Двохкоординатний скануючий цифроаналоговий перетворювач

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) SIL (51)5 1566483 А1 Н 03 М J 7 6 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4471519724-24 (22) JO.05.88 *' (46) 2 3 . 0 5 . 9 0 . Бюл. № 19 (71) Институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72)В.П. Деркач, Э.П.Райчев, Л.М. Попилов и О.Э.Раичев (53) 681.325(088.8) (56) А в т о р с к о е с в и д е т е л ь с т в о СССР № 1215087, к л . G 05 В 19/04, 1 9 8 3 . А в т о р с к о е с в и д е т е л ь с т в о СССР № 1 3 6 3 4 7 3 , к л . Н 03 М 1/66, 1986, (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ „ ЦИФР0АНАЛОГ0ВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах связи ЭВУ с объектами управления. Цель изобретения расширение области применения за счет обеспечения возможности сканирования сложных профилей. Двухкоординатный сканирующий цифроаналоговый преобразователь содержит первый 1 и второй 2 цифроаналоговые преобразр С S СП СО Фиіі 1566483 ватели, блок 3 сопряжения с ЭВМ, первый и второй блоки 4, 5 формирования кодов координат, блок 6 переключения, первый 7 и второй 8 блпки Формирования сигналов переходного состояния, первый 9 и второй 10 формирователи адресных сигналов, каждый из которых выполнен на счетчике 11, запоминающем устройстве 12 кода координаты и уст10 ройства 13 сравнения. Блок формирования кодов координаты содержит регист ры 14, 15 перезаписи кодов, запоминающие устройства 16, 17 прирашений кодов координат, сумматоры 18, 19, регистры 20, 21 кодов координат и коммутатор 22. Положительный эффект д о стигнут за счет введения формирователей 9, 10 адресных сигналов и запоминающих устройств 16, 17 и п е р е р а с пределения функций управления между Э М и данным устройством. 1 з . п . ф - л ы , В 4 и л . , 3 табл. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано 20 в устройствах связи ЭВМ с объектами управления. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности сканирования сложных про- 25 филей. На Фиг. 3 представлена Функциональная схема устройства і на фиг .2-4 фигуры сложного профиля, которые могут быть обработаны с помошью предла30 гаемого преобразователя. Двухкоординатныи сканирующий цифроаналоговый преобразователь содержит первый 1 и второй 2 цифроаналоховые преобразователи, блок 3 сопряжения с 35 ЭВМ, первый 4 и второй 5 блоки формирования кодов координат, блок 6 переключения, первый 7 и второй 8 блоки формирования сигналов переходного состояния, первый 9 и второй 10 Фор- 40 мирователи адресных сигналов, каждый из которых выполнен на счетчике 11, запоминающем устройстве (ЗУ) 12 кода координаты и устройстве 13 сравнения. Блок формирования кодов координаты вы- 45 полнен на двух регистрах 14 и 15 перезаписи кодов, двух запоминающих устройствах 16 и 17 прирашений кодов координат, двух сумматорах 18 и 19, двух регистрах 20 и 21 кодов коорди- 50 нат и коммутаторе 22. Двухкоординатныи сканирующий цифро аналоговый преобразователь работает следующим образом. Каждый из цифроаналоговых преоб55 разователей (ЦАП) 1 и 2 может в процессе работы находиться в установившемся или переходном состояниях. В первом случае выходной сигнал ЦАТ 1(2) имеет постоянный уровень, соответствующий коду на выходе блока 4(5) формирования кодов координаты. В переходном состоянии уровень выходного сигнала ЦАП 1(2) изменяется с постоянной скоростью от одного (исходного) состояния до другого (конечного) . Изменение выходного сигнала ЦАР начинается с момента подключения на его вход кода с второго регистра 21 кода координаты взамен первого (20) и наоборот. Управление занесением кодов в регистры 20 и 21 организовано так, что занесение осуществляется всегда в тот из двух регистров данной координаты, который не подключен коммутатором 22 к ЦАП 1. Значение скорости изменения уровня выходного сигнала устанавливается в каждом