SU1164754A1 - Устройство дл считывани графической информации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет с взаимно ортогональными шинами, подключенными к выходам ключей первой группы, входы которых соединены с первым генератором импульсов и с первым дешифратором, подключенным к выходу счетчика и к входу распределител  импульсов, один выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, усилители , входы которых подключены к выходу съемника координат, а выходы соединены с одними входами соответствующих ключей второй группы, группу регистров, одни входы которых подключены к первому дешифратору , а выходы соединены с соответствующими дешифраторами группы, выходы которых  вл ютс  выходами устройства, первую группу элементов И, выходы которых подключены к другим входам соответствующих ключей второй группы, первый сумматор , выход которого соединен с блоком пам ти и с одними входами элементов И второй группы, третью группу элементов И, одни входы которых подключены к распределителю импульсов, а выходы соединены с другими входами аналого-цифрового преобразовател , подключенного к блоку пам ти, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И второй группы, элемента задержки, подключенного к выходу соответствующего элемента И второй группы , и с аналого-цифровым преобразователем , а выход подключен к счетчику, четвертую группу элементов И, входы которых соединены с выходами аналого-цифрового преобразовател , а выходы подключены к другим входам регистров, и инвертор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит второй сумВ матор, входы которого подключены к выхо (Л дам усилителей, второй дешифратор, входы которого соединены с выходами соответствующего усилител  и второго сумматора, а выходы подключены к другим входам элементов И первой группы, селектор импульсов, входы которого соединены с выходами ключей второй группы, а выходы подключены к одному входу первого сумматора, другой 05 вход которого соединен с выходом инвертора , и к входу инвертора, шифратор, вхоN ды которого соединены с выходом второго дешифратора, а выходы подключены к друсд гим входам элементов И второй и третьей Nj групп и формирователь сигналов начала отсчета , входы которого соединены с аналогоцифровым преобразователем, с первым и вторым дешифраторами, а выход  вл етс  другим выходом устройства.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам преобразовани  и ввода в ЭВМ графической информации сложных форм и может быть использовано в качестве внешнего устройства основного комплекта универсальной ЭВМ, а также в различных специализированных системах автоматизированного проектировани .

Известно устройство дл  считывани  графической информации, содержащее планшет , выполненный в виде двух систем взаимно перпендикул рных координатных шин, индукционно св занный с координатными шинами, съемник координат с усилителем индуцированных сигналов, коммутаторы координатных шин, св занные с распределителем импульсов, подключенным к генератору тактовых импульсов и через дешифратор операций - к счетчику операций, счетчики грубого и точного отсчетов, блок аналогового запоминани , св занный с ним блок аналогоцифрового преобразовани , подключенный к блоку обратной интерпол ции блок управлени , генератор одиночных импульсов , вентили передачи кода и схемы И иИЛИ 1.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержашее планшет, выполненный в виде систем двух взаимноперпендикул рных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы, которых соединены с первым распределителем импульсов, входом соединенным с первым генератором импульсов, а выходами - с аналогоцифровым преобразователем, подключенным к блоку пам ти, и с первым и вторым счетчиками, элемент ИЛИ, входы которого подключены к второму генератору импульсов и аналогоцифровому преобразователю, а выход соединен с входом третьего счетчика, подключенного к распределителю импульсов, датчик импульсов, св занный с первым усилителем , вход которого подключен к выходу второго счетчика, второй усилитель, вход которого соединен со съемником координат, а выход подключен к входу элемента ИЛИ и к входу элемента задержки, выход которого соединен с одними входами группы элементов И, другие входы которых подключены к второму счетчику, а выходы соединены с интерпол тором, последовательно соединенные третий генератор импульсов, делитель напр жени , другой вход которого соединен с первым усилителем, и умножитель, другой вход которого подключен к второму усилителю, а выход соединен с блоком пам ти , при этом входы интерпол тора подключены к дешифратору и к элементу задержки , а выходы соединены с входами элемента ИЛИ и второго счетчика 2.

