Файл: Комаров А.И. Обработка графиков с помощью ЭЦВМ.pdf

1)однокоординатные (вторая координата из маши­ ны не выводится, а определяется шагом протяжки бума­ ги или ее скоростью);

2)двухкоординатные.

Устройства второго типа более универсальные и, при достаточной их сложности или сложности подготовки ин­ формации к выводу в самой ЭЦВМ, практически поз­

для установки бумаги, записывающую головку и кинема­

др п .

Вкачестве привода в устройствах аналогового типа применяются следящие системы с исполнительными дви­ гателями постоянного или переменного тока. В цифро­

вых системах привод обычно выполнен на шаговых элек­ тродвигателях. Основными преимуществами цифровых устройств по сравнению с аналоговыми следует считать их лучшие динамические характеристики, более простые связи с ЦВМ и более простое обслчживание.

29

Различные технические реализации этих устройств определяются в основном той границей, до которой пере­ работка графической информации, необходимая для уп-

Рис. 10. Упрощенная кинематическая схема ДРП:

9 — перо.

равления приводами при записи графика, производится в самой ЭЦВМ.

Выбор этой границы определяет, с одной стороны, сложность программы переработки информации в ЭЦВМ, а с другой — сложности самого устройства АПГ.

30

В настоящем разделе рассматривается цифровой ва­ риант двухкоординатного АПГ со встроенным линейным интерполятором, предназначенный для вывода графиче­ ской информации из ЭЦВМ М-20.

Принцип работы АПГ. Работа АПГ заключается в перемещении головки записи от одной точки графика к другой. Линии, соединяющие две соседние точки графика, прочерчиваются в соответствии с последовательностью подаваемых из ЭЦВМ на входной регистр устройства слов. Последние содержат информацию о величине и знаке этих перемещений, координате z и дополнительную информацию о скорости перемещения.

Связь с М-20 осуществляется через устройство управ­ ления накопителями (УУН), позволяющее использовать для вывода буфер на магнитном барабане. Последова­ тельный выбор информационных слов из буфера и син­ хронизация работы устройств УУН и АПГ осуществляется аналогично выводу на перфоратор. При выводе графиков цепи сигналов «перепись», «начало ПФ» и «конец ПФ» переключаются от перфоратора к АПГ.

Блок-схема АПГ изображена на рис. 11.

По сигналу «перепись» очередное слово переписыва­ ется на тиратронный регистр УУН, который используется в качестве входного регистра АПГ. Одновременно с этим сигнал «перепись» поступает в блок управления и синхро­ низации (БУС). Блок БУС включает генератор импуль­ сов тактовой частоты на время одного цикла. Импульсы с генератора поступают на один из шести входов счет­ чика интерполятора в соответствии с дополнительной ин­ формацией о скорости. Цикл работы АПГ определяется временем заполнения счетчика интерполятора, выходной импульс которого поступает в блок БУС. По этому им­ пульсу выключается генератор импульсов и вырабатыва­ ются сигналы:

31

Сигналы «конец» и «начало» аналогичны сигналам «конец ЯФ» и «начало ПФ» в режиме вывода на перфо­ ратор.

Во время цикла по каждому из каналов X и У с выхо­ да интерполятора на блоки управления шаговыми двига­ телями (БУШД) поступают равномерно распределенные во времени последовательности импульсов. Число импуль­ сов за время цикла равно соответственно величине пере­ мещения АХ иДУ отрабатываемого слова. Информация о

32

знаке перемещений поступает на блоки БУШД с соот­ ветствующих разрядов входного регистра. Блок управ­ ления шаговым двигателем осуществляет преобразование последовательности входных импульсов в сигналы уп­ равления шаговым двигателем типа ШД-4. Угол поворо­ та ротора двигателя преобразуется кинематикой координатного стола в линейное перемещение головки записи.

Таким образом, за время цикла головка записи пере­ местится по прямой из одной точки графика в другую. В зависимости от состояния разряда входного регистра, соответствующего координате г, эта линия будет прочер­ чена или не прочерчена.

