SU1550550A1 - Устройство дл считывани графической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  автоматизации преобразовани  графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в ЭВМ. Цель изобретени  - повышение точности считывани  графической информации. Цель достигаетс  путем формировани  значений точного отсчета координаты как результата подсчета и суммировани  числа индуцированных сигналов и числа импульсов компенсации до получени  сигнала управлени . Устройство содержит планшет с системами взаимно перпендикул рных координатных шин, объединенных в группы посредством элементов ИЛИ, блок коммутации, блок управлени , блок компенсации, блок определени  координат, элемент считывани , усилитель, элемент И, счетчик индуцированных сигналов и мультиплексор, соединенный с входом устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  считьшани  графической информации, и может -быть использовано дл  преобразовани  графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины.

Цель изобретени  - повышение точности считывани  за счет подсчета и суммировани  числа индуцированных сигналов и числа импульсов компенсации.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства на Фиг.2 - функциональна  схема блока управлени ; на Фиг. 3 - график, по сн ющий принцип определени  координат точки считываемой информации.

Устройство (фиг.1) содержит планшет 1 с взаимно ортогональными координатными шинами, разделенными на группы, токопровод щие координатные шины 2, п первых элементов ИЛИ 3, где п - число групп координатных шин,блок 4 коммутации, блок 5 управлени , блок 6 компенсации, блок 7 определени  координат, элемент 6 считывани , усилитель 9, первый элемент И 10, счетчик II индуцированных сигналов, мультиплексор 32 и вход 13 устройства.

Блок управлени  (фиг.2) содержит счетчик 14, генератор 15, триггер 16, первый элемент 17 задержки, первый элемент ИЛИ 18, второй элемент 19 задержки, шестой элемент И 20,- двенадцатый .темент И 21, второй элеел ел

о

СП

ел

мент И 22, третий элемент И 23, четвертый элемент И 24, п тый элемент И 25, седьмой элемент И 26, восьмой элемент И 27, дев тый элемент И 28, дес тый элемент И 29, первый элемент И 30, одиннадцатый элемент И 31, второй элемент ИЛИ 32, первый выход 33 блока, второй выход 34 блока, третий выход 35 блока, четвертый выход 36 блокаs п тый выход 37 блока и вход 38 блока.

На графике у по сн ющем принцип определени  координат (фиг.З), обоз10

второй выходы счетчика 14 и второй выход триггера 16). Последовательный опрос группы X шин 2 планшета 1 и подсчет их значений в блоке 7 определени  координат продолжаетс  до по влени  сигнала на входе блока 5 управлени , проход шего с элемента 8 считывани  через первый выход (выход а) усилител  9. Этот сигнал индуцируетс  в катушке индуктивности элемента 8 считывани  в результате опроса группы, в зоне которой находитс  считываема  точка А (посначены: д- рассто ние между соседни- ледн   опрашиваема  шина группы нами шинами} Е - ЭДС индукции; Eonp - линейный участок характеристики считывани ; Ш - координатные шины, А точка считываемой информации;Е (омп ЭДС индукции компенсации, сРмеч- зона нечувствительности; тп2, глг - числа тактов компенсации; б - временна  диаграмма на втором выходе усилител  , а - временна  диаграмма на первом выходе усилител „

Устройство работает следующим образом .

При совмещении элемента 8 считывани  со считываемой точкой А замыкаетс  ключ, вмонтированный в элемент 8, и по входам сброса .(ключ и входы сброса не показаны) устанавливаютс  в исходное состо ние все элементы пам ти устройства, запуска- етс  генератор 15 блока 5 управлени . Нулевые состо ни  первого и второго выходов счетчика 14 определ ют цикл опроса группы, нулевое состо ние третьего выхода - режим считывани  координаты X. С поступлением последовательностей импульсов Т1, Т2 с генератора 15 блока 5 управлени  на блок 4 коммутации осуществл етс  поочередный опрос последних шин 2 групп по координате X. Одновременно импульсы Т2 проход  через элемент И 31 и элемент ИЛИ 32, поступают на управл ющий вход сложени  сумматора блока 7 определени  координат, осуществл   после каждого такта опроса добавление в сумматор значени  К Л, соответствующего ширине опрашиваемой группы и поступающего на информационный (второй) вход блока 7 определени  координат через третий вход мультиплексора 12 с входа констант устройства (на управл ющий первый вход мультиплексора J2 поступает из блока управлени  код 000 - первый и

