Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Описание автомата по исходным данным.



Исходные данные

 

Исходными данными в курсовом проекте являются вход-выходные временные последовательности (рис.1).

 

Рис. 1. Вход-выходные временные последовательности.

Описание автомата по исходным данным.

 

Требуется построить схему, имеющую два входа х1 и х2 и два выхода z1и z2. Схема должна реализовывать три циклические последовательности, показанных на рисунке 2. Все последовательности имеют одно и то же исходное состояние на интервале времени t1: x1x2=00, z1z2=00. Последовательности могут сменять друг друга в произвольном порядке.

 

Построения графа переходов и первичной таблицы переходов.

 

Анализируя временные диаграммы (рис.2), следует пронумеровать состояние схемы, используя два правила:

1) вводится начальное устойчивое состояние, соответствующее интервалу времени t1, когда: x1x2=00, z1z2=00 (в таблице 1 это состояние (а1, 1));

2) для каждого последующего такта вводится новое устойчивое состояние (рис.3).

 

Рассмотрим первый цикл работы: из состояния (а1, 1) со значением входов x1x2=00 и выходов z1z2=00 схема под воздействием входного сигнала 01 переходит в состояние (а2, 2) со значением выходов z1z2=11. Затем под воздействием входного сигнала 00 схема переходит в состояние (а3, 3) со значением выходов z1z2=01. В состояние 4 (а1, 4) схема переходит под воздействием входного сигнала 01, под воздействием сигнала 11 схема переходит в состояние 5 (а2, 5) со значением выходов z1z2=10. Завершается циклическая вход-выходная последовательность подачей входного сигнала 00 и переходом схемы в начальное состояние (а1, 1).

Затем таблица переходов расширяется с учетом второй и третьей вход-выходных последовательностей. При этом их начальное состояния совпадают с начальным состоянием первой последовательности.

Построим граф переходов (рис. 4).

 

Рис.2. Временные диаграммы вход-выходных последовательностей.

Рис. 3. Нумерация состояний.

 

Таблица переходов

таблица 1

а а1 а2 а3 а4
S x1x2
(1), 00 2, 11 6, 01 11, 00
3, 01 (2), 11    
(3), 01 4, 01    
  (4), 01   5, 10
1, 00     (5), 10
    (6), 01 7, 11
  8, 00   (7), 11
9, 11 (8), 00    
(9), 11     10, 11
1, 00     (10), 11
    12, 10 (11), 00
    (12), 10 13, 11
  14, 10   (13), 11
1, 00 (14), 10    

 

Рис. 4. Граф переходов.

 

Для начала вводятся обозначения вершина графа представляет собой круг, поделенный по диаметру пополам горизонтальной чертой, над чертой пишутся номера состояний, под чертой – значения выходов. Дуги графа – все возможные переходы из данного состояния в другое, включая устойчивые состояния. Устойчивые состояния на графе показывается дугами, исходящими и входящими в одну и ту же вершину графа с подписью значений входов схемы.

3. Минимизация числа строк таблица переходов.

Нахождение максимальных подмножеств совместимых строк (МПСС ТП).

Находятся множества - множества строк в которых в столбце j проставлено состояние i или знак безразличного состояния (~).

Для составления таблица покрытий (табл. 2) имеем:

Находятся множества для всех четверок

 

 

Из полученных множеств исключаются те, которые полностью входят в другое множество. Оставшиеся множества являются максимальными подмножествами совместимых строк, они обозначаются латинскими буквами:

 

 

Составление таблицы покрытий

Столбцы таблицы соответствуют множествам А, В, С, …., а строки- строкам первичной таблицы переходов. На пересечении строки и столбца ставиться знак «+», если данная строка таблицы входит в данное подмножество совместимых строк.

Таблица покрытий

таблица 2

S A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
+                                  
          + + +                    
      +         + + +              
                  +   +            
                      + +          
              +     +     +     +  
                                +  
                            + + + +
                                  +
  +                                
    + +   +                 +      
        +   +   +             +    
        +                          
  + +   +               + +        

Решение задачи покрытия.

Находятся минимальное множество столбцов W такое, что каждая строка (состояние) входит хотя бы в одно из них. Для этого составляется алгебраическое выражение Q типа конъюнкция дизъюнкций. Каждая дизъюнкция образуется как дизъюнкция тех столбцов, в которых стоит метка «+» в данной строке (табл. 2).

