Интерполятор для шагового графопостроителя

Интерполятор для шагового графопостроителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалисткческик

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТ ЕЛЬ СТВУ 736137 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено20.03.78 (2!) 2592308/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовамо 25.05 80 Бюллетень Ле 19

Дата опубликования описания 28.05.80 (51)М. Кл.

G 06 К 15/00

1ооударотвенный комитет

СССР.

10 делам изобретений н открытий (53) УД К 681.327, .54.22 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Дронов, И. Ю. Когге и А. В. Балаболин (7I) Заявитель (54) ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ ШАГОВОГО

ГРАФОПОСТРОИТЕЛЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для регистрации графической информации, выводимой из ЭВМ на шаговый графопостроител ь.

Известно устройство, содержашее. блок ввода - управления, интерполятор, триггеры, вентили, блок управления, шаговые двигатели, датчики, разделительные схемы, счетчики, линии задержки, генератор импульсов Pl)

Недостаток этого устройства — информацяонная избыточность при обмене информационными и служебными сигналами с внешними устройствами (ЭВМ, устройствами считывания с перфокарт, магнитной ленты), обусловленная необходимостью одновременного задания в интерполяторе кодов двух независимых величин: двух координатных приращений Х и Y каждой последующей узловой точки чертежа или координатного приращения Y и тангенса угла наклона вычерчиваемой линии. Это увеличивает разрядность информационного

2 слова при обмене, т. е. увеличивает информационную избыточность, что приводит к большой занятости каналов связи, усложняет работу ЭВМ в мультиплексном режиме, при обмене с несколькими периферийными устройствами ввода-вывода информации.

Наиболее близким по технической суш-;ности к предлагаемому техническому решению является интерполятор для шагового графопостроителя, содержащий служебный и информационный регистр, блок управления, одни из входов которого соединены с одними нэ разрядных выходов служебного регистра, генератор тактовых импульсов, подключенный через первый элемент H ко входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента

И и ко входу. второго. счетчика, выход которого соединен со входом третьего счетчика (2) .

736137

Недостатком известного интерпопятора для шагового графопостроителя является то, что он не обеспечивает требуемой точности интерполятора при вычерчивании наклонных прямых из-за грубого коэффициента деления первого счетчика, что связано с тем, что генератор тактовых импульсов выдает серию импульсов, равную максимальной входной частоте шагового привода устройства.

Цель изобретения - повышение точнос. ти интерполятора.

Поставленная цель достигается тем, что интерполятор для шагового графопостроителя содержит четвертый счетчик, второй и третий коммутаторы, управляющий триггер, три блока задания уставки, выходы которых подключены к установоч1 ным входам |соответствующих счетчиков, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом четвертого счетчика, выход которого подключен к одному из

ax,oä0a второго элемента И, другой вход которого соединен с одним из выходов первого элемента И, и одним из выходов управляющего триггера, другой выход которого подключен к соответствующему входу блока управления, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блоков задания уставки и одним из входов управляющего триггера, другой вход которого подключен к выходу третье го счетчика и второму управляющему входу первого блока задания уставки, информационные входы которого соединены с одними из разрядных выходов информационного регистра, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока задания уставки, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого счетчика, информационные входы третьего блока задания уставки подключены к одному разрядному выходу информационного регистра, а второй управляющий вход третьего блока задания уставки соединен с выходом второго счетчика, выходы первого коммутатора соединены с импульсными входами второго и третьего коммутатора, а управляющие входы комму таторов подключены к другим разрядным выходам служебного регистра, дополнительный разрядный выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента И.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого интерполятора; на фиг. 2 — график выводимой интерполято-! ,ром информации; на фиг. 3 — циклограмма работы интерполятора.

Интерполятор для шагового графопостроителя содержит служебный 1 и информационный 2 регистры (фиг. 1), блок 3 управления, первый, второй и третий счетчики 4, 5 и 6 соответственно, три блока 7, 8 и 9 задания уставки, ге10 нератор 10 тактовых импульсов, четвертый счетчик 11, три коммутатора 12, 13 и 14, два элемента И 15 и 16, управляющий триг, гер 17. Позициями 18-24 обозначены соответствующие входы и выходы интерполято15

Генератор 10 тактовых импульсов, подключен через первый элемент И 15 ко входу первого счетчика 4, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора 12; второй вход которого подключен к выходу второго элемента И

16 и ко входу второго счетчика 5, выход которого соединен со входом третьего счетчика 6, abeоды блоков 7, 8 и 9 задания уставки подключены к установочным входам соответствующих счетчиков

