Описание работы и структурной схемы устройства

(Структурная схема устройства представлена в приложении А)

Устройства вывода графической информации можно разделить на три основных класса:

• электромеханические графопостроители векторного типа, в которых пишущее устройство (например, чернильный записывающий элемент) перемещается по двум координатам ( планшетные графопостроители) или по одной координате; в последнем случае по второй координате производится перемещение бумажного носителя ( барабанные графопостроители) :

• растровые устройства вывода графической информации, изображение в которых получается за счет использования различных физических принципов ( электростатики, электрографии, тепловых процессов и др.)

• устройства вывода информации на микрофильм.

По принципу действия электромеханические векторные графопостроители делятся на устройства с неподвижным носителем информации им устройства с перемещаемым носителем информации.

Для устройств с неподвижным носителем носитель информации укрепляется на плоской рабочей поверхности планшета. Перемещение пишущего элемента осуществляется электромеханической координатной системой по двум осям. Этот тип графопостроителей принято именовать планшетами.

Для устройств с перемещаемым носителем информации характерно наличие механизма перемещения пишущего элемента только по одной координате, запись информации по другой оси осуществляется путем перемещения самого носителя.

В зависимости от способа перемещения носителя такие устройства делятся на устройства с перфорированным носителем, в которых носитель перемещается транспортным валом за краевую перфорацию, и устройства с фрикционным перемещением неперфорированного носителя, в которых перемещение носителя осуществляется за счет частичного или полного микрозахвата носителя транспортным валом с фрикционным покрытием.

По производительности устройства делятся на графопостроители с высокой, средней малой производительностью. Производительность электромеханических графопостроителей определяется динамическими параметрами устройства: максимальной скоростью и ускорением пишущего элемента.

По точности устройства делятся на :

• прецизионные – предназначенные для изготовления подлинников КД, шаблонов, карт и т.д.,

• средней точности – для контрольных прорисовок чертежей и схем и малой точности - для эскизной прорисовки в основном с экранов графических дисплеев.

По области применения :

• автономные;

• работающие в составе больших ЭВМ и систем;

• работающие в составе рабочих станций и ПЭВМ,

Электромеханические графопостроители предназначены для вывода на носители (обычно на бумажные) графической и текстовой информации.

Создание и развитие ЭВМ вызвало появление регистрирующих устройств, работающих на основе цифровых данных, подготавливаемых в ЭВМ. Независимо от структуры эти устройства преобразовывают информацию из цифровой формы в графическую в виде различных документов и чертежей.

Основное преимущество графопостроителей состоит в обеспечение высокой точности черчения. Графопостроители могут работать автономно, воспринимая исходные данные с промежуточного носителя – диска, непосредственно с ЭВМ, используя интерфейсы различных типов.

Графопостроитель состоит из электромеханической пишущей системы и электронного блока приема и обработки графической информации.

Графопостроители состоят из трех основных частей:

• блока механизма,

• блока управления исполнительными каналами устройства;

• системы управления.

Блок механизма представляет собой планшетный или барабанный механизм, предназначенный для организации перемещения в плоскости чертежа пишущих элементов, а также их подъема и опускания.

Блок управления исполнительными каналами по координатам x и y строится как по замкнутому принципу (с использованием обратной связи), так и по разомкнутому принципу. В первом случае для привода применяются малоинерционные двигатели постоянного тока с датчиком обратной связи по положению и скорости, во втором случае - шаговые двигатели.

В последние годы широкое распространение получили графопостроители с перемещением вдоль одной оси носителя с помощью абразивного вала. Это позволило значительно снизить энерго- и материалоемкость. По сравнению с планшетными построителями масса снижается в 3-5 раз, однако точность у таких построителей, как правило, ниже, чем у планшетных.

Системы управлениями графопостроителями можно разделит на три группы : инкрементальные, с фиксированным алгоритмом работы и программируемые.

Система управления предназначена для :

• организации логической связи с источником информации;

• организация контроля состояния и диагностики устройства;

• подготовки исходных данных и выполнения интерполяционных процессов:

• обеспечения вычерчивания символов и различных типов линий:

• учета конструктивных особенностей устройств и динамических характеристик исполнительных каналов.

Процесс формирования данных для вычерчивания выполняется цифровыми интерполяторами, предназначенные для определения координат промежуточных точек, лежащих между заданными узловыми точками. Принципы построения интерполяторов во многом определяют эффективность работы графопостроителей, их надежность и качество вычерчивания различных изображений. Цифровые интерполяторы разделяются на следующие типы : линейный, линейно-круговые и параболические.

В процессе вычерчивания различных чертежей для задания символов (букв, цифр и различных знаков) необходим значительный объем исходной информации по отдельным отрезкам. Вычерчивание символов по кодам существенно уменьшает объем исходной информации ( практически на порядок) и упрощает процесс составления программы для графического устройства.

Во многих случаях конфигурация символов заранее не может быть задана и определятся пользователем в процессе решения конкретной задачи. При этом должна обеспечиваться возможность программной замены конфигурации символов, а также поворота символов в плоскости чертежа.

