Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 2: Phần cứng CAD/CAM/CNC

2. PHAÀN CÖÙNG CAD/CAM/CNC

Noäi dung

2.1. Caáu hình chung cuûa heä thoáng

CAD/CAM

2.2. Maøn hình ñoà hoaï

2.3. Caùc thieát bò nhaäp

2.4. Caùc thieát bò xuaát

2.5. Caùc phaàn töû cuûa maùy tính

2.1. CAÁU TRUÙC CÔ SÔ CUÛA MOÄT HEÄ THOÁNG

CAD/CAM ÑOÄC LAÄP

2.1. CAÁU TRUÙC CÔ SÔ CUÛA MOÄT HEÄ THOÁNG

CAD/CAM ÑOÄC LAÄP

Thieát bò xuaát

Boä nhôù

CPU

Thieát bò nhaäp

_{CAÙC NHIEÄM VUÏ CUÛA}Ï_{TRAÏM THIEÁT KE:Á}

1. Giao tieáp vôùi CPU

2. Taïo hình aûnh ñoà hoïa roõ raøng treân maøn hình cho

ngöôøi duøng.

3. Ñaûm baûo moâ taû hình aûnh ôû daïng soá

4. Truyeàn leänh cho maùy tính hoaït ñoäng

5. Cho pheùp giao tieáp deã daøng giöõa ngöôøi vaø heä

thoáng

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Caáu truùc phaàn cöùng cuûa ñoà hoïa maùy tính

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

▪ Laø maøn hình söû duïng roäng raõi nhaát

▪ Laø moät chai thuyû tinh chaân khoâng

▪ Coù phaàn töû nung noùng

▪ Caùc ñieän töû bò loâi cuoán vaøo xi lanh hoäi tuï

Anode

▪ Coù caùc taám phaûn xaï naèm ngang vaø thaúng

ñöùng

▪ Chuøm tia ñaäp leân maøng phoát pho ôû tröôc

oáng

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

2.2.1. Taïo hình aûnh trong ñoà hoïa maùy tính

Maøng phosphor caûm saùng

Heä thoáng tieâu cöï

Löôùi ñieàu khieån

Chuøm electron

Maøn hình CRT

Cathode

Heä thoáng phaûn xaï

Sô ñoà oáng phoùng tia Cathode (CRT)

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Sô ñoà oáng phoùng tia Cathode (CRT)

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

2.2.1. Taïo hình aûnh trong ñoà hoïa maùy tính

Moät cathode ñaõ ñöôïc nung noùng phoùng ra moät chuøm

electron vôùi toác ñoä cao leân maøn hình thuûy tinh ñöôïc traùng

moät lôùp phosphor. Caùc ñieän töû naïp naêng löôïng cho lôùp

phosphor, laøm cho noù phaùt saùng taïi ñieåm bò kích thích. Baèng

caùch hoäi tuï chuøm ñieän töû, thay ñoåi maät ñoä vaø ñieàu khieån

ñieåm tieáp xuùc treân maøng phosphor nhôø heä thoáng phaûn xaï

(deflector), chuøm ñieän töû coù theå duøng ñeå taïo ra hình aûnh.

2.2. MAØN HÌNH

ÑOÀ HOAÏ

Coù hai kyõ thuaät taïo

hình aûnh:

▪ Vector (vaïch neùt)

▪ Raster (queùt maønh)

2.3. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Kyõ thuaät vector: duøng doøng ñieän töû hoaït ñoäng nhö moät buùt chì (pencil)

ñeå taïo ra hình aûnh ñöôøng thaúng treân maøn hình CRT. Hình aûnh ñöôïc

xaây döïng töø nhöõng ñoaïn thaúng noái tieáp nhau. Moät ñoaïn thaúng ñöôïc veõ

treân maøn hình baèng caùch höôùng cho chuøm ñieän töû di chuyeån töø moät

ñieåm naøy tôùi moät ñieåm kia. Moãi ñieåm ñöôïc xaùc ñònh bôûi toïa ñoä X,Y

▪Maøn hình ñaàu tieân thuoäc loaïi naøy laø Osciloscope

▪Duøng trong caû maùy tính soá vaø töông töï

▪Keát quaû tính toaùn duøng ñeå daãn truïc hoaønh vaø

truïc tung (X-Y)

▪Cöôøng ñoä coù theå ñöôïc kieåm soaùt

▪Phaàn lôùn duøng veõ ñöôøng thaúng

▪Ñöôïc goïi laø vector, callgraphic hay stroker

display

▪Hình aûnh ñöôïc taùi taïo lieân tuïc, tröø loaïi oáng löu

aûnh tröïc tieáp DVST

Kyõ thuaät raster

Kyõ thuaät queùt maønh (raster scan):

Trong kyõ thuaät queùt maønh,

▪ Maøn hình ñöôïc chia ra thaønh nhöõng

phaàn töû nhoû goïi laø ma traän ñieåm (pixel).

▪ Soá pixel ñieån hình töø 256 x 256 ñeán

1024 x 1024 vaø cao hơn .

▪ Moãi pixel treân maøn hình laø moät ñoám

saùng vôùi ñoä saùng khaùc nhau.

▪ Maøn hình maøu cho nhöõng pixel maøu

töông töï nhö ñoä saùng.