Нахождение минимального множества таблицы покрытий.

 

С использованием правил повторения и поглощения выражение Q приводится к виду дизъюнкция конъюнкций. Выбирается любая из минимальных конъюнкций W.

W=AEQRBDHL

Объединение строк первичной таблицы переходов:

Далее исключается повторение цифр:

 

 

Построение минимизированной таблицы переходов

 

Строится таблица с учетом объединения строк(табл. 3)

Минимизированная таблица переходов Таблица3

а а1 а2 а3 а4
S x1x2
{1} (1), 00 2, 11 6, 01 11, 00
{2} 3, 01 (2), 11    
{3, 11} (3), 01 4, 01 12, 10 (11), 00
{4, 5} 1, 00 (4), 01   (5), 10
{6, 7, 8} 9, 11 (8), 00 (6), 01 (7), 11
{9} (9), 11     10, 11
{10} 1, 00     (10), 11
{12, 13, 14} 1, 00 (14), 10 (12), 10 (13), 11

Таблица переходов после перенумерации

таблица 4

а а1 а2 а3 а4
S x1x2
(1), 00 2, 11 5, 01 3, 00
3, 01 (2), 11    
(3), 01 4, 01 8, 10 (3), 00
1, 00 (4), 01   (4), 10
6, 11 (5), 00 (5), 01 (5), 11
(6), 11     7, 11
1, 00     (7), 11
1, 00 (8), 10 (8), 10 (8), 11

Рис. 5. Блок-схема синхронного автомата

 

1) СС – схема синхронизации, обеспечивает синхронизацию поступления входных сигналов;

2) ЛП- логический преобразователь, реализует функции включения внутренних элементов памяти;

3) БП- блок памяти, производит задержку сигналов Y на время t;

4) ВП – выходной преобразователь, реализует выходные функции Z.

 

Кодирование состояний

таблица 5

S y1 y2 y3

 

5.2. Кодированные таблица переходов и таблица выходов.

Составляем кодированные таблицу переходов и таблицу выходов. В качестве исходной берется таблица 4, в которой состояния автомата S заменяются соответствующими кодами из таблицы 5.

В таблицах 6 и 7 соответственно представлены таблица переходов и таблица выходов.

 

Кодированная таблица переходов

таблица 6

  y1y2y3 x1x2
 
~ ~
~
~ ~
~ ~

Кодированная таблица выходов

таблица 7

y1y2y3 x1x2
~ ~
~
~ ~
~ ~

Таблица 8

  Номер строки x1x2y1y2y3 YS1 YR1 YS2 YR2 YS3 YR3 Z1 Z2
~ ~ ~
~
~ ~ ~
~
~ ~
~ ~ ~
~
~ ~
~ ~ ~
~ ~
~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~ ~
~ ~ ~
~
~ ~ ~
~ ~ ~

 

 

Рис.6

Выпишем полученные функции:

 

Выбор типа микросхем

 

Для реализации автомата были выбраны интегральные микросхемы серии К555 с типом логики ТТЛШ.

 

Рис. 8. Микросхемы.

Спецификация микросхем.

 

В таблице 9 представлена спецификация микросхем

 

Спецификация микросхем

таблица 9

Номер строки Наименование Обозначение на схеме Реализуемая функция количество
К555ЛИ1 DD1 4 логических элемента 2И
К555ЛИ3 DD2 3 логических элемента 3И
К555ЛИ6 DD3 2 логических элемента 4И
К555ЛН1 DD4 6 логических элементов НЕ
К555ЛЛ1 DD5 4 логических элемента 2ИЛИ
К555ТВ9 DD6 Сдвоенный JK-триггер
К555ТЛ2 DD7 генератор

 


Рис.7. Функциональная схема автомата.

Рис.9. Реализация синхронного автомата на микросхемах.

Исходные данные

 

Исходными данными в курсовом проекте являются вход-выходные временные последовательности (рис.1).

 

Рис. 1. Вход-выходные временные последовательности.

Описание автомата по исходным данным.

 

Требуется построить схему, имеющую два входа х1 и х2 и два выхода z1и z2. Схема должна реализовывать три циклические последовательности, показанных на рисунке 2. Все последовательности имеют одно и то же исходное состояние на интервале времени t1: x1x2=00, z1z2=00. Последовательности могут сменять друг друга в произвольном порядке.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 484; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.052 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь