Устройство для вычисления полярных координат

Устройство для вычисления полярных координат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТ, содержащее два N-разрядных регистра кодов прямоугольных координат (N - разрядность аргумента), два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок памяти, регистр младших разрядов кода полярного угла и регистр результата, причем выход старшего разряда первого регистра кодов прямоугольных координат соединен с первым входом перво . го элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ, о тличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат , устройство содержит два блока сравнения, коммутатор, блок деления , счетчик, сумматор, регистр хранения частного, два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента ИЛИ, элемент И, причем выходы (N-1) младших разрядов первого и второго регистров кодов прямоугольных координат соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов первого блока сравнения и с первой и второй группами информационных входов коммутатора , первьй и второй управляющие входы которого подключены соответственно к выходам Больше и Меньше первого блока сравнения. jv,, 13 .т.: ---:::::L 2l5 / выход Равно первого блока сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с вькодом Больше первого блока сравнения, второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подклЮШН к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ i-й вход которого соединен с выходом i-ro младшего разряда первого регистра кодов прямоугольных координат (Л ( i 1, 2, N-1), второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ /соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом старшего разряда второго регистра кодов прямоугольных координат а второй вход соединен с выходом эле00 00 мента И, i-й вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом i-ro младсо шего разряда второго регистра кодов Од прямоугольгных координат, первая и вторая группа выходов коммутатора соединены соответственно с входами делимого и делителя блока деления, признак окончания деления которого соединен с входом разрешения счета счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра младших разрядов кода полярного угла и с адресными входамг блока памяти, выходы которого соединены с первой группой входов второго блока сравнения , вторая группа входов которого соединена с выходами регистра хране

„„SU„„1)8396!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S l) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752372/24-24 (22) 13 ° 04,84 (46) 07.10.85. Бюл, N 37 (72) В.Г. Розенталь, В.А. Камаев и М.Д. Михайлев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 762012, кл. G 06 F 7/22, 1981.

Патент США ¹ 3952187, кл. 238-186, опублик. 1971, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТ, содержащее два

N-разрядных регистра кодов прямоугольных координат (N — разрядность аргумента), два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок памяти, регистр младших разрядов кода полярного угла и регистр результата, причем выход .старшего разряда первого регистра кодов прямоугольных координат соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, о тличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, устройство содержит два блока сравнения, коммутатор, блок деления, счетчик, сумматор, регистр хранения частного, два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента ИЛИ, элемент И, причем выходы (N-1) младших разрядов первого и второго регистров кодов прямоугольных координат соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов первого блока сравнения и с первой и второй группами информационных входов коммутатора, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к выходам "Больше" и

"Меньше" первого блока сравнения, выход "Равно" первого блока сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом "Больше" первого блока сравнения, второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу второго элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ i-й

) вход которого соединен с выходом

i-го младшего разряда первого регист- Е ра кодов прямоугольных координат (i = 1, 2, N-1), второй вход перво-, го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соеди- С нен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом старшего разряда второго ре- увив .гистра кодов прямоугольных координат а второй вход соединен с выходом элемента И, i-й вход второго элемента

ИЛИ-НЕ соединен с выходом i-го младшего разряда второго регистра кодов прямоугольных координат, первая и вторая группа выходов коммутатора соединены соответственно с входами делимого и делителя блока деления, признак окончания деления которого соединен с входом разрешения счета счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра м разрядов кода полярного угла и с адресными входами блока памяти, выходы которого соединены с первой группой входов второго блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами регистра хране1183961 ния частного, информационные входы которого подключены к выходам блока деления, выход неравенства второго блока сравнения соединен с входом разрешения записи регистра младших разрядов кода полярного угла, вход управления инверсией которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с выходом старшего разряда первой группы информационных входов суммато-, ра, младшие разряды первой группы информационных входов которого подключены к шине логического нуля устройства, а вторая группа информационI

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения угловых координат объекта и т.п.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат при вычислении кода угла полярных координат, На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит регистры 1 10 и 2 кодов прямоугольных координат (регистр 1 для хранения кода координаты Х, регистр 2 для хранения координаты У), регистр 3 результата для хранения кода угла поляРных коорди- 15 нат, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, блок 6 памяти, регистр 7 мпадших разрядов кода полярного угла, первый блок 8 сравнения, коммутатор 9, блок 20

10 деления, регистр 11 хранения частного, второй блок 12 сравнения, счетчик 13, сумматор 14, первый

° Ь элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент

ИЛИ-НЕ 16, элемент И 17, первый, 25 второй и третий элементы ИЛИ 18, 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Двоичные коды прямоугольных координат Х и У, записанные соответственно в регистре 1 и в регистре 2, содержат и двоичных разрядов, причем старшие разряды кодов прямоугольных координат являются знаковыми:,поги ческая единица в старшем разряде ных входов сумматора подключена к выходам регистра младших разрядов кода полярного угла, входы трех старших разрядов регистра результата подключены соответственно к выходам третьего, второго и первого элементов ИЛИ, а входы младших разрядов регистра результата соединены с выходами сумматора, первый и второй входы элемента

И подключены к выходу старшего разря» да .первого регистра кодов поямоугольных координат и к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ соответственно.