Недостатком известных устройств  вл етс  невысока  точность, обусловленна  погрещност ми механического размещени  большого количества координатных шин и

практической недостижимостью выполнени  требовани  идентичности параметров электрических цепей опроса координатных шин импульсами тока (напр жени ).

Цель изобретени  - повышение точности считывани  с одновременными упрощением изготовлени  планшета.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее планшет с взаимно ортогональными шинами, подключенными к выходам ключей первой группы, входы которых соединены с первым генератором импульсов и с первым дешифратором, подключенным к выходу счетчика и к входу распределител  импульсов, один выход которого соединен с аналогоцифровым преобразователем , усилители, входы которых подключены к выходу съемника координат, а выходы соединены с одними входами соответствуюших ключей второй группы, группу регистров , одни входы которых подключены к первому дешифратору, а выходы соединены с соответствующими дешифраторами группы, выходы которых  вл ютс  выходами устройства , первую группу элементов И, выходы которых подключены к другим входам соответствующих ключей второй группы, первый сумматор, выход которого соединен с блоком пам ти и с одними входами элементов И второй группы, третью группу элементов И, одни входы которых подключены к распределителю импульсов, а выходы соединены с другими входами аналогоцифрового преобразовател , подключенного к блоку пам ти, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И второй группы, элемента задержки, подключенного к выходу соответствующего элемента И второй группы , и с аналогоцифровым преобразователем, а выход подключен к счетчику, четвертую группу элементов И входы которых соединены с выходами аналогоцифрового преобразовател , а выходы подключены к другим входам регистров, и инвертор, введены второй сумматор, входы которого подключены к выходам усилителей, второй дешифратор , входы которого соединены с выходами соответствующего усилител  и второго сумматора , а выходы подключены к другим входам элементов И первой группьг, селектор импульсов, входы которого соединены с выходами ключей второй группы, а выходы подключены к одному входу первого сумматора , другой вход которого соединен с выходом инвертора, и к входу инвертора, шифратор , входы которого соединены с выходом второго дешифратора, а выходы подключены к другим входам элементов И второй и третьей групп, и формирователь сигналов начала отсчета, входы которого соединены с аналогоцифровым преобразователем, с первым и вторым дешифраторами, а выход  вл етс  другим выходом устройства.

На фиг. 1 а, б приведена амплитуднопространственна  характеристика (АПХ) измерительной системы устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства.

Устройство содержит нланшет 1 с двум  взаимно ортогональными шинами 2 и 3, перва  группа ключей 4 и 5: съемник 6 координат , содержащий две концентрические катушки, усилители 7 и 8, вторую группу ключей 9 и 10, первый сумматор 11, первый дешифратор 12, перва  группа элементов 13 и 14 И, селектор 15 импульсов, инвертор 16, второй сумматор 17, блок 18 пам ти, первый 19 и второй 20 генераторы импульсов, элемент 21 ИЛИ, счетчик 22, второй дешифратор 23, распределитель 24 импульсов, элемент 25 задержки, шифратор 26, втора  27, 28 и треть  29, 30 группы элементов И, аналогоцифровой преобразователь 31, четверта  группа элементов И 32, регистры 33 и 34 группа дешифраторов 35 и 36, формирователь 37 сигналов начала отсчета, состо щий из узла 38 пам ти, узел 39 выбора кодов и регистров 40 и 41.

На блок-схеме также показан интерпол тор 42, содержаший генератор 43 импульсов , элемент 44 И, элемент 45 ИЛИ, счетчик 46, дешифратор 47, триггер 48, дешифратор 49, блок 50 вентилей, дешифратор 51, блок 52 вентилей, блок 53 выбора кодов, элемент 54 И, счетчик 55, распределитель 56 импульсов, элемент 57 И, счетчик 58, распределитель 59 импульсов, элементы 60 и 61 ИЛИ, распределитель 62 кодов , элемент 63 И, элемент 64 ИЛИ, схему 65 сдвига, элемент 66 ИЛИ, регистр 67, схему 68 сдвига, блок 69 выбора кодов, регистр 70, блок 71 вентилей переноса, сумматор 72, распределитель 73 кодов, регистры 74 и 75, блок 76 пам ти.

