Линейный интерполятор

 

О П И С А Н И Е (ii) 543ggg

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-Ву— (22) Заявлено 28.11.75(21) 2193782/24 (51) M. Кл.е

Q 05 B 19/18 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llo делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень М 3 (45) Дата опубликования описания 29.04.77 (53) УДК 621-503.

55 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Молоканов и В. К. Смирнов (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых двухкоординатных системах программного управления для преобразования числовой информации о приращ:ниях координат в выходные управляюши сигналы.

Известны линейные интерполяторы, содержащие регистры прираще ний, бл оки ве нтилей,. сумматор, блок задания скор зсти, счетчик большего приращения и логические элементы

P) иЯ.

Эти интерполяторы, однако, сложны, кроме того, осу цествление интерполяции больших приращений координат увеличивает разрядность интерполятора и, следовательно, увеличивается объем управляющей программы.

Известен также линейный интерполятор, содержащий элемент ИЛИ, первый элемент

И и последовательно соединенные блок считывания программы, подключенный через регистр сдвига к блоку перезаписи, блок управления, один из входов которого соединен с выходом второго элемента И, управляющий триггер, третий элемент И, подключенный к генератору импульсов, счетчик отношения координатных приращений, соединенный с блоками перезаписи и управления, и коммутатор, один из входов которого через делитель частоты подключен к выходу третьего элемента И и через счетчик большего координатного приращения — к блоку перезаписи (3)

1.1ель изобретения — повышение быстродействия интерполятора.

Достигается тем, что в интерполятор введены последовательно соединенные счетчик повторения кадра, входы которого подключены к блоку перезаписи и через элемент ИЛИ к выходам блока- управления, и дополнительный триггер, один из входов которого соединен с блоком считывания программы, а выходы со входами первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к выходу счетчика большего координатного приращения, причем выход первого элемента И соединен со входами регистра сдвига, блока считывания программы, управляющего триггера и делителя частоты.

На чертеже изображен предлагаемый интерполятор.

543922

Он содержит генератор импульсов 1, третий элемент И 2, счетчик отношения координатных приращений 3, делитель частоты 4 ю коммутатор 5, счетчик большего координатного приращения 6, блок управления 7, втор ой элемент И 8, блок с читывания пр ограммы 9, схемы переписи 10, 11, 12, образующие блок перезаписи 13, управляющий триггер 14, счетчик повторения кадра 15, дополнительный триггер 16, первый элемент И 17,I разряды 18, 19 и 20 регистра сдвига 21 и и элемент ИЛИ 22.

Устройство работает следующим образом.

Раб очие импульсы, вырабатываемые задающим генератором 1 с частотой следовани я и С (где 7q — частота исполнительного устроиства, q — основание системы счисления приращений координат, К- максимально возможная разрядность цифровых эквивалентов приращений), подаются на вход элемента 2, которыи закрыт. Каждый цикл интерполяции начинается с ввода информации кадра блоком 9, начальный пуск которого осуществляется вручную, а затем запуск его при вводе каждого кадра происходит автоматически по сигналу с выхода элемента 17.

В каждый кадр в двоично-десятичном коде входят значение большего приращения координат, поделенного на число повторений кадра, отношение большего приращения коор- ЗО динат к меньшему и число повторений кадра. Если приращение координаты Х больше или равно прира цению координат, т.е

ДХ),4, то в кадр будут входить приращение дХ, поделенное на число повторений кадра

ЬX=4X/Aего отношение к приращению ЬУщ=4Х/AY и число повторений кадра .

Если ДХ(Л, то большим приращением будет Д, а его отношение к меньшему приращениюДХ будет равно И=4 /ДХ,Пусть необхо- 40 димо выполнить интерполяцию кад а, г hX hX ра, где:

zhY, hX»p)4y а число повторений кадра равно И . Ввод информации в ин интерполятор с кадра блоком 9 осу цествляется в обратном двоично- десятичном коде в младшую тетраду разряда 20 регистра 21 со сдвигом по четыре разряда влево. При появлении сигнала о конце ввода кадра блок 9 останавливается и в разряде 18, 19 и 20 регистра

21 б удут соответственно находится в обраном коде значения большего из приращений координат, поделенного на число повторений кад а ДХ 4Х р, = . отношение большего из прираще4Х ний к меньшему П= —,и число повторений данного кадра П

П о сигналу с выхода блока 9 о конце ввода кадра к содержимому разрядов 18, 19 и

20 через счетные входы прибавляется единица, триггер 16 устанавливается в единичное состояние и запускается блок упр 60 ния 7. fIo этому сигналу блок 7 формирует импульс на выходе, который подключен к схемам переписи 10, 11 и 12, к элементу

ИЛИ 22 и к единичному входу триггера 14, 5 По переднему фронту импульса происходит перепись содержимого разрядов 18, 19, и

20 соответственно в счетчики 6,3 и 15, а по его заднему фронту через элемент ИЛИ

22 по счетному входу в счетчик 15 прибавО ляется единица и триггер 14 устанавпивается в единичное состояние. При единичном состоянии триггера 14 открывается элемент