▪ Khi hoaït ñoäng, chuøm ñieän töû taïo hình

aûnh baèng caùch queùt ngang töø traùi qua

phaûi treân maøn hình vaø naïp naêng löôïng

cho caùc pixel treân ñöôøng queùt. Khi queùt

xong, chuøm ñieän töû chuyeån xuoáng doøng

tieáp theo vaø taïo ra nhöõng doøng coù

khoaûng caùch coá ñònh

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Hai phöông phaùp döïng aûnh treân ñöôïc duøng trong phaàn lôùn caùc maøn

hình cuûa CAD ngaøy nay. Caùc maøn hình khaùc nhau bôûi:

- lôùp phosphor phuû maøn hình

- maät ñoä pixel

- boä nhôù hình aûnh.

Chuùng ta seõ xem xeùt ba loaïi maøn hình coù leõ quan troïng nhaát trong

caùc heä thoáng CAD thöông maïi. Ba loaïi naøy laø:

1. Loaïi naïp laïi chuøm tra tröïc tieáp (directed-beam refresh) hay coøn

goïi laø Vector Scan Display

2. Loaïi oáng löu aûnh tröïc tieáp (direct-view storage tube)

3. Loaïi queùt maønh (Raster scan hay Digital TV)

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Directed-Beam Refresh:

Duøng trong phöông phaùp vector ñeå taïo aûnh treân maøn hình. Thuaät

ngöõ queùt laïi (refresh) nghóa laø maøn hình phaûi ñöôïc taùi taïo nhieàu

laàn maø aûnh khoâng bò rung. Caùc nguyeân töû phosphor treân beà maët

maøn hình chæ coù khaû naêng giöõ ñoä saùng trong moät thôøi gian ngaén.

Ñeå aûnh tieáp tuïc toàn taïi treân maøn hình, oáng aûnh phaûi naïp laïi

baèng caùch taïo ra chuøm tia tröïc tieáp ñeå veõ laïi aûnh.

2.3. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Maøn hình kieåu Direct beam refresh

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Maøn hình kieåu Direct beam refresh

Nhöõng maøn hình coù ñoä phaân giaûi cao khoù traùnh ñöôïc aûnh bò rung

ñoäng. Tuy nhieân, heä thoáng naïp laïi chuøm tia tröïc tieáp coù moät soá öu

ñieåm. Do aûnh lieân tuïc ñöôïc naïp laïi neân:

• vieäc xoùa vaø thay ñoåi aûnh treân maøn hình raát deã daøng,

• coù theå taïo hình aûnh chuyeån ñoäng treân maøn hình.

Heä thoáng directed - beam refresh laø cuõ nhaát trong coâng ngheä ñoà

hoïa hieän ñaïi. Nhöõng teân khaùc ñoâi khi cuõng ñöôïc duøng ñeå phaân

bieät heä thoáng naøy laø vector refresh vaø stroke writing refresh.

Tröôùc kia giaù nhöõng oáng loaïi naøy raát ñaét, nhöng nay thì töông ñoái

reû do söï khoâng ngöøng suït gía cuûa maïch solid – state trong boä nhôù

vaø coù theå caïnh tranh ñöôïc vôùi nhöõng loaïi khaùc.

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Maøn hình kieåu oáng löu aûnh tröïc tieáp DVST (Direct-view

storage tube).

Maøn hình DVST cuõng duøng kyõ thuaät vaïch neùt (Stroke writing)

ñeå taïo aûnh treân maøn hình CRT. Thuaät ngöõ “Storage Tube” lieân

quan ñeán khaû naêng cuûa maøn hình löu aûnh chieáu leân ñoù, traùnh

ñöôïc söï caàn thieát phaûi veõ laïi (Rewrite) hình aûnh lieân tuïc. Sôû dó

ñöôïc nhö vaäy laø nhôø söû duïng doøng ñieän töû baén tröïc tieáp leân

maøng phosphor, giöõ cho caùc phaàn töû phosphor phaùt saùng moät

khi ñöôïc naïp naêng löôïng. Hình aûnh thu ñöôïc treân maøn hình

khoâng bò rung. Caùc ñöôøng thaúng coù theå saün saøng ñöôïc theâm

vaøo aûnh maø khoâng caàn phaûi quan taâm ñeán ñoä nhaët pixel hay

toác ñoä naïp laïi (refresh). Tuy nhieân, nhöôïc ñieåm cuûa maøn hình

DVST laø caùc ñöôøng rieâng reõ khoâng theå choïn ñeå xoùa khoûi aûnh.

2.3. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

DVST display

Caùc ñieän töû

töï do bò thu

huùt, ñi qua

löôùi vaø ñaïp

leân maøng

phoát pho

2.2. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Tröôùc kia maøn hình DVST laø reû nhaát vaø coù theå cho hieän nhieàu döõ

lieäu daïng ñoà hoïa hoaëc daïng text. Nhôø vaäy, caùc maøn hình loaïi naøy

ñöôïc saûn xuaát nhieàu hôn caû so vôùi baát kyø moät loaïi maøn hình naøo.

Nhöôïc ñieåm cô baûn cuûa maøn hình CRT löu aûnh laø khoâng theå choïn

caùc phaàn töû cuûa hình aûnh ñeå xoùa. Neáu ngöôøi duøng muoán thay ñoåi

hình aûnh, thì nhöõng thay ñoåi naøy chæ thöïc söï xaûy ra sau khi taùi taïo

laïi toaøn boä aûnh (regenerated). Moät nhöôïc ñieåm khaùc nöõa laø khoâng

coù khaû naêng taïo maàu, khoâng theå duøng buùt quang (light pen) ñeå

nhaäp döõ lieäu vaø khoâng theå taïo hoaït aûnh.

2.3. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ

Maøn hình kieåu queùt maønh

Bài giảng CAD/CAM/CNC - Phần 2: Phần cứng CAD/CAM/CNC - Lê Trung Thực