из ЦАП 1 и 2, до начала работы по входам коррекции. Выходные сигналы обоих ЦАП задают положение рабочего органа (например, электронного луча) на плоскости. При изменении сигнала на выходе ЦАП 1 рабочий орган перемешается с постоянной скоростью вдоль оси ОХ, а при изменении сигнала на выходе ЦАП 2 - вдоль оси ОТ. Переключение регистров 20 и 21 координат X и Y может осуществляться как по командам ЭВМ, так и автоматически. В первом режиме регистры переключаются в такой очередности, какую им предписывает ЭВМ, во втором - поочередно в каналах координат У и Y, причем сигналом для переключения регистров в одном из каналов служит окончание переходного состояния ПАП в другом канале.Эта управляющая связь осуществляется с выхода ЦАП 1 через блок 7 формирования сигнала переходного сое 1566483 тояния и блок 6 переключения на управдля первого трапецоида. По той »е ляющий вход коммутатора 22 координапричине нет необходимости заносить в ты Y и, соответственно, с выхода ЦАР ЗУ 12 координаты X опорных точек, 2 через блоки 8 и 6 на управляющий с кроме координаты точки Б Xg = Х^. вход коммутатора 22 координаты X. Нет необходимости также заносить в Вся информация, необходимая для ЗУ 16 и І7 приращения А У 4 2 » &X 1 э ,. работы преобразователя, заносится в и ІХд і , равные нулю, если соответисходном положении. Для сканирования ствующие ячейки ЗУ предварительно сложного изображения, состояаіего из 10 очищены. Кроме того, поскольку п трапецоидов в регистры 20 и 21 изображение имеет только два сдвига заносятся соответственно координаты на стыках трапецоидов, то в ЗУ 12 Х ^, (У4, первых в направлекоординаты Y достаточно занести конии сканирования трех вершин линии ординаты Y только шести опорных тосканирования (их можно занести также J5 чек''А Ж Л ЇЇ У Ч. в нулевые ячейки памяти ЗУ 16 и 17, Исходная информация, необходимая откуда они затем заносятся в регистры д л Я сканирования изображения (фиг.2), 20 и 21). В ЗУ 16 и 17, начиная с сведена в табл.1 с указанием ЗУ и первых ячеек памяти, в общем случае номеров их ячеек. 20 заносятся соответственно приращения Остальная информация, а именно коД Х ^ , * Х 2 < 1 , &Y.1J, uYgj, коордиординаты остальных вершин линии сканирования, вычисляется в процессе нат вершин линии сканирования для сканирования в самом преобразователе каждого трапецоида и сдвиги Д Х , , , , , ^/'. ко и заносится в регистры 20 и 21 без ~ ординат вершин линии сканирования для 25 участия ЭВМ. Вычисление осуществлятех трапецоидов, где они имеются, а ется с помощью сумматоров 18 и 19 в в ЗУ 12 - координаты X (Y) опорных результате суммирования координат, точек изображения, по достижении копереписанных в регистры 14 и 15 из торых в процессе сканирования осущерегистров 2 0 и 21 , с приращениями . ствляется автоматическая смена при30 или сдвигами этих координат, считываращений и(или) сдвигов по осям 0Y и емыми из соответствующих ячеек ЗУ ОХ, соответственно, и происходит пе16 и 17. Занесение вычисленных коорреход от одного трапецоида к другому динат из сумматоров в регистры коорВ указанных обозначениях с двойдинат осуществляется в каждом из каными индексами первый индекс 1 или 2 3 5 налов преобразователя после очередозначает для приращений и сдвигов, ного переключения регистров этого что они должны быть осуществлены с канала в тот из регистров, который помощью регистров кодов координат, в данный момент не подключен к ЦДЛ, в которые в исходном положении заноа занесение координат в регистры песились соответственно координаты X,, Y 4 40 резаписи, напротив, осуществляется или Х 2 , Y^. Второй индекс і для прив те из них, которые через свой сумращений означает номер трапецоида, матор соединены с регистром коордик которому относится данное прирашенат, подключенным в данный момент к ние, а индекс і/і+1 для сдвигов ЦАП канала, т.