20

25

30

35

ходитс  после точки А относительно начала отсчета) В сумматоре блока 7 определени  координат зафиксировано число, соответствутошее целому числу групп шин 2, предшествующих точке А. Управл ющий сигнал с входа блока 5 управлени  проходит последовательно через элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 28, элемент 19 задержки и поступает на счетный вход счетчика 14, перевод  его в очередное состо ние (001), которое определ ет цикл последовательного опроса шин 2 группы по координате X, содержащей считываемую точку А, Опрос шин 2 происходит аналогично описанному дл  групп, начина  с первой шины 2 данной группы. Только в этом цикле с каждым тактом Т2 через четвертый вход мультиплексора 12 в блок 7 определени  координат проходит значение , определ емое константой & - значение ширины зоны между соседними шинами 2 планшета (на управл ющем входе мультиплексора установлен код 001 с п того выхода блока 5 управлени ) . Прекращаетс  последовательный опрос шин 2 с по влением индуктированного сигнала на выходе 45 элемента 8 считывани , проход щего на вход блока 5 с первого выхода уси лител  9 (результат опроса шины 2, наход щейс  после считываемой точки А). Проход  через элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 18 и элемент задержки 19, сигнал поступает на счетный вход счетчика и устанавливает цикл точного отсчета (состо ни  выходов счетчика 010). В блоке 7 определени  координат оказываетс  зафиксированным число, соответствующее целому числу участков л предшествующих точке А от начала отсчета , увеличенному на 2 и ,

40

50

55

второй выходы счетчика 14 и второй выход триггера 16). Последовательный опрос группы X шин 2 планшета 1 и подсчет их значений в блоке 7 определени  координат продолжаетс  до по влени  сигнала на входе блока 5 управлени , проход шего с элемента 8 считывани  через первый выход (выход а) усилител  9. Этот сигнал индуцируетс  в катушке индуктивности элемента 8 считывани  в результате опроса группы, в зоне которой находитс  считываема  точка А (пос0

5

0

5

ходитс  после точки А относительно начала отсчета) В сумматоре блока 7 определени  координат зафиксировано число, соответствутошее целому числу групп шин 2, предшествующих точке А. Управл ющий сигнал с входа блока 5 управлени  проходит последовательно через элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 28, элемент 19 задержки и поступает на счетный вход счетчика 14, перевод  его в очередное состо ние (001), которое определ ет цикл последовательного опроса шин 2 группы по координате X, содержащей считываемую точку А, Опрос шин 2 происходит аналогично описанному дл  групп, начина  с первой шины 2 данной группы. Только в этом цикле с каждым тактом Т2 через четвертый вход мультиплексора 12 в блок 7 определени  координат проходит значение , определ емое константой & - значение ширины зоны между соседними шинами 2 планшета (на управл ющем входе мультиплексора установлен код 001 с п того выхода блока 5 управлени ) . Прекращаетс  последовательный опрос шин 2 с по влением индуктированного сигнала на выходе 5 элемента 8 считывани , проход щего на вход блока 5 с первого выхода усилител  9 (результат опроса шины 2, наход щейс  после считываемой точки А). Проход  через элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 18 и элемент задержки 19, сигнал поступает на счетный вход счетчика и устанавливает цикл точного отсчета (состо ни  выходов счетчика 010). В блоке 7 определени  координат оказываетс  зафиксированным число, соответствующее целому числу участков л предшествующих точке А от начала отсчета , увеличенному на 2 и ,

0

0

5

В цикле точного отсчета разрешаетс  (с выхода элемента И 24) работа блока 6 компенсации. Одновременно с периодическим опросом зафиксированной шины 2 осуществл етс  формирован ние последовательности убывающих по амплитуде импульсов компенсации в блоке 6. Через рамку компенсации эти импульсы воздействуют в противофазе ю с импульсами опроса шины 2 на катушку индуктивности элементов 8 считывани . Так как ЭДС, индуцируема  в катушке индуктивности в результате возбуждени  рамки компенсации, имеет 15 лол рность, противоположную ЭДС, индуцируемой в результате опроса шины, то и результирующа  ЭДС вначале оказываетс  противоположной пол рности, что приводит к по влению последова- 20 тельности сигналов на втором выходе (выходе б) усилител  9. Эта последовательность , стробируема  по второму входу на элементе И 10, поступает на счетный вход счетчика 11 индуцирован- 25 ных сигналов.

После каждого такта опроса в цикле точного отсчета через п тый вход мультиплексора 12 пропускаетс  на второй вход блока 7 определени  коор- 30 динат значение константы й/п (на управл ющем входе мультиплексора блоком 5 управлени  установлен код 01), соответствующее ширине зоны, меньшей в п раз рассто ни  между соседними ши- д5 нами Е

ординат кода счетчика 11 индуцирован ных сигналов. Этот код записываетс  в сумматор блока 7 задержанным на элементе 17 задержки сигналом с входа блока 5 управлени , проход щим через элемент И 21 и элемент ИЛИ 32 на третий выход блока 5. В результат за цикл точного отсчета в сумматор блока 7 определени  координат добавитс  число

m л. Л /п

+ m г и. /п (m ,+ nt) - и /п,

где ш -, - общее число тактов компенса ции до получени  сигнала с выхода   усилител  9; т2 - число сигналов, поступившее в счетчик I1 с выхода усилител  9. В таком случае (фиг.2)

m

13;

вательно,

m .j 8 m 1

+ m

при п 21, следо

(т , + та)

d п

21 А 2G d:

& +

А

20 т.

