устройство содержит реверсивныйсчетчик 1 с параллельной записьюкоординаты Х первой граничной точкивектора, реверсивный счетчик 2 спараллельной записью координаты У 25первой граничной точки вектора, первый сумматор 3, второй сумматор 4,регистр 5 Координаты Х второй граничной точки вектора, регистр 6 координаты У второй граничной точки вектора, регистр 7 приращений координатыХ вектора, регистр 8 приращений координаты У вектора, первый элемент 9.сравнения с нулем, второй элемент 10сравнения с нулем, элемент И 11, триг.гер. 12, накапливающий регистр 13, пер вый,дешифратор 14, третий сумматор 15,.первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16,первый блок 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, коммутатор 18, второй элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, третий элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, четвертый сумматор 21, второй блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, элемент НЕ 23, второйдешифратор 24, первый двоичный реверсивный счетчик 25 дробных разрядов45координаты Х первой граничной точкивектора, второй двоичный реверсивныйсчетчик 26 дробных разрядов координаты У первой граничной точки вектора,первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 27 кодов координат Х, второй ЦАП 28 кодов координат У, третийЦАП 29 дробных разрядов Х, четвертыйЦАП 30 дробных разрядов У, первый иторой делители 31 и 32, пятый и шес, ой сумматоры 33 и 34.Реверсивные счечтйки 1 и 2 (фиг. 1)с параллельной записью предназначены для приема и модификации в процессе генерации координат Х и У первой граничной точки вектора, Эти коорди-, наты во время работы устройства меняются, постоянно приближаясь к коорди. натам Ха и Ув второй граничной точки вектора, которые записываются в регистры 5 и,6. Сумматоры 3 и 4 необходимы для вычисления"приращений О Х и дУ, которые подаются на регистры 7 и 8 приращений и на элементы 9 и 10 сравнения с нулем. Элеме,нт ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, элемент НЕ 23, блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумматор 21 выполняют вычисление разности абсолютных значений приращений ДУ и ЮХ. Если приращение д положительно, то на выходе сумматора будет получено выражение ЛУ- 1 д Х 1, иначе - выражение (д Х- 1 Л У 1. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 предназначен для определения истинности условия1 дУ 1 ( 1 дХи управления коммутатором 18, который управляется также и инверсным выходом знакового разряда накапливающего регистра 13. Если содержимое накапливающего регистра 13 не отрицательно, то коммутатор 18 пропускает на входы блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ разность абсолютных значений приращений координат с выхода сумматора 21. Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и если указанное условие выполняется, то на входы блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с выхода коммутатора 18 поступает приращение ЛУ, иначе - приращение дХ.Элемент И 11 необходим для определения момента совпадения координат первой и второй граничных точек вектора.Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, блок 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ служат для преобразования информации, поступающей с выхода коммутатора 18, в дополнительный код.Триггер 12 управления предназначен для формирования цикла работы генератора векторов от момента прихода сигнала "Пуск" на вход триггера 12 и до прихода сбрасывающего сигнала с выхода элемента И 11. В процессе работы генератора векторов по переднему50 55 5 15фронту каждого внешнего тактового импульса дешифраторы 14 и 24 подают суммирующий или вычитающий импульсы на управляющие входы двоичных реверсивиых счетчиков 25 и 26 координат первой граничной точки вектора.Распределение импульсов по выходам дешифраторов 14 и 24 осуществляется в зависимости от знака приращений, поступающих с выходов знаковых разрядов регистров 7 и 8 и от текущего знака, поступающего с инверсного выхода знакового разряда накапливающего регистра 13.Если содержимое накапливающего регистра 13 положительно ипи равно нулю, то сумматор 15 осуществляет вычитание абсолютного значения разнос ти с выхода сумматора 21 из числа, находящегося в накапливающем регистре 13.Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и указанное условие выполняется, то сумматор 15 производит сложение числа, находящего ся в накапливающем регистре 13, с абсолютным значением приращения ДУ, поступающего с выхода регистра 8, При невыполненном условии и отрицательном содержимом накапливающего регистра 13 сумматора 15 осуществляется сложение числа из накапливающего регистра 13 с абсолютным значением приращения д Х, хранящегося в регистре 7. По заднему фронту внешнего тактового импульса в накапливающем регистре 13 производится запись результатов. вычислений сумматора 15.