- •1Лабороторна робота №1 аналіз і синтез комбінаційних схем
- •1.1 Основні положення
- •1.2 Варіанти індивідуальних завдань
- •1.3 Загальні зауваження до виконання індивідуальних завдань
- •1.4 Порядок виконання роботи
- •1.5 Зміст звіту
- •1.6 Література
- •2 Лабороторна робота №2 комбінаційні схеми
- •2.1 Варіанти індивідуальних завдань
- •2.2 Порядок виконання роботи
- •2.3 Зміст звіту
- •Лабораторна робота № 3 регістри й лічильники на основі тригерів. Аналіз і синтез
- •3.1 Регістри.Основнiположення
- •3.2 Лічильники. Основні положення
- •3.3 Індивідуальні завдання. Дослідження готових імс регістрів і лічильників в інтегральному виконанні
- •3.4 Порядок виконання роботи
- •3.5 Зміст звіту
- •3.5 Література
- •4 Лабороторна робота №4 аналіз і синтез моделей цифрових автоматів
- •4.1 Основні положення
- •4.1.1 Математичні моделі цифрових автоматів
- •4.1.2 Табличний спосіб завдання ца
- •4.1.3 Канонічний метод синтезу ца
- •4.1.4 Приклад синтезу ца канонічним методом
- •4.1.5 Завдання ца графом
- •4.2 Приклад синтеза ца із «жорсткою» логікою управління
- •4.2.1 Принцип роботи мікропрограмного автомата із жорсткою логікою управління
- •4.2.2 Приклад проектування мікропрограмного автомата із жорсткою логікою управління
- •4.3 Варіанти індивідуальних завдань (із)
- •4.4 Зміст звіту
4.1.4 Приклад синтезу ца канонічним методом
Завдання. Синтезувати цифровий частковий автомат ,заданий таблицею 4.2 переходів і виходів. Використати канонічний метод структурного синтезу автоматів. Прийняти: як елементарні автомати − логічний розширений базис Буля; як елементи пам’яті − повний автомат Мура з бінарним алфавітом вхідних/вихідних сигналів і станів.
Таблиця 4.2– Таблиця переходів і виходів автомата
Рішення. Для переходу від абстрактного автомата до його структурного подання, закодуємо вхідні/вихідні сигнали каналів й стани автомата Мілі − і автомата Мура −.У заданому абстрактному автоматікожний каналХі, має два стани: або сигналу немає −, або сигнал є −. Вихідні канализа аналогією –b1, b2. Тому, у структурному автоматі на кожний абстрактний канал досить вибрати один вхідний або один вихіднийсигнал із двома станами0,1кожний. Результати кодування сигналів і таблиця переходів для структурного автомата представлені таблицею 4.3.
Таблиця 4.3 – Приклад кодів сигналів і таблиця переходів
Автомат має чотири стани (див. таблицю 13.1), тому необхідні два елементи пам’яті П1і П2. Три(X1, X2, X3) абстрактних вхідних і чотири(Y1, Y2, Y3, Y4)вихідних сигнали можуть бути представлені кодами двох вхідних і двох вихідних каналів. Представимо структурну схему автомата на рис. 4.3.
Рисунок 4.3 – Структурна схема автомата А
Структурна схема представлена канонічним методом структурного синтезу цифрових автоматів. Вона розподілена на дві частини: комбінаційну та два елементи пам’яті, які складають другу частину схеми.
Присвоїмо коди вхідним/вихідним каналам та каналу переключення елементів пам’яті. В таблиці 4.4 структурного автомата А представлені кінцеві результати присвоєння кодів вхідним, вихідним сигналам, заданих таблицею 4.2 для абстрактного ЦА і переключення станів елементів П1, П2.
Таблиця 4.4– Коди вхідних/вихідних каналів та станів А
Тепер переходимо до кодування функцій переходів і виходів структурного автомата А (таблиця 4.5), використовуючи коди таблиці 4.4 і підставляючи їх у таблицю 4.2 заданого абстрактного автомата.
Застосовуючи математичну модель канонічного методу структурного синтезу автомата (рисунок 4.3), будуємо систему логічних функцій:
;
;
Таблиця 4.5– Переходи і виходи автомата А
Функцію отримаємо відразу безпосередньо з таблиці 4.5 для виходів структурного автомата, як диз’юнкцію наборів зміннихна яких функції приймають значення 1. Ці значення розміщені в кодах на пересіченні стовпціві рядків.Перша цифра відповідає значенню функції, а друга. Запишемо функції:
(4.1)
Для одержання логічних функцій ,, необхідно побудувати таблицю сигналів переключенняелементів пам’яті П1і П2. Для одержання цієї таблиці використаємо таблицю 4.5 переходів структурного автомата. В цій таблиці на пересіченні стовпців і рядків розміщенні значення переходів станів елементів пам’яті П1, П2(перша цифра − значення П1, друга − П2), а в заголовках стовпців розміщенні значення вихідних сигналів П1, П2або (ототожнюючи вихід Пі − стан) значення станів П1, П2, що були до переключення. Порівнюючи ці стани зі станами переходів, визначаємо елементи пам’яті, які треба переключати (на їхні входи треба подавати сигнал) і які не треба переключати (на їхні входи треба подавати сигнал). Заповнюючи цими значеннями таблицю 4.6, одержимо таблицю сигналів для переключення елементів пам’яті.
Таблиця 4.6– Таблиця переключення
Безпосередньо з цієї таблиці визначаємо систему логічних функцій в ДДНФ для одиничних наборів:
(4.2)
Логічні функції систем рівнянь 4.1, 4.2 є математичним рішенням поставленого завдання структурного синтезу логічної схеми ЦА канонічним методом. За цими функціями будуємо логічну схему. Приклад схемного рішення логічної функції системи 4.2 представлен рис. 4.4.
Рисунок 4.4 – Логічна схема функції u1
В якості елемента пам’яті зручно вибрати тригер з лічильним входом. Він має прямій і інверсний вихід. Таблиця переходів тригера збігається з таблицею переходів автомата Мура П таблиці 13.2.