画法几何及机械制图第九章 计算机绘图

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图9-3 DXY-800绘图仪
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三、外存贮设备 PC机一般有两个软磁盘驱动器，通常称为A盘和B 盘。PC/XT机（PC机的扩充型）又增加了一温式硬磁盘， 通常称为C盘，存贮容量20 MB。软磁盘、硬磁盘以及 各自的驱动装置，可以把计算机内存中暂时不用的程序、 数据等信息贮存在磁盘上，也可从磁盘中把所需的信息 调入计算机内存进行处理。
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图9-1 计算机绘图过程示意图
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一、IBM PC微型计算机 IBM PC微型计算机的主体是由运算器、控制器和内 存贮器组成的中央处理器（简称CPU），它是绘图系统 中的核心设备。该计算机除了具有运算功能和控制外部 设备正常工作的能力外，在系统中还起着图形处理器的 作用。它通过输入设备接受绘图程序或图形坐标信息， 经过图形数据处理后，再按用户要求，通过输出设备输 出图形或字符。
第九章 计算机绘图
基本要求：
1.对计算机绘图及其发展的意义有初步认识。 2.对典型的微型计算机绘图系统的组成以及绘图机 的工作原理有初步的了解。 3.初步掌握简单平面图形绘图程序的编制方法。
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9-1 计算机绘图系统简介
图9-1表示，利用计算机绘图时需先将所画图形中的 图形要素转换成能由计算机处理的数据，即图形数据化。 这项工作可由用户通过对图形进行数学分析来完成，也 可由图形输入板即数字化仪自动完成，然后将转换后的 数据提供给计算机进行分析处理。如果采用人工方式完 成图形数据化，用户需用算法语言（如FORTRAN、 BASIC等语言）编写源程序， 通过输入设备（如键盘） 将源程序输入到计算机内存，通过计算机对源程序编译 查错，进行人机交互修改，直到编译通过为止。最后由 计算机按程序中规定的顺序进行计算，将所得的有关绘 图信息输往绘图机（或图形显示器），从而画（或显示） 出所需图形。
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二、输入、输出设备 1.键盘 共有83个键，分成三组：中间是标准的打字机键盘， 左边有10个功能键，右边是16个键的小键盘。通常用打 字机键盘输入用户自编的绘图程序，配合小键盘和功能 键可以移动光标，编辑程序以及实现人机对话。
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2.图形输入板 图形输入板又称图形数字化仪。它借助于输入板和 游标（或感应笔），以手工跟踪方式，在X、Y平面直角 坐标系内将图形资料实时地转换成相应的数字量，并将 转换后的数字量提供给计算机进行分析处理，继而在图 形显示器屏幕的相应坐标位置显示出游标（或感应笔） 所跟踪的图形。图形输入板具有作图、标点、删除和指 示菜单等功能。
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9-2 绘图机的绘图原理
上述DXY-800平台式小型绘图仪是怎样画出各种各 样的图形呢？下面作一简要介绍。 由于绘图仪具有独立于主机的控制系统（即CPU）， 所以当计算机给出绘图命令或绘图信息后，该控制系统 能将这些绘图命令或绘图信息加工成X、Y方向的绘图指 令脉冲，经放大后去驱动步进电机转动，再带动传动机 构和执行部件（如笔架、横梁等）在绘图台上画出图来。 由于步进电机可以正转和反转，且X方向和Y方向的步进 电机能同时动作，因而形成绘图机的八个基本动作（图 9-4）：+X、-X、+Y、-Y、+X+Y、+X-Y、-X+Y、-X-Y。 其中前四个动作是最基本的，后四个动作是前四个动作 合成的。
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图9-4 绘图机的基本动作
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图9-5 直线的近似和脉冲的关系
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图9-6 用阶梯线代替圆弧
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9-3 绘图程序的编制
计算机、绘图机等基本硬件只是提供了计算机绘图 的部分必要条件，要高速、方便地绘出图形，还必须具 备完善的绘图软件。各种类型的绘图机都配有相应的绘 图软件，即绘图命令。不同型号的绘图机，绘图命令的 内容和格式各不相同。如果直接用绘图命令编写绘图程 序，往往使程序繁琐、冗长，程序的阅读、修改和移植、 推广都比较困难。因此用户大多在绘图命令的基础上， 用高级语言编写一些基本绘图子程序，如画直线、圆弧， 以及控制笔的抬落等子程序。然后在基本子程序的基础 上再编制一些具有某种特定功能的子程序，即功能子程 序，如画矩形、正多边形等子程序。
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四、接口 接口是连接计算机与各外部设备进行数据通信的器 件，如DXY-800绘图仪上与计算机相连的Cen tronics并 行接口和RS-232C串行接口。 使用IBM PC微型计算机绘图系统绘图时，可以用编 程序的方法在显示器或绘图仪上输出图形，也可用现成 的绘图软件直接进行屏幕操作绘图。本章中所举的一些 绘图例子均用FORTRAN语言编制程序的方式在绘图仪 上得到图形输出的。
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图9-2 IBM PC绘图系统
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3.打印机 它主要用于打印程序清单、数据以及屏幕上已经绘 好的图形，是一种最基本的输出设备。 4.图形显示器 它主要用于显示字符、图形和程序，有两种基本工 作方式：文本显示方式和图形显示方式。在图形显示方 式下，选用中分辨率显示，可以使用彩色，屏幕由200 行、每行320点组成；选用高分辨率显示，屏幕由200行、 每行640点组成，只能用黑白两种颜色。 5.绘图机
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一、绘图基本子程序 1.绘直线子程序——PLOT 格式：PLOT（X，Y，IP） 功能：从笔的当前位置画直线或抬笔移动到点（X， Y）位置。 参数：X、Y为画笔移动到指定点的坐标。IP为线型 及笔态控制参数。
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2.绘圆或圆弧子程序——ARC 格式：ARC（XC，YC，R，SANG，EANG，IP） 功能：以（XC，YC）为圆心，R为半径，从起始 角（SANG）到终止角（EANG）之间沿逆时针方向画 圆或圆弧。 参数：IP为线型及笔态控制参数。 当IP=2 落笔画实线圆或圆弧
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若干个基本子程序和功能子程序即可构成一个通用 的绘图子程序包。如果我们根据各自专业的需要编制一 些专业性很强的子程序即应用子程序，如画螺纹紧固件、 印刷板布线图等子程序存入图形程序库中，以备随时调 用，绘图主程序的编制就更加方便。 下面介绍IBM PC微机——DXY-800绘图机系统上使 用的、能用FORTRAN语言调用的几个基本子程序，并 用它们编制一个正多边形功能子程序和一个平面图形的 主程序以说明绘图程序编制的大概过程和要点。