По услови м работы сумма m + не превышает максимального значени  2п.

Итак, общее число, полученное за три цикла на сумматоре блока 7 определени  координат:

М-Д + 2 и + & + -: М-Д+ +й/20

где М - число целых участков ,

предшествующих точке считывани  А от начала отсчета. Входной сигнал, проход  через

элемент ИЛИ 18 и элемент 19 задержки

2 (п - число уровней компенсации комп на Участке 24).

В процессе изменени  амплитуд импульсов компенсации от максимальной до минимальной сначала формируетс  по-40 поступает на счетный вход счетчика следовательность сигналов на втором 14 и устанавливает на его выходе код выходе (выходе б) усилител  9, кото- 011. На первом входе мультиплексора ра  подсчитываетс  в счетчике И индуцированных сигналов, потом на определенном временном отрезке отсутству- 45 ют сигналы и на первом, и втором вы12 соответственно с п того выхода бло ка 5 управлени  устанавливаетс  код 111. Очередной импульс Т2 с второго выхода генератора 15, пройд  через элемент И 31 и элемент ИЛИ 32, вычитает из содержимого сумматора блока 7 определени  координат входную кон-

ходах усилител  9 (длина отрезка определ етс  шириной зоны (неч) и наконец по вл етс  сигнал на первом выходе (выходе а) усилител  9. Поступа  на вход блока 5 управлени , сигнал , благодар  разрешению с выхода элемента И 24, проходит через элемент И 20 на второй вход триггера 16 и устанавливает его в единичное состо ние . На п том выходе блока 5 управлени  устанавливаетс  код 110, который коммутирует мультиплексор 1 2 на передачу в блок 7 определени  координат кода счетчика 11 индуцированных сигналов. Этот код записываетс  в сумматор блока 7 задержанным на элементе 17 задержки сигналом с входа блока 5 управлени , проход щим через элемент И 21 и элемент ИЛИ 32 на третий выход блока 5. В результате за цикл точного отсчета в сумматор блока 7 определени  координат добавитс  число

m л. Л /п

+ m г и. /п (m ,+ nt) - и /п,

е ш -, - общее число тактов компенсации до получени  сигнала с выхода   усилител  9; т2 - число сигналов, поступившее в счетчик I1 с выхода усилител  9. В таком случае (фиг.2)

13;

m .j 8 m 1

+ m

при п 20, 21, следовательно ,

(т , + та)

d п

21 А 2G d:

& +

А

20 т.

По услови м работы сумма m + не превышает максимального значени  2п.

Итак, общее число, полученное за три цикла на сумматоре блока 7 определени  координат:

М-Д + 2 и + & + -: М-Д+ +й/20

где М - число целых участков ,

предшествующих точке считывани  А от начала отсчета. Входной сигнал, проход  через

элемент ИЛИ 18 и элемент 19 задержки,

поступает на счетный вход счетчика 14 и устанавливает на его выходе код 011. На первом входе мультиплексора

поступает на счетный вход счетчика 14 и устанавливает на его выходе код 011. На первом входе мультиплексора

12 соответственно с п того выхода бло-. ка 5 управлени  устанавливаетс  код 111. Очередной импульс Т2 с второго выхода генератора 15, пройд  через элемент И 31 и элемент ИЛИ 32, вычитает из содержимого сумматора блока 7 определени  координат входную кон- w

станту, равную по абсолютной величине 3. Следующий за Т2 через полпериода импульс XI, благодар  разрешению с выхода элемента И 25 проходит с первого выхода генератора 15 через

элемент И 26, сбрасывает триггер 16 в исходное состо ние, а благодар  нулевому состо нию третьего выхода счетчика 14, пропускаетс  через элемент И 28 на третий выход блока 5