2 кодов соответствует знаку "минус", логический нуль — знаку "плюс".

С целью уменьшения объема памяти три старших разряда кода угла полярных .координат вычисляются независимо от остальных младших разрядов.

Старший разряд кода угла полярных координат соответствует старшему разряду координаты У во всех случаях, за исключением точек, лежащих на оси абсцисс и имеющих отрицательные значения. Поэтому, при значении координаты У, равйом нулю, с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 16 на второй вход элемента И 17 поступит логическая единица, а на первый вход — старший разряд кода координаты Х, соответствующий значению логической единицы. В результате, старший разряд кода угла полярных координат станет равным логической единице. Третий элемент ИЛИ 20 объединяет выход элемента И.17 со старшим разрядом координаты У. Второй разряд кода угла полярных координат формируется первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, на входы которого подаются старший разряд кода координаты Х и старший разряд кода угла полярных координат.

Исключением являются точки, лежащие на оси ординат и имеющие положительные значения.

Поэтому, при значении координаты Х, равном нулю, на Выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 15 сформируется логическая единица, соответствующая

3 11839 второму разряду кода угла полярных координат. Второй элемент ИЛИ 19 объединяет выход первого элемента

ИЛИ-НЕ 15 с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 4. Третий разряд кода угла полярных координат формируется вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 5, на входы которого подаются второй разряд кода угла полярных координат и сигнал с первого блока 1р

8 сравнения, соответствующий логической единице при значении прямоугольных координат У > Х. Исключением являются точки, лежащие на диагонали, проходящей через I u III квадранты, Поэтому, при значении прямоугольных координат У = Х на третьем выходе первого блока 8 сравнения сформируется третий разряд кода угла полярных координат. Первый элемент ИЛИ 18 объ-., единяет выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с третьим выходом первого блока 8 сравнения.

Таким образом, три старших разряда кода угла полярных координат опре- 5 деляют номер октанта, в котором находится точка. Коду 000 соответствует первый октант, коду 001 — второй октант и т,д. Вычисление мпадших разрядов кода угла полярньж координат начинается с поступления двоичных кодов прямоугольных координат Х и У из регистра I и регистра 2 беэ старших .разрядов на первый блок 8 сравнения.

Сигналы управления с первого блока 8 сравнения поступают:на коммутатор 9.

В случае, когда значение двоичного кода координаты Х больше значения двоичного кода координаты У, коммутатор

9 направляет двоичный код координаты

Х в делитель, а двоичный код коорди40 наты У вЂ” в делимое. В противоположном случае двоичный код координаты Х поступает в делимое а двоичный код координаты У вЂ” в делитель делитель45 ного устройства 10. Частное от деления двоичного кода меньшей координаты на двоичный код большей координаты записывается в регистр 11. В момент окончания деления запускается двоичный счетчик 13,. на счетный вход

50, которого поступают тактовые импульсы.

С началом работы счетчика 13 и блока 6 памяти производится выборка

61 4 значений частного, которые пост лают на первые входы второго блока 12 сравнения таким образом, что с каждым тактовым импульсом arctg после— дующего значения больше arctic предыдущего значения на принятую дискретность преобразования. На вторые входы блока 12 сравнения поступает двоичный код частного от деления из хранения результатов деления регистра 11. В случае, когда двоичный код из блока 6 памяти станет равным коду из регистра 11 или превысит его, по сигналу с второго блока сравнения в регистр 7 младших разрядов полярного угла записывается двоичный код со счетчика 13, соответствующий порядковому номеру данного частного в блоке 6 памяти, Таким образом, в регистр 7 записываютсй младшие разряды, начиная с четвертого, кода угла полярных координат, образуемого осью большей прямоугольной координаты и направлением на данную точку.

Если точка находится в нечетном октанте, то третий разряд кода угла полярных координат соответствует логическому нулю и на третий вход регистра 7 (вход управления инверсией), а также на вход старшего разряда сумматора 14 Аи поступает логический нуль. Таким образом, на входы В сумматора 14 поступают младшие разряды кода угла полярных координат в прямом коде, а на входы А — код угла 0 . На выходе сумматора 14 формируется код, соответствующий коду на входе В.

Если точка находится в четном октанте, то третий разряд кода угла полярных координат соответствует логической единице и на третий вход регистра 7 (вход управления инверсией), а также на вход старшего разряда сумматора 14 (вход А) поступит логическая единица. Таким образом, на входы В сумматора 14 поступают младшие разряды кода угла полярных координат в инверсном коде, а- на входы А — код угла 45 .

Вычисленный код угла полярных координат записывается в регистр 3.

1183961

Составитель С. Куликов

Техред Т.Дубинчак

Корректор И. Муска

Редактор Н. Гунько

Подписное

Заказ 6271/48 Тираж 709

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

7:.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4