После прихода сбрасывающего сигнала с выхода элемента И 11 триггер 12 управления обнуляет накапливающий регистр 13 и запрещает появление на выходах дешифраторов 14 и 24 суммирующих или вычитающих импульсов,Устройство работает следующим образом.По переднему фронту внешнего сигнала на управляющем входе "Запись кодов" в реверсивные счетчики 1 и 2 параллельной записью заносятся значения координат Х 4 и У первой граничной точки векторов, а в приемные регистры 5 и 6 вводятся значения координат Х и Уб второй граничной точки вектора. Сумматоры 3 и 4 производят вычисление ВХ и дУ, после ,чего сигнал "Запись кодов" снимается 963756 и своим задним фронтом производитзапись приращения 1 Х и ДУ в соответствующие регистры 7 и 8 приращений.Если знаки приращений лХ и дУсовпадают, то с выхода элемента НЕ 23потенциал поступает на вход переносасумматора 21 и на соответствующиевходы блока 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, в результате чего на второй входсумматора 21 поступает проинвертированное значение приращения л Х. Еслизнаки приращений Д Х и ДУ не совпа дают, то на выходе элемента НЕ 23устанавливается потенциал "О", благодаря чему на соответствующий входсумматора 21 поступает приращениеХ беэ инверсии.20 Таким образом, на выходе сумматора 21 постоянно находится дополнительный код разности абсолютных значений приращений координат, знаккоторой поступает на вход элемента 25 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 для сравнения сознаком приращения ЛУ.Так как до прихода сигнала "Пуск"триггер 12 управления и накапливающий регистр 13 находятся в нулевом 30 состоянии, то на инверсном выходезнакового разряда накапливающегорегистра 13, поступающего на соответствующий управляющий вход коммутато. ра 18 и на вход элемента ИСКЛЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 16, установится потенциал"1", в результате чего на выходе коммутатора 18 появляемся разностЬ абсолютных значений с выхода сумматора 21. Если эта разность не отри цательна, то под управлением элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 на вход переноса сумматора поступает потенциал "1",а на соответствующий информационныйвход - инверсия исходной разности 5 с выхода блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮ" ШЕЕ ИЛИ.Если разность абсолютных значений приращений, находящаяся на выходе сумматора 21, отрицательна, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАКПЕЕ ИЛИ 16 . установится потенциал "О" и на соответствующий вход сумматора 15 поступит информация беэ преобразования в блоке 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Таким образом, если содержимое,накапливающего регистра 13 положи-тельно или равно нулю, то сумматор 15 вычитает абсолютное значение выражения, находящегося на выходе сумма 159637535 тора 21, из содержимого накапливающе-,го,регистра 13.С приходом на вход сигнала "Пуск"триггер 12 управления установится вединицу и с управляющего входа накапливающего регистра 13 снимется сигнал установки в нуль.После этого по переднему фронтувнешнего тактового импульса, еслиприращения д Х и ду не равны нулю,дешифраторы 14 и 24 одновременно подают на управляющие входы реверсивных счетчиков 25 и 26 дробных разрядов суммирующие или вычитающие импульсы в зависимости от знаков приращенийдХ и йу. Если приращение дХ илиприращение а 7 равно нулю, то на выходе элементов 9 или 10 сравнения снулем. появляется потенциал 1",ступающий на соответствующий входэлемента И 11 и на вход соответствующего дешифратора 14 или 24, запрещаятем самым подачу импульсов на управляющие входы реверсивных счетчиков25 .или 26.По заднему фронту внешнего тактового импульса информация с выходасумматора 15 записывается в накаплива 1 ощий регистр 13. Если содержимоенакапливающего регистра остается неотрицательным, то сумматор 15 вновьосуществляет вычитание абсолютногозначения выражения с выхода сумматора.21 из содержимого накапливающегорегистра 13Если содержимое накапливающегорегистра 13 стало отрицательным иесли на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ находит ся потенциал 1что 40свидетельствует о выполнении указанного условия , то коммутатор 1 8 пропустит на свой выход приращейие Ю Ус выхода регистра 8 . При невыполненииусловия на выходе коммутатора 1 8 находится приращение й Х .Кроме того, при отрицательномсодержимом накапливающего регистра1 3 на соотв етствующий вход элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 с инверсного вы 50хода знакового разряда накапливающего регистра 13 поступает потенциал"0", в результате чего сумматором 15осуществляется сложение абсолютногозначения приращения Х или д У свыхода коммутатора 18 с содержимым55накапливающего регистра 13.