4, 5 и 6, выход генератора 10 тактовых импульсов соединен со входом четвертого счетчика 11, выход которого подключен к одному из входов второго

30 элемента И 16, другой вход которого соединен с одним из выходов управляющего триггера 17, другой выход которого подключен к соответствующему входу блока 3 управления, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блоков 7, 8 и 9 уставки и одним из входов управляющего триггера(1У

<0 другой вход которого подключен к выходу третьего счетчика 6 и второму управляющему входу первого блока 7 задания уставки, информационные входы которого соединены с одними из разрядных выходов

45 информационного регистра 2, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока 8 задания уставки, второй управляющий вход которого соединен с выходом

50 первого счетчика 4, информационные входы третьего блока 9 уставки подключены к одному разрядному выходу информационного регистра 2, а второй управляющий вход третьего блока 9 задания уставки соединен с вьщодом второго счетчика 5, выходы первого коммутатора 12 соединены с импульсными входами второго и третьего коммутаторов 13 и 14, а управляющие входы коммутаторов 12, 13

5 7 и 14 подключены к другим разрядным выходам служебного регистра 1, дополнительный разрядный выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента И 15.

Интерполятор для шагового графопостроителя работает следующим образом .

Перед началом работы схема предложенного устройства приводится в исходное состояние, в результате чего первый счетчик 4, второй счетчик 5, третий счетчик 6 и управляющий триггер 17 устанавливаются в исходное, нулевое состояние, первый коммутатор 12 по первому информационному выходу подготавливает цепь для сигналов, поступающих с первого счетчика 4, частота которых может меняться от максимальной частоты шагового привода графопостроителя до минимальной частоты, обеспечивающий минимальный угол наклона вычерчиваемого отрезка, по второму информационному выходу первого коммутатора 12 подготавливается цепь для сигналов, поступающих с выхода второго элемента И

16, частота которых равна максимальной частоте шагового привода, второй коммутатор 13 подготавливает цепь на выход

21 устройства для работы шагового при« вода по координате 1 в прямом направлении, а третий коммутатор подготавливает цепь на выход 23 устройства для работы шагового привода по координате

Х в прямом направлении, а с первого управляющего выхода блока 3 управления на выход 19 устройства выдается сигнал запроса, говорящий о готовности устройства к приему вводимой графической информации, а чертежный элемент графопостроителя устанавливается в исходную точку м, (ф .2).

Работа устройства начинается с анализа внешним устройством (например ЭВМ состояния выхода 19 устройства, и, в случае получения разрешающего сигнала на ввод информации в устройство, осуществляет запись в регистры 1 и 2 информации на вычерчивание первого графического отрезка М -М1 (фиг. 2). Эта информация содержит координату приращения первой точки чертежа, тангенс угла наклона вычерчиваемого отрезка Мо -М4 и служебную информацию.

Информационный регистр 2 содержит информацию о длине и тангенсе угла наклона вычерчиваемого отрезка, которая содержит дополнительный поразрядный

36137 б код для третьего счетчика 6, первого счетчика 4 и второго счетчика 5.

Служебный регистр 1 содержит информацию о направлении вычерчиваемого отрезка, о выборе пера и шага привода

5 графопостроителя.

Работу предложенного устройства рассмотрим на примере вычерчивания графической информации, изображенной на фиг.2.

Так как первый выводимый отрезок

М о -N, имеет только одно из приращений по координате Х и содержит целое число базовых отрезков,. то информационный регистр 2 будет содержать дополнитель15 ный поразрядный код, который поступает на информационные входы первого блока 7 задания уставки, определяя количество базовых отрезков. На информационные входы блоков 8 и 9 задания уставки ин20 формация с регистра 2 не поступает, так как выводимый отрезок не содержит наклона и величина его больше базового отрезка. Элемент И 15 будет закрыт сигналом, поступающим на третий вход с одного из выходов служебного регистра

1, запрещая работу первого счетчика 4.

Коммутаторы 12, 13 и 14 будут находиться в исходном состоянии, и, следовательно, на выход 23 устройства будет подготовлена цепь, по которой будут поступать выходные сигналы с частотой, равной максимальной выходной частоте шагового привода для ртработки координаты Х в прямом напряжении. Служебный регистр 1 выдает информацию на исполнительные входы блока 3 управления для выбора шага и пера графопостроителя, а также для формирования командй поднять или опустить перо.

После того, как вводимая графическая информация будет записана в регистры

1 и 2,с выхода 19 устройства (фиг. 3 a) выдается сигнал запрета на ввод следую) щей графической информации, говорящий о том, что устройство готово к работе.

Затем на вход 18 устройства (фиг. 3 б) поступает сигнал пуска, который, воздействуя на первый управляющий вход блока

3 управления, выдает из блока 3 информа50 цию на исполнительные выходы 20 устройства (фиг. 3 в) для лодготовки графопостроителя к работе (выбирает шаг, выбирает номер пера и формирует команду опустить выбранное перо), для вычерчива55 ния отрезка N Ì, (фиг. 2). Затем с третьего управляющего выхода блока 3 управления поступает сигнал (фиг. 3 г) оа первые управляющие входы блоков 7, 7 7361

8 и 9 задания уставки, осуществляя первичную уставку дополнительного кода в счетчики 4, 5 и 6. Однако, уставка дополнительного кода будет осуществлена только в третий счетчик 6, так как на информационные входы блоков 8 и 9 задания уставки информация с регистров 1 и 2 не поступает.

После этого со второго управляющего выхода блока 3 управления поступает >0 сигнал (фиг. 3 д) íà S вход управляющего триггера 17, по которому управляющий триггер 17 устанавливается в единичное состояние (фиг. 3 е). С единичного выхода управляющего триггера 17 поступает разрешающий сигнал на вторые входы первого и второго элемента И

15 и 16.

Однако, первый элемент. И 15 закрыт сигналом, поступающим с одного из. выходов информационного регистра 2, Входная частота, поступающая с гене

Ф ратора 10 тактовых импульсов на четвертый счетчик 11, делится им до частоты, равной максимальной входной частоте шагового привода. Эта частота чере; второй элемент И 16, первый и третий коммутаторы 12 и 14 поступает. на выход 23 устройства, а далее на шаговый привод графопостроителя, который будет отрабатывать данный графический отрезок

Мо -М, (фиг, 2).

В процессе работы графопостроителя счетчики 5 и 6 устройства будут заполняться входными сигналами, поступаюши35 ми с выхода второго элемента И 16.

Сигнал переполнения третьего счетчика 6, поступая на R Вход упраВляющего триггера 17, устанавливает его в нулевое состояние. Триггер 17 запрещает работу

40 второго элемента И 16, и на выход 23 устройства прекращают поступать сигналы. Шаговый привод графопостроителя прекращает работу. На этом заканчивает45 ся работа устройства по вычерчиванию отрезка М q -М 1 (фиг. 2) .

Перед . вычерчиванием второго графического отрезка М -N z (фиг. 2) схема .

50 устройства приводится в исходное состояние, регистры 1 и 2 очищаются от ранее введенной информации, Затем в регистры

1 и 2 вводится информация, соответствующая второму вычерчиваемому отрезку

М -М, длина которого составляет целое число базовых отрезков.

Так как второй выводимый отрезок

М -М имеет только одно из приращений по координате Y и содержит целое число базовых отрезков, то информационный регистр 2 будет содержать дополнительный код, который поступает на информационные входы первого блока 7 задания устявки, определяя количество базовых отрезков.

На информационные входы блоков 8 и

9 задания уставки информация с регистра

2 поступать не будет, так как выводимый отрезок не содержит наклона и величина его больше базового отрезка. Элемент И

15 будет закрыт сигналом, поступающим на третий вход с одного из выходов служебного регистра 1, запрещая работу первого счетчика 4.

Первый коммутатор 12 по сигналу, поступающему на его управляющий вход с регистра 1, подготавливает цепь с выхода второго элемента И 16 на вход второго коммутатора 13, а второй коммутатор 1 3 по сигналу, поступающему на его управляюший вход с регистра 1, коммутирует эту цепь на выход 22 устройства для отработки координаты Y в обратном направлении.

Служебный регистр 1 содержит информацию о выборе шага и пера, а также формирует команду опустить перо. После того, как вводимая графическая информация будет записана в регистры 1 и 2 с выхода 19 устройства (фиг. 3 а ) выдается сигнал запрета на ввод следующей графической информации. Затем на вход 18 устройства (фиг. 3 б) поступает сигнал пуска и устройство начинает работать по ранее описанному режиму работы.

Входная частота, поступающая с генератора 10 тактовых импульсов на четвертый счетчик 11 (фиг. 3 ж), делится им до частоты, равной максимальной входной частоте шагового привода. Эта частота через второй элемент И 16, первый и второй коммутаторы 12 и 13 поступает на выход 22 устройства (фиг. 3 и ) для отработки координаты Y в обратном направлении, Эти сигналы поступают на шаговый привод графопостроителя, который будет отрабатывать данный гряфичес— кий отрезок М, -М„(фиг. 2).