Устройство работает следующим образом .

После установки съемника 6 координат в считываемую точку оператор запускает схему сигналом «Пуск. По этому сигналу генератор 20 одиночных импульсов через элемент 21 ИЛИ устанавливает счетчик 22 в состо ние, соответствующее выполнению первой операции перед началом работы схемы все запоминающие элементы были установлены в нулевое состо ние). При этом первый выход дешифратора 12 открывает ключ 4 и разрешает прохождение токового импульса с генератора 19, который возбуждает координатную шину 2, чем индуктируетс  сигнал в обеих катушках съемника 6 координат.

Так как в исходном состо нии при отсутствии сигнала со съемника 6 координат ключи 9 и 10 наход тс  в закрытом состо нии , то сигналы с выхода усилителей 7 и 8 поступают на вход сумматора 17, решающего задачу вычитани  аналоговых сигналов , с выхода которого разность этих сигналов поступает на один из входов дешифратора 23, на второй вход которого поступает сигнал с катушки меньшего радиуса

съемника 6 координат. Дешифратор имеет четыре выхода в зависимости от комбинации двух сигналов на входе. Сигналы же могут иметь как положительную, так и отрицательную пол рность. Четыре различных комбинации входных сигналов соответствуют положению съемника 6 координат в четырех различных зонах планшета 1. Эти зоны обозначены номерами I-IV на фиг. 1 (б). В зонах I и IV рабочими участками АПХ  вл ютс  части характеристик меньшей катушки съемника 6 координат, т.е. если сигнал с меньшей катушки и сигнал разности одной пол рности, то открываетс  ключ 10 через элемент 13 И, если же эти сигналы имеют разные знаки, то через элемент 14 И открываетс  ключ 9. Ниже приведена таблица состо ни  дешифратора 23.

20

25

30

Далее, пройд  один из ключей 9 или 10, сигнал поступает на селектор 15 импульсов по пол рности, причем положительные сигналы с первого выхода селектора поступают непосредственно на сумматор 11, а отрицательные сигналы, поступающие со второго выхода селектора 15, перед поступлением на сумматор 11 инвертируетс  инвертором 16. С выхода сумматора 17 сигнал поступает дл  запоминани  в блок 18 пам ти, а также на вход элементов 28 и 27 И. Прохождением импульса через эти схемы управл ет шифратор 26, имеющий следующую таблицу состо ний

50

55

++

Это означает следующее: при разрешающем потенциале на первом выходе шифратора 26 измерени  будут осуществл тьс  на возрастающих участках характеристики, в зонах I или III, а при разрешающем потенциале на втором выходе шифратора 26 - на ниспадающих участках II и IV. В первом случае сигнал с выхода сумматора 11, пройд  через открытый первым выходом шифратор 26 элемент 28 И, установит через элемент 21 ИЛИ счетчик 22 в новое состо ние, при этом третий выход дешифратора 12 определ ет наличие импульсов на первом выходе распределител  24. Эти импульсы, пройд  открытый элемент 29 И, поступ т на суммирующий вход АЦП 31, при этом будет формироватьс  возрастающее пилообразное напр жение.

Во втором случае сигнал с выхода сумматора 11, пройд  открытый вторым выходом шифратора 26 элемент 27 И и элемент 21 ИЛИ, установит счетчик 22 в состо ние, при котором по вл ютс  импульсы на первом выходе распределител  24. Эти импульсы , пройд  открытый элемент 30 И, поступ т на второй вход аналогоцифрового преобразовател  31 и установ т его в положение , соответствующее начальному максимальному напр жению. Этот же сигнал с выхода сумматора 11 через задержку, обусловленную наличием элемента 25 задержки, посредством элемента 21 ИЛИ, счетчика 22 и дешифратора 12 переключит распределитель 24 таким образом, что импульсы по в тс  на втором выходе распределител  24 и поступ т на вычитающий выход аналогоцифрового преобразовател  31, формируетс  убывающее пилообразное напр жение, с которым сравниваетс  сигнал со съемника 6 координат, запомненный в блоке 18, при работе устройства на участках II и

IVАПХ.

