Синтез управляющего автомата

Конечный автомат - это логическое устройство с памятью, выходные сигналы которого зависят от предыстории поступления входных сигналов Рассмотрим синтез автомата Мура (Рис.4)

. Необходимое число триггеров N определяется из условия 2N ≥ K, где K - число состояний автомата. Для решаемого примера К=6, N=3.

. Кодирование состояний автомата. Выберем ряд натуральных чисел. Состояниям будут соответствовать коды: Q0 - 000, Q1 - 001, Q2 - 010, и т. д.

3. Граф автомата строится по алгоритму (Рис. 6). Вершины графа соответствуют состояниям, а дуги - переходам. Условия перехода из одного состояния в другое записываются на дугах графа в виде конъюнкций входных сигналов, принимающих единичное значение, когда данный переход происходит. При безусловном переходе дуга графа отмечается константой 1.

Для упрощения тестирования начало, и конец алгоритма отображаются состоянием Q0, в результате автомат допускает циклическое повторение рабочего цикла.

. Выбор типа триггера выполняется с учетом используемой элементной базы, а также требований к быстродействию и помехозащищенности автомата. Обязательным является выбор триггеров с динамическим управлением. Для выбранного триггера изображается таблица переходов.

. Таблица переходов автомата строится по графу с учетом функций переходов выбранного триггера. Каждая строка описывает одну дугу графа. В столбцах указывают: условие перехода, исходное состояние автомата, новое состояние, и управляющие сигналы выбранного триггера, необходимые для перехода в новое состояние. Управляющий сигнал триггера для каждого разряда определяется с учетом таблицы переходов и изменения данного разряда в кодах исходного и нового состояний.

Рис.8 Таблица переходов JK триггера.

В таблице переходов приведены входные управляющие сигналы для JK триггеров.

При проектировании автомата следует составить таблицу для заданного типа триггера, в которую войдут столбцы: «условия Х», «Q исходное», «Q новое», и управляющие сигналы заданного триггера.

. Логические уравнения для управляющих сигналов триггеров записываются по таблице переходов, обычно в СДНФ. Выбирается столбец для управляющего сигнала, и записывается дизъюнкция из произведений (минтермов, или конгституент единицы), количество которых равно количеству единиц в столбце. Каждое произведение - конъюнкция из кода исходного состояния и условия для строки, управляющий сигнал которой равен 1.

Триггеры типа JK

Таблица переходов автомата

Дешифратор выходов

Для проектирования автомата с использованием JK-триггеров приведены таблица и формулы. Для сигналов j0, k0 координаты «х» приняты равными 1 и использована запись уравнений в СКНФ.

. По логическим уравнениям для функций переходов составлена схема (Рис. 7). Выходные сигналы автомата являются функциями состояний, для их формирования используется дешифратор. В общем случае сигналы могут выражаться через дизъюнкцию состояний, как, например, «we».

Схема управляющего автомата:

Интересное из раздела

Проект кабельной линии
Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев министе ...

Методы локализации неисправностей на аппаратуре СВ и РМ
Информация о воздушной обстановке в виде формуляра кодограммы Т-РМ поступает от СВ в УУО блока УОП АРМ. Из узла управления обменом тип принятого донесен ...

Проблемы обнаружения и подавления работы радиоуправляемых взрывных устройств
Цель контрольной работы - описать проблемы обнаружения и подавления работы радиоуправляемых взрывных устройств и сотовых телефонов, выявить основные методы ...