2 и импульсы с частотой следования f н поступают на делитель частоты 4 и на счетныи вход счетчика 3 отношений большего из приращений к меньшему. С выхода делителя частоты 4 импульсы с частотой следования и подаются на вход коммутатора 5 и на счетный вход счетчика 6 большего из с о из приращений. При поступлении на вход счетчика 6 импульсов в количестве, равномЙХ= — он ьх

3 установится в нулевое состояние и на его выходе возникает импульс, который поступает на элементы 8 и 17. Так как триггер

16 находится в единичном состоянии, то открыт элемент 8 и через него по импульсу с выхода счетчика 6 запустится блок управления 7. По импульсу с элемента 8 на выходе блока 7, который подключен к схемам переписи 10 и 11, а также к элементу ИЛИ

22, возникает импульс. По переднему фронту этого импульса в паузу между импульсами с частотой следования Рн.g осуществляется перепись содержимого разрядов 18 и

19 соответственно в счетчики 6 и 3, а по заднему фронту через элемент ИЛИ в счетчик 15 и иб р бавляется единица, и работа электрической схемы интерполятора повторяется.

После того, как работа интерполятора повторится (71 — 1) раз счетчик 15 установится в в нулевое состояние и по сигналу с его выхода триггер 16 опрокинется в нулевое состояние. Следовательно, откроется элемент

17 и закроется элемент 8. В этот момент счетчик 6 начнет отрабатывать значение

ДХ- — Х -ныи раз и по импульсу с его выхода через открытый элемент 17 установятся в нулевое состояние первая тетрада разряда 20, делитель частоты 4 и триггер 14.

П и с р установке триггера 14 в нулевое состояние закроется элемент 2. По этому же импульсу запускается блок считывания прогосуществляется ввод следующего раммы 9 и кадра. Таким образом за период рассмот» ренного цикла работы интерполятора (вр мя О работки одного кадра) по оси X с выхода коммутатора 5 в исполнительно е устроиство поступит количество импульсов, равное Ь Х. И .

За это же время на вход счетчика 3 поступит импульсов в количестве, равном ЛХ ф . П

543922

Счетчик 3 .меет разрядность 2к, следовательно он будет устанавливаться в нулевое состояние при поступлении на его счетный вход импульсов в количестве m-(. При

K установке счетчика 3 в нулевое состояние на его выходе возникает импульс, по которому запускается блок управления 7. Блок

7 формирует импульс на выходе, который соединен со схемой переписи 11. По этому импульсу в момент паузы между импульсами с частотой следования т . о " значение н

m снова перепишется из разряда 19 в счетчик 3. Перепись значения rn из разряда 19 в счетчик 3 через количество импульсов, равное m ô будет повторяться в течение

К всего цикла работы интерполятора. Таким образом, в период отработки кадра выполнится деление количества импульсов, равное

АХ (rl, на величину N (, а следоваК К тельно с выхода счетчика 3 на вход комму-29 татора 5 поступит импульсов в количестве

ЛУ. Использование счетчика 3 с разрядностью в два раза большей, чем разрядность счетчика 6, а также последовательности импульс ов, п ос туп ающих на вход с четчика 3, с частотой следованиями, (, позволяет выполнить деление большего из прира..пений координат на целые и дробные значения 0

В случае, если ЬХ(йУ, то работа интер- р полятора аналогична и отличается лишь коммутацией каналов Х и У на выходе коммутатора 5. Если одно из приращений координат равно нулю, то приращение не равное нулю является большим, а m причимается равным нулю. При нулевом значении m счетчик 3 не будет устанавливаться в нулевое состояние после поступления на его вход импульК сов в количестве равном ЛХ .g, еслибы =О.

Следовательно, за время отработки кадра с 4р выхода счетчика 3 на вход коммутатора 5 импульсы поступать не будут.

Применение такого интерполятора позволит обеспечить высокое быстродействие в системах программного управления и обес- 45 печить интерполяцию больших приращений координат при незначительном объеме информации в управляющей программе.

Ф ор мул а из обре те ни я

Линейный интерполятор, содержащий элемент ИЛИ, первый элемент И и последовательно соединенные блок считывания программы, подключенный через регистр сдвига к блоку перезаписи, блок управления, один из входов которого соединен с выходом второго элемента И, управляющий триггер, третий элемент

И, подключенный к генератору импульсов, счетчик отношения координатных приращений, соединенный с блоками перезаписи, и управления, и коммутатор, один из входов которого через делитель частоты подключен к выходу третьего элемента И и через счетчик большего координатного приращения — к блоку перезаписи, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия интерполятора, в него введены последовательно соединенные счетчик повторения кадра, входы которого подключены к блоку перезаписи и через элемент ИЛИ к выходам блока управления, и дополнительный триггер, один из входов которого соединен с блоком считывания прогаммы, а выходы -со входами первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к выходу счетчика большего координатного приращения, причем выход первого элемента И соединен со входами регистра сдвига, блока считывания программы, управляющего триггера и делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Авторское свидетельство СССР

МО22 5571, М. Кл. („06 C 7/30, 1967

2. Авторское свидетельство СССР

No 344415, М Кл. 5 05 В 19/18, 1971

3. Авторское свидетельство СССР

No 499555 М Кл . 5 05 В 19/18, 1973.

543922

Составитель В. Сухих

Техред O. Луговая Корректор Б, Югас

Редактор Е. Скляревская

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

Заказ 1037/63 Тираж 1095 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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