По переднему фронту внешнего тактового импульса, если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно, управляющий сигнал появляется на одном из дешифраторов 14 или 24. Если укаэанное условие выполняется, то управляющий сигнал суммирования или вычитания в зависимости от знака приращения Д Х поступает с выхода дешифратора 14 на соответствующий управляющий вход двоичного реверсивного счетчика 25. При выполнении условия на соответствующий управляющий вход двоичного реверсивного счетчика 26 поступает суммирующий или вычитающий сигнал с выхода дешифратора 24 в зависимости от знака приращения.В каждом такте в зависимости от знака числа в накапливающем регистре 13 производится либо вычитание абсолютного значения разности абсолютного значений приращений дХ и ду хранящихся в регистрах 7 и 8 приращений из числа в накапливающем регистре 13, и подача соответствующих суммирующих или вычитающих в зависимости от знаков приращений ,аХ и ДУ импульсов на реверсивные счетчики 25 и 26, либо, если число в накапливающем регистре 13 отрицательно и выполняется условие А У 1( МХ 1, суммирование абсолютного значения приращения ДУ с числом в накапливающем регистре 13 и подача суммирующего или вычитающего в зависимости от знака Х импульса на реверсивный счетчик 1, либо, если число в накапливающем регистре 13 отрицательно, а условие 1 Л У( 1 дХ 1 не выполняется, то суммирование абсолютного значения приращения 3 Х с числом в накапливающем регистре 13 и подача суммирующего или вычитающего в зависимости от знака ДУ импульса на реверсивный счет. - чик 26, Цикл работы продолжается до поступления на элемент И 11 сигналов с выходов элементов 9 и 10 сравнения с нулем, говорящих о том, что текущие значения йХ и ЛУ стали равны нулю, т.е. текущие координаты Х и У первой граничной точки, находящейся в реверсивных счетчиках 1 и 2, стали равны координатам Хи У второй граничной точки, записанным в приемные регистры 5 и 6Элемент И 11 при этом сбрасывает триггер 12 управления. Суммирующие или вычнтающие импульсы с выходов деиифратора 14 и 24 поступают на реверсивные счетчики 25 и 26 с коэффициентами пересчета, равными кратности дробления шага д Х и ,ЛУ световогопятна ЭЛТ (например, кратность 4). Соответственно на выходы реверсивных счетчиков 25 и 265 поступает каждый четвертый импульс дешифраторов 14 и 24. Преобразованные ЦАП 27-30 сигналы суммируютсяаналоговыми сумматорами 33 и 34.Предварительно амплитуда сигналовот ЦАП 29 и 30 уменьшается аналоговыми делителями 31 и 32 в 2 " раз,где Е в чис разрядов ПАП 27 и 28, Таким образом, на выходах сумматоров33 и 34 образуются сигналы аппроксимации векторов, некоторые примеры которых показаны на фиг 2.Использование изобретения позволяет улучшить качество графического изображения, выводимого, например, на экран ЭЛТ. Последовательное включение реверсивных счетчиков 1 и 25, 2 и 26 не ограничивает быстродействия устройства, так как при заданной точности время установления переход , ного процесса отклонения луча из предыдущей точки в текущую пропорционально отклонению Д Х и ДУ, т.е. для сохранения быстродействия достаточно повысить частоту тактовых импульсов во столько раз, во сколько уменьшаются приращения Л Х и ДУ,Формула и э обретенияГенератор векторов по авт.св.В 1300541, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности012 ЪЧ бб 78 9 10 генератора, в него введены первый ивторой двоичные реверсивные счетчики,с первого по четвертый цифроаналоговые преобразователи, первый и второйделители, пятый и шестой сумматоры,выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами генератора, первые информационные входыпятого и шестого сумматоров подключены к выходам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, информационные входыкоторых подключены к выходам реверсивных счетчиков с параллельной записью соответственно координаты Хи координаты У первой граничной точки вектора, управляющие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двоичных реверсивных счетчиков, первый и второйуправляющие входы которых подключены к выходам соответственно первогои второго дешифраторсв, третьи управляющие входы первого и второго двоичных реверсивных счетчиков подключенык управляющему входу генератора, выходы первого и второго двоичных реверсивных счетчиков подключены к информационным входам соответственнотретьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы которыхподключены к информационным входамсоответственно первого и второгоделителей, выходы которых подключенысоответственно к вторым выходам пятого и шестого сумматоров.