Для обеспечения возможности вычерчивания символов системы управления снабжаются блоком фиксированной или переменной конфигурации символов и их поворота.

Системы управления также имеют возможность генерации различных типов линий.

Работа графопостроителей возможна в двух режимах: автономном и системном. В автономном режиме источником графических данных может быть перфолента или магнитная лента, подготовленная на ЭВМ. В системном режиме графопостроитель подключается к селекторному или мультиплексному каналу ЭВМ и работает под управлением специальных программ.

Работа графопостроителей определяется следующими показателями: производительностью, точностью изображения и разрешающей способностью.

Для управления работой графопостроителей операционная система имеет специальное математическое обеспечение в виде подпрограмм, обращение к которым можно производить из прикладных программ потребителя.

Из-за низкой скорости работы механических графопостроителей векторного типа графическая программа обычно записывается на промежуточный носитель (перфолента, магнитная лента, магнитный диск) для последующего автономного воспроизведения. Графические дисплеи с векторным управлением снабжаются буферным запоминающим устройством, в котором хранится программа воспроизведения очередного кадра. Аппаратура дисплея многократно повторяет эту программу, создавая на экране устойчивое изображение.

Математическое обеспечение использованного в работе графопостроителя состоит из комплекса программ, написанных на языке Фортран.

Приказ Инкрементальный режим задает режим работы графопостроителя в элементарных шагах пишущего элемента.

Рассмотрим различие инкрементального и интерполяционного режимов работы графопостроителя. В первом случае во входной информации сразу после приказа (2А - 26) следует последовательность команд, каждая из которых задает состояние пишущего устройства (опущенное или поднятое) или его перемещение на один элементарный шаг (полушаг) в направлении одной из осей координат или одновременно обеих осей.

Графопостроители используются для вывода чертежей и графиков на бумажные носители. Работа графопостроителей основана на различных физических принципах

Графопостроители - регистрирующие устройства, предназначенные для вычерчивания с высокой точностью графического изображения функции y f (х) и у / (t) двух взаимосвязанных величин х и у, преобразованных в постоянное или синусоидальное напряжение. Принцип работы графопостроителей заключается в управлении движением регистрирующего органа, например пера с чернилами, по двум взаимно перпендикулярным направлениям с помощью двух раздельных приводов, осуществляющих перемещение регистрирующего органа пропорционально величинам х и у. Выпускаются графопостроители, предназначенные для работы с аналоговыми или кодово-импульсными входными сигналами. Для регистрации зависимости y f (t) по каналу х предусматривается развертка во времени с постоянной скоростью. Изображение зависимостей / / (х) и / f (t) представляется в виде графиков на диаграммной бумаге. Запись показаний осуществляется чернилами на бумаге в прямоугольной системе координат.

Затем компонуются листы в целях максимального их заполнения и вычерчиваются соединительные линии между элементами в соответствии с требованиями ЕСКД. При этом работа графопостроителей ЕС-7051, ЕС-7052 происходит под действием управляющей программы комплекса. Текстовая часть проектной документации выдается на алфавитно-цифровое печатающее устройство.

Графопостроители характеризуются также точностью воспроизведения линий, которая у современных устройств составляет 0 02 - 0 05 мм. Цифровое программное управление работой графопостроителя обычно осуществляется с помощью специального устройства управления, выполняющего и функции знакорегистратора и позволяющего по заданному коду автоматически вычерчивать любой символ из заданного набора. Число автоматически генерируемых символов колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен. Например, в устройствах ЕС-7051 и ЕС-7059 предусмотрена возможность автоматического вычерчивания до 253 различных символов. В устройствах управления для большинства графопостроителей имеются интерполяторы, обеспечивающие проход головки автомата между двумя опорными точками с заданным законом интерполяции. Чаще всего в интерполятор закладывается линейно-круговой закон интерполяции.

При непосредственной связи графопостроитель присоединяется к ЭВМ через стандартные каналы связи, в том числе мультиплексные. Однако учитывая сравнительно низкую скорость работы графопостроителя, непосредственная связь допускается только при наличии мини ЭВМ, предназначенных для работы в системе машинной графики. В остальных случаях графопостроитель работает автономно.

Размерность R (переменная или целочисленная константа) массива В определяет число слов (4 байта), зарезервированных для области вывода. В процессе работы графической программы эта область вывода делится как бы на две половины, одна из которых заполняется графическими данными, а из другой выводится предыдущая партия графических данных на графопостроитель. Таким образом, обычно R равно удвоенной емкости буферной памяти графопостроителя. Если в программе указана большая величина R, то область вывода автоматически настраивается под емкость буферной памяти соответствующего графопостроителя. Желательно всегда задавать возможно большее значение R (с учетом типа графопостроителя), так как в этом случае уменьшается время вычерчивания ( при централизованном режиме работы графопостроителя) и полнее используется его буферная память.

Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный, SCSI-интерфейс и Ethernet

Рассмотрим параллельный интерфейс. Рис.1

Описание работы и структурной схемы устройства - student2.ru