В момент сравнени  измер емого сигнала с эталонным напр жением АЦП 31 сигнал с его выхода через элемент 21 ИЛИ переключит счетчик 22 в состо ние, прекращающее поступление импульсов с распределител  24 и подготавливающее устройство к измерению координаты У, которое происходит аналогичным образом. Этот же сигнал обеспечит запись кода, полученного на информационном выходе АЦП 31 (измеренной координаты X) через элементы 32 И в регистр 33 (а при измерении координаты

Vв регистр 34).

Так как рабочие участки АПХ нелинейны и неодинаковы дл  всего пол  планшета , а кроме того измен ютс  с изменением положени  съемника вдоль проводника с током, то определение истинного рассто ни  от начала координаты планшета до съемника координат осуществл етс  в интерпол торе 42 методом обратной сплайн-интерпол ции , который может обеспечить любую заданную точность при неизменном алгоритме вычислений. Точность определ етс  количеством узловых точек, в которых известны значени  АПХ. В соответствии с количеством зон, на которые условно разбит планшет 1 в блоке 76 пам ти, хран тс  описани  (значени  узловых точек соответствующего количества АПХ измерительной системы ) . А поскольку начало измерени  координат различно дл  разных участков измерени , то в узле 38 пам ти формировател  37

хран тс  коды соответствующих начал координат (Хо, или УО).

Последовательность выполнени  операций вычислени  задаетс  счетчиком 46 и дешифрат-ором 47 интерпол тора 42. Счетчик 46 устанавливаетс  в положение, соответствующее выполнению первой операции вторым сигналом с выхода АГДП 31. Дешифратор 47 через элемент 57 И разрешает прохождение импульсов с генератора 43 на счетчик 58 импульсов и распределитель 59,

выполн етс  перва  операци  типа сложени . Счетчик 58 задает цикл сложени , состо щий из п ти тактов. При этом п тый импульс с выхода счетчика 58, поступа  через элемент 45 ИЛИ на вход счетчика 46 операций , устанавливает его в следующее состо ние , запрещающее поступление импульсов генератора 43 на счетчик 58, который при этом устанавливаетс  в начальное состо ние .

Во Брем  выполнени  тактов операции

типа сложение по первому сигналу с выхода распределител  59 импульсов осуществл етс  с ломощью блока 53 (через элемент 60 ИЛИ) выбор из блока 76 пам ти по адресу , определ емому дешифратором 49 (или 51) соответствующего числа, так как

на вход дешифратора 49 (или 51) подсоединены дешифраторы 35 (36) участков измерени , а также дешифратор 23, который дешифрует зону измерени  (при вычислении координаты X по записанной в регистре 34

измеренной координате У, а при вычислении координаты У по содержимому регистра 33 с координатой X), то число выбираетс  в соответствии с участком и зоной измерени , а также в нужной последовательности задаваемой счетчиком 58. По второму сигналу с выхода распределител  59 осуществл етс  запись этого чисЛа в сумматор 72. Адрес записи определ етс  состо нием дешифратора 47 операций.

Третий и четвертый сигналы аналогично первому и второму осуществл ют выбор из пам ти второго числа, запись его в регистр 70 и передачу его через блок 71 вентилей в сумматор 72. Полученный при этом результат п тым сигналом через элемент 66 ИЛИ с помощью распределител  73 кодов, управл емого дешифратором 47, записываетс  в регистр 67. Операци  сложени  на этом заканчиваетс , счетчик 46 устанавливаетс  в следующее состо ние, при котором

по вл етс  разрешающий сигнал на одном из выходов второй группы выходов (выходов , разрешающих выполнение команд умножени ) дешифратора 47.

.Сигналы генератора 43 через элемент 54 И поступают при этом на вход счетчика 55 команд умножени , который управл ет распределителем 56 импульсов. Следующа  операци  выполн етс  за две команды умножени . Первым импульсом распределител  56 импульсов осуществл етс  выбор из регистра 67 с помощью элемента 60 ИЛИ и блока 69 выбора кодов записанного там числа. Вторым сигналом осуществл етс  запись его в регистр 74 множимого и регистр 70 множител  через элемент 61 ИЛИ и распределитель кодов 62. Регистр 70 и сумматор 72 имеют схемы 65 и 68 сдвига вправо. Последовательность работы схемы далее определ етс  состо нием младшего разр да на выходе регистра 74. Если в нем записана «1, то к сумме частичных произведений , наход щихс  в сумматоре 72, сигналом с третьего выхода распределител  56 через схему 63 И и 64 ИЛИ добавл етс  множимое, т.е. из регистра 70 через блок 71 вентилей переноситс  на сумматор 72 множимое . Далее импульсом с четвертого выхода распределител  56 производитс  сдвиг вправо в сумматоре 72 и регистре 74. Если же в младшем разр де регистра 74 записан «О, то производитс  сдвиг без выполнени  сложени .

Последний импульс с выхода счетчика

55 переключает счетчик 46 в следующее состо ние и через элемент 66 ИЛИ записывает промежуточный результат в регистр 67. Во врем  следующих операций аналогичным образом выполн етс  умножение и сложение .

Последовательность выполнени  операций и их количество определ етс  счетчиком 46. Семнадцатый импульс счетчика 46 (так как всего операций шестнадцать) устанавливает счетчик 46 в начальное состо ние , подготовив тем самым устройство дл  вычислени  координаты У числа. Результат вычислени  последней операции записываетс  в регистр 75 и представл ет собой координату X местоположени  центра съемника относительно начала координат планшета. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных св зей между ними позволит повысить точность устройства при значительном упрощении конструкции планшета .

FJ

кш

УО

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет с взаимно ортогональными шинами, подключенными к выходам ключей первой группы, входы которых соединены с первым генератором импульсов и с первым дешифратором, подключенным к выходу счетчика и к входу распределителя импульсов, один выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, усилители, входы которых подключены к выходу съемника координат, а выходы соединены с одними входами соответствующих ключей второй группы, группу регистров, одни входы которых подключены к первому дешифратору, а выходы соединены с соответствующими дешифраторами группы, выходы которых являются выходами устройства, первую группу элементов И, выходы которых подключены к другим входам соответствующих ключей второй группы, первый сумматор, выход которого соединен с блоком памяти и с одними входами элементов И вто- рой группы, третью группу элементов И, одни входы которых подключены к распределителю импульсов, а выходы соединены с другими входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к блоку памяти, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И второй группы, элемента задержки, подключенного к выходу соответствующего элемента И второй группы, и с аналого-цифровым преобразователем, а выход подключен к счетчику, четвертую группу элементов И, входы которых соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, а выходы подключены к другим входам регистров, и инвертор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй сум- § матор, входы которого подключены к выхо- ~ дам усилителей, второй дешифратор, входы которого соединены с выходами соответствующего усилителя и второго сумматора, а выходы подключены к другим входам элементов И первой группы, селектор импульсов, входы которого соединены с выходами ключей второй группы, а выходы подключены к одному входу первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом инвертора, и к входу инвертора, шифратор, входы которого соединены с выходом второго дешифратора, а выходы подключены к другим входам элементов И второй и третьей групп и формирователь сигналов начала отсчета, входы которого соединены с аналогоцифровым преобразователем, с первым и вторым дешифраторами, а выход является другим выходом устройства.

   SU „,„1164754 >