Одним из основных блоков АПГ является линейный дискретный интерполятор.

Функциональная схема интерполятора приведена на рис. 12. Интерполятор состоит из двенадцатиразрядного

получим 2 12_к импульсов при дифференцировании пере­ ходов его из состояния «О» в состояние «1». Причем эти импульсы равномерно распределены за время цикла. Импульсы с различных триггеров счетчика при переходе «х из «О» в «1 » не могут совпадать с одним и тем же вход­ ным импульсом, так как счетчик работает на сложение. Это позволяет получить на выходе сборки любое число импульсов, открыв соответствующие вентили. Следует заметить, что если на сборку работает не один разряд, а больше, то последовательность импульсов оказывается не совсем равномерной. Интервал между двумя соседними

33

импульсами может изменяться в два раза. Для усредне­ ния импульсов, получаемых на выходе сборки, применен делитель частоты на четыре, что, в свою очередь, потре­ бовало установки такого же делителя на выходе счетчика интерполятора. Максимальная неравномерность при та­

ком усреднении равна 4/б [12]. Время цикла работы АПГ определяется числом разрядов счетчика интерполятора и частотой генератора импульсов; последняя, в свою оче­ редь, определяется частотой работы шагового двигателя. При ограничении частоты импульсов, подаваемых на ша­ говый двигатель величиной в 600 гц, частота генератора должна быть равна 2,4 кгц.

Время цикла работы при двенадцатиразрядном счет­ чике интерполятора приблизительно должно быть равно

34

7 сек. Максимально возможное перемещение при этом составляет 819,2 мм при цене одного импульса, рав­ ной 0,2 мм. Однако такие перемещения при выводе гра­ фиков чрезвычайно редки. Чаще будут встречаться значи­ тельно меньшие перемещения. Поэтому с целью повыше­ ния быстродействия АПГ целесообразно изменять число разрядов счетчика интерполятора для каждого переме­ щения. Это достигается за счет вывода вместе с основной информацией о величине перемещения дополнительной информации о скорости перемещения. Последняя указы­ вает на тот разряд, куда надо подать импульсы с генера­ тора тактовой частоты. Минимальное число разрядов счетчика интерполятора должно быть равно 7, что соот­ ветствует максимальному перемещению на 25 мм и вре­ мени цикла 0 , 2 сек.

Подготовка графической информации к выводу на АПГ. Информация о графике, получаемая в результате расчетов на ЭЦВМ, чаще всего бывает представлена в виде координат отдельных точек. Подготовка информа­ ции заключается в масштабировании графика, определе­ нии приращений при переходе от одной точки графика к другой и формировании таблицы слов, последовательно выводимых на АПГ.

Подготовка информации к -выводу на АПГ оформлена в виде стандартной программы.

Блок-схема программы изображена на рис. 13. При обращении к ней в оперативную память машины следует внести следующую информацию:

(я конца);

35

е) рабочее поле для запоминания данных о предыду­ щей работе программы и для накопления таблицы слов, выводимых на АПГ (а — начало рабочего поля, N — число накапливаемых слов).

Основным требованием к стандартной программе яв­ ляется исключение возможности накопления ошибок округления. Это достигается за счет определения прира­ щений Ах и Ау по формулам:

где оператор Е означает выделение ближайшего целого (округление).

Дополнительная информация о скорости представлена положением «1 » в одном из шести разрядов, соответст­ вующим старшему разряду счетчика интерполятора. По­ ложение «1 » определяется путем логического сложения двоичных кодов Ах, Ау и константы К = 01008 и выделе­ ния старшего разряда, в котором стоит «1 ».

Программа работает в режиме накопления, при каж­ дом обращении обрабатывает одну точку и допускает обращение в цикле.

Для обеспечения режима накопления при первом обращении формируется рабочее поле и признак повтор­ ного обращения (я повт. обр.). При последующих обра­ щениях признак (я повт. обр.) сохраняется, масштабиро­ ванные и округленные значения координат обрабатывае­

ние к АПГ и происходит вывод накопленных слов.

37