управлени  и осуществл ет запись окончательного результата сумматора (М и + л/20 в регистр координаты X блока 7 определени  координат. На этом формирование кода координаты X заканчиваетс . Следующий импульс Т2 с второго выхода генератора 15, проход  через элемент И 30 (ни втором входе элемента 30 разрешение с выхода элемента И 27) на четвертый выход блока 5 управлени , сбрасывает в исходное состо ние счет- 11 индуцированных сигналов, проход  на первый, второй и третий выходы блока 5 устанавливает в исходное состо ние элементы пам ти блока 4 ком муЈации, блок 6 компенсации и накопительный сумматор в блоке 7 олреде- координат и, проход  через элемент ИЛИ 18 и элемент J 9 задержки переводит счетчик J4 в состо ний 100, что соответствует установке цийла опроса трупп координаты Y. Начинаетс  процесс формировани  кода координаты Y считываемой точки А. Опрос групп, шин планшета, работа блфка 6 компенсации в цикле точного отсчета, а также накопление соответ- ст$ующих значений координаты Y в блоке 7 определени  координат происход т аналогично описанному дл  координаты X. После окончательного формировани  кода координаты Y в накопительном сумматоре блока 7 запись этого кода в регистр координаты Y блока 7 осущест- влйетс  сигналом с выхода элемента И 9, поступающим через третий выход 5 управлени  на первый вход блока 7 определени  координат. Этим сиг- найом  вл етс  импульс Т1 с первого вывода генератора, проход щий через элемент И 26, благодар  разрешению с элемента И 29, на втором входе которого в режиме формировани  кода координаты Y установлен разрешающий уровень с третьего выхода счетчика 14„ Следующий за этим сигналом импульс Т2 с второго выхода генератора проходит, как и в режиме формировани  координаты X, через соответствующие элементы - блока 5 управлени  и устанавливает в исходное состо ние узлы и блоки устройства, подготавлива  устройство к считыванию координат очередной точки графического изображени .

В предлагаемом устройстве по срав нению с известным погрешность считы

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вани  уменьшаетс  с + 0,25 до + 0,05 мм при одних и тех же параметрах катушки индуктивности элемента считывани  и усилител  и числе уровн  компенсации , равном 20. При этом нет необходимости в достижении максимальной чувствительности канала воспри ти  (элемент считывани  - усилитель), дл  дальнейшего повышени  точности важно сохран ть симметричность усилител  и увеличивать число уровней в последовательности компенсирующих импульсов , формируемой блоком компенсации .

Claims (2)

1. Устройство дл  считывани  графической информации, содержащее планшет с взаимно ортогональными координатными шинами, разделенными на группы , блок коммутации, первый выход которого соединен с соответствующими координатными шинами, второй и третий выходы подключены соответственно к группам шин через элементы ИЛИ, блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом блока коммутации, второй и третий выходы блока управлени  подключены соответственно к информационным входам блока компенсации магнитного пол  и блока определени  координат, элемент считывани , индуктивно св занный с координатными тинами планшета , вход элемента считывани  соединен с выходом блока компенсации магнитного пол , а выход подключен к входу усилител , первый выход которого соединен с входом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены счетчик, элемент И и мультиплексор, причем установочный вход счетчика подключен к четвертому выходу блока управлени , а счетный вход - к выходу элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом усилител , а второй - с выходом блока компенсации магнитного пол , выход счетчика подключен к информационному входу мультиплексора, первый управл ющий вход которого подключен к п тому выходу блока управлени , второй управл ющий вход мультиплексора  вл етс  управл ющим входом устройства, выход мультиплексора подключен к второму инфбрмаци«энному входу блока определени  координат .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит генератор импульсов , счетчик, триггер, два элемента ИЛИ, двенадцать элементов И и два элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходом соединенного с вторым элементом задержки , выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход первого элемента эедержки  вл етс  входом блока, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, первые и вторые входы с первого по п тый элементы И подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика, выходы второго и третьего элеме нтов И, третий выход счетчика и выходы генератора импульсов  вл ютс  первым выхрдом блока, первый вход шестого элемента И сое- динен с выходом четвертого элемента И, второй вход - с входом первого элемента задержки, выход шестого элемента И соединен с S-входом триггера , R-вход которого соединен с выхо- дом седьмого элемента И,пр мой выход триггера совместно с первым и вторым выходами счетчика  вл ютс  п тым выходом блока, инверсный выход триггера подключен к второму входу лосьмо- го элемента И, первый вход которого объединен с первым входом седьмого элемента И и подключен к выходу п того элемента И, второй вход седьмо-; го элемента И соединен с первым выходом генератора, первые и вторые входы дев того и дес того элементов И ; объединены и подключены соответственно к выходу седьмого элемента И и третьему выходу счетчика, первые и вторые входы первого и одиннадцатого элементов И объединены и подключены соответственно к выходу восьмого элемента И и второму выходу генератора, выходы дев того, дес того и первого элементов И  вл ютс  третьим выходом блока, выход одиннадцатого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, а выход  вл етс  третьим выходом блока, выход первого элемента И  вл етс  четвертым выходом блока , а выход генератора импульсов  вл етс  вторым выходом блока.

/J

7777

фиг.1