е. занесение в регистместо сдвига на стыке 1-го и (і+1)- 45 ры координат и регистры перезаписи го трапецоидов. В качестве индексов осуществляется в различные интервалы координат опорных точек используются (такты) времени. Тактирование блоков обозначения этих точек. преобразователя осуществляется автоВ каждом конкретном случае учет матически с помощью блока 6. Формы изображения, особенностей скани- 50 Занесение исходной информации рования и отличий преобразователя поз(табл.1) осуществляется следующим воляет сократить по сравнению с общим образом. случаем объем исходной информации, Например, у изобрежения (Фит.2) отПри выключенном рабочем органе и сутствуют сдвиги тто оси 0Y, а прира- 55 установленных в нуль регистрах и щения координат Y одинаковы для всех ячейках ЗУ ЭВМ в режиме переключения трапецоидов, поэтому достаточно зарегистров по командам ЭВМ посылает нести в ЗУ 16 и 17 только координачерез блок 3 в блок 6 команды на подты У„ , Хг и приращения AY ^ , ДУ %ц ключение регистра 2І соответствующей 1566483 координаты к Ц П 1 и 2. Блок 6 выраА батывает соответствующие сигналы и с помощью коммутаторов 22 осуществляет это подключение. Затем Э М ч е В рез блок 3 заносит в счетчик 11 к о о р динаты Y через, его вход загрузки . двоичный код МО - адрес шестой ячейки ЗУ. С выхода слетчика 11 этот адрес подается на адресные входы ЗУ 16 и 17 координаты X, ЗУ 12 координаты Y, а затем Э М через блок 3 заносит В по этому адресу в шестые ячейки ЗУ 16 и 17 соответственно прираш.ения A X £ 4 , Далее, подавая, на вхоД1^ счетчика И код'101 = 5, ЭВМ заносит в пятую ячейку ЗУ Ь2 блока J0 код координаты Y j . Затем аналогичным обра^ зом заносится информация табл.З в соответствующие ЗУ соответствующей 20 координаты (X и Y ) . Из нулевых ячеек ЗУ 16 коды координат Х.() Y 4 через сумматоры 18 заносятся соответственно в регистры 20, поскольку последние в данный момент не подключены к ЦАП 25 1 и 2. Затем ЭВМ посылает команду на переключение регистров 20 и 23 координаты X, в результате чего к ЦАП 1 вместо регистра 21 подключается регистр .20. При этом код координаты У 2 30 из нулевой ячейки ЗУ 17 заносится в отключенный регистр 21, код координаты X ^ переписывается из регистра 20 в регистр 14 и на выходных шинах ЦАП 1 появляется аналоговый сигнал, эк35 вивалентный коду координаты Xj . После этого ЭВМ посылает к-оманду на переключение регистров 20 и 21 координаты Y и указанный процесс повторяется. Рабочий орган устанавливается в 40 точку А с координатами Х^, Y^. Одновременно с подачей кода координаты Y. на вход ЦАП 2 Э этот код подается также на второй вход устройства 13 сравнения формирователя-10. На другой 45 вход устройства 13 подается такой же код Y^ точки А, считываемый из нулевой ячейки ЗУ 12 блока 10. В устройстве 13 осуществляется их поразрядное сравнение и, поскольку коды одинаковы, блок 13 выдает сигнал на счетный (тактовый) вход счетчика 11 блока 10. Но так как на управляющем входе счетчика П отсутствует сигнал, разрешающий счет, то счетчик продол- ее жает находиться в нулевом исходном состоянии, в которое его установила Э М перед занесением информации в В нулевые ячейки ЗУ 16, 17 и 12. На 8 этом занесение информации и подготовка преобразователя к сканированию заканчиваются , Сканирование изображения (Фиг.2) в наиболее эффективном режиме работы с автоматическим переключением регистров- и соответствующая обработка изображения осуществляются следующим образом. ЭВМ дает команду на переключение регистров 20 и 21 блока 4 и одновременно команду на включение рабочего органа, например электронного луча. В результате блок 6 с помощью коммутатора 22 подключает на вход ЦАП І регистр 2\ взамен регистра 20, • аналоговый сигнал на выходных шинах . ЦАП 1 начинает линейно изменяться от уровня, соответствующего ходу Х|, до уровня, соответствующего ходу Xg, записанному в регистре 21 , а рабочий орган равномерно перемещается из точки