По описанному процессу работы устройства сигнал переполнения, поступающий выхода счетчика 6, устанавливает управляющий триггер 17 в нулевое состояние, который запрещает работу элемента

И 16, и на выход 22 устройства (фиг. 3 и, прекращают поступать сигналы. Шаговый ,привод графопостроителя прекращает работу. На этом заканчивается работа угт9 736 ройства по вычерчиванию отрезка М1-М (фиг. 2).

Вычерчивание отрезка М -М (фиг. 2), содержащего целое число базовых отрезков, будет происходить аналогично ранее описанным режимам раф>ты устройства, эа исключением того, что будет разрешена работа элемента И 15 и, кроме того, информация, поступающая с регистров 1 и 2 будет поступать не только на инфор- 10 мационные входы первого блока 7 задания уставки, задающие количество базовых отрезков, но и на информационные входы второго блока 8 задания уставки, эадаюшие требуемый коэффициент деления счетчика 4. Так как вычерчиваемый отрезок М -M> имеет соотношение катетов 1:2, то коэффициент деления его должен быть в два раза больше, чем коэффициент деления четвертого счетчика

11. Следовательно, с выхода счетчика 4 на первый информационный вход первого коммутатора 12 будет поступать частота в два раза реже, чем с выхода счетчика 11, а с выхода второго элемента

И 16 частота будет поступать на второй информационный вход коммутатора 12.

Далее эти частоты поступают на входы второго и третьего коммутаторов 13 и

14, соответственно, и далее на выходы

21 и 23 устройства (фиг. 3 л, к).

По поступлению сигнала с выхода счетчика 6 триггер 17 устанавливается в нулевое состояние. Шаговый привод графопостроителя прекращает работу. На этом заканчивается работа устройства по вычерчиванию отрезка М -М (фиг.2).

По вычерчивании отрезков, меньших по величине, чем базовый отрезок; с ре40 гистра 2 поступает сигнал на информационные входы третьего блока 9 задания уставки, который по началу работы устройства записывает единичный код в каждый счетный разряд счетчика 5, тем

45 самым исключая его иэ работы при вычерчивании данного отрезка. Счетчик 6 используется в данном случае как базовый счетчик с переменной базовой величиной которая будет определяться в зависимости

50 от информации на информационных входах первого блока 7 задания уставки. Далее процесс вычерчивания данного отрезка аналогичен ранее описанным.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами позволяет использовать генератор импульсов, выдаюший серию импульсов с частотой на порядок и более выше, чем

137

10 максимальная входная частота шагового привода, делитель частоты, триггер, блоки уставки кода, что уменьшает ошибку эа счет дискретности и существенно повышает тонность выводимой графической информации.

Формула изобретения

Интерполятор для шагового графопостроителя, содержащий служебный и информационный регистры,, блок управления, одни из входов которого соединены с одними иэ разрядных выходов служебного регистра, генератор тактовых импульсов, подключенный через первый элемент И ко входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И и ко входу второго счетчика, выход которого соединен со входом третьего счетчика, о т— л и ч а ю шийся . тем, что, с целью повышения точности интерполятора, он содержит четвертый счетчик, второй и трегий коммутаторы, управляющий триггер, три блока задания уставки, выходы которых подключены к установочным входам соответствующих счетчиков, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом четвертого счетчика, выход которого подключен к одному из входов второго элемента И, другой вход .которого сое-. динен с одним из выходов первого элемента И и одним из выходов унравляюше1о триггера, другой выход которого подключен к соответствующему входу блока управления, выходы которого соединены с первыми управляюшими входами блоков задания уставки и одним иэ входов управляюш его триггера, другой вход которого подключен к выходу третьего счетчика и второму управляющему входу первого блока задания уставки, информационные входы которого соединены с одними из разрядных выходов информационного регистра, другие информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока задания уставки, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого счетчика, информационные входы третьего блока задания уставки подключены к одному из разрядных выходов информационного регистра, а второй управляющий вход третьего блока задания уставки соединен с выходом второго счетчика, выходы первого коммутатора соединены с

736137

l2 импульсными входами второго и третьего коммутатора, а управляющие входы коммутаторов подключены к другим разрядным выходам служебного регистра, дополнительный разрядный выход которого сое- 5 динен с соответствующим входом первого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 272691, кл. 6 06 К 3/00, 13.06.68.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 528588, кл. G 06 К 15/00, 13. 05.7 4 (про тот и и).

736137

Составитель Т. Ничипорович

Редактор В. Зарванская Техред О. Легеза Корректор И, Панн

Заказ 2280/9 Тираж 751 Под лисное

)ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4