А в точку Б, обрабатывая обра-v зец вдоль отрезка АБ. ЭВМ в это время:посылает в блок 6 код режима работы с автоматическим переключением регистров. В это же время код Х- переписывается в регистр 15 из регистра 21 . С момента- начала изменения сигнала на выходе ЦАП І блок 7 вырабатывает сигнал переходного состояния ЦАП J и подает его в блок 6, а последний подает на управляющий вход счетчика 1 1 блока 10 разрешение на счет. В результате состояние счетчика І 1 под воздействием сигнала из устройства 13 изменяется с 000 на 001, а на адресные входы ЗУ 16 и 17 блока .4 и ЗУ 12 блока 10 подается новый адрес 001 . По этому адресу из первой ячейки ЗУ 16 считывается код Д Х И (табл.1), складывается в сумматоре 18 с кодом Х 1 ( поступающим из регистра 14, и сумма = X представляюЩая.сабой код координаты X точки Г, заносится в отключенный от ЦАТ 1 р е гистр 20. По этому же адресу из п е р - . вой ячейки ЗУ 12 блока 10 считывается код координаты Y^ и подается на первый вход устройства 13,. но поскольку имеет место несовпадение кода Y^ с кодом Y. , подаваемым на второй вход,- то устройство 13 снимает свой сигнал с входа счетчика 11 блока 10. Из нулевой ячейки ЗУ 12 блока 9, н а чиная с исходного положения, считывается код У^ точки Б и подается на первый вход устройства 13. На второй вход этого устройства в исходном п о 10 1566483 блока 4 и начинается сканирование ofи, таким об ложении подавался код разом, имело место несовпадение кодов. Теперь после переключения регистров 20 и 21 и подключения регистра 21 к ЦА.П 1 на второй вход устройства 13 подается также код Х £ . В устройстве 13 производится их поразрядное сравнение и поскольку коды совпадают, то устройство 13 вырабатывает и пода 10 ет на счетный вход счетчика II блока 9 соответствующий сигнал. Но так как на управляющем входе счетчика 11 отсутствует сигнал, разрешающий счет, то счетчик находится в нулевом исход 15 ном состоянии. После окончания изменения сигнала на выходе ЦАП 1 и установки рабочего органа в точку Б блок 7 формирует сигнал об окончании переходного состоя- 20 ния ЦАП З, а блок 6 на основании этого сигнала и в соответствии с установленным режимом автоматического переключения регистров подключает с помощью коммутатора 22 блока 5 на вход 25 ПАП 2 регистр 21 взамен регистра 20 и одновременно снимает с управляющего входа счетчика Л блока J0 сигнал, разрешающий счет. 3 результате аналоговый сигнал на выходе ЦДЛ 2 начиЗО нает линейно изменяться от уровня, соответствующего коду Y^, до уровня, соответствующего коду Y 2 , записанному в регистре 23, а рабочий орган равномерно перемещается из точки Б в 35 точку В, обрабатывая образец вдоль отрезка БЕ. В это время в узлах и блоках канала координаты Y выполняются процессы, аналогичные указанным в канале координаты X при перемещении луча из точки А в точку Б. Управление 40 электронным лучом по координатам X и Y продолжается до достижения точки Е (фиг.2). После достижения точки Е блок 6 по 45 сигналу блока 7 об окончании переходного состояния ЦАП 1 подключает на вход ЦАП 2 регистр 21 блока 5, в котором записан код Y^ и начинается сканирование и обработка отрезка ЕЖ. t Одновременно код У ж подается также 'на второй вход устройства 13 блока 10. Так как на первый вход этого устройства из первой ячейки ЗУ 12 подается такой же код Y^, то устройство 13 вы-г рабатывает и подает на счетный вход счетчика II сигнал о совпадении кодов. После достижения точки Ж блок 6 подключает на вход ЦАЇЇ 1 регистр 20 резка ЖЗ, о чем блок 7 сигнализирует блоку 6. Последний, получив этот сигнал, дает разрешение счетчику И блока 10 на счет. Состояние счетчика изменяется с 001 на 03 0, и на вход ЗУ I6 и 17 блока 4 и ЗУ 12 блока J0 поступает новый адрес 0J0, по которому считывается информация из вторых ячеек этих ЗУ. Б результате приращение Д Х ? < заменяется нэ сдвхг Д Х^ ,/£,приращение ЛХ