shpora2010oct17_2011

Рис. 4.45 Загальна структурна схема автомата Мілі Мінімальну кількість зворотних зв’язків забезпечує двійкове кодування станів

автомату.

Таблиця 4.11 – Двійкове кодуванням станів автомата

916 = 10012. Отже кількість біт повинна дорівнювати 4.

Рис. 4.46 Структурна схема автомата Мілі

31

4.5 Кількість тригерів у пам’яті автомата Мілі при двійковому кодуванні станів Визначити і підкреслити мінімальну кількість тригерів (у 16-ковій системі

числення) у пам'яті автомата Мілі, який може знаходитися у 10 станах при двійковому кодуванні станів.

Відповідь.

Рис. 4.47 Загальна структурна схема автомата Мілі Таблиця 4.12 – Двійкове кодуванням станів автомата

916 = 10012. Отже кількість тригерів повинна дорівнювати 4.

32

Рис. 4.48 Структурна схема автомата Мілі

4.6 Кількість тригерів у пам’яті автомата Мілі при унітарному кодуванні станів Визначити і підкреслити мінімальну кількість тригерів (у 16-ковій системі

числення) у пам'яті автомата Мілі, який може знаходитися у 10 станах при унітарному кодуванні станів.

Відповідь.

Рис. 4.49 Загальна структурна схема автомата Мілі

33

Таблиця 4.13 – Унітарне кодуванням станів автомата

Кількість тригерів дорівнює кількості станів. Отже кількість тригерів повинна дорівнювати 1010 = A16.

Рис. 4.50 Структурна схема автомата Мілі

34

5 Синтез цифрових автоматів на жорсткій логіці

5.1 Автомат Мура на елементах базису Буля і D-тригерах, що спрацьовують по фронту (двійкове кодування станів)

Намалювати граф, таблиці переходів та виходів, написати скорочені ДНФ функцій переходів та виходів, та намалювати схему автомата Мура на основі елементів базису Буля і D-тригерів. Коди станів автомата у контурі станів 0, 1, 2, 3 -

двійкові. Якщо немає сигналу X, автомат послідовно проходить стани 0, 1, 2, 3, 0,

..., а при появі сигналу X послідовність переходів змінюється: автомат переходить із стану 0 до стану 0 (при цьому послідовність зміни інших станів не змінюється).

Вихідний сигнал Y формується у станах 0 та 1.

Відповідь:

ai /Q1Q0/

Рис. 5.51 Граф автомата Мура та позначки у вершинах графа з двійковим кодуванням станів

35

Рис. 5.52 Структурна схема автомата Мура Таблиця 5.14 - Таблиця переходів автомата Мура з двійковим кодуванням станів

Таблиця 5.15 - Таблиця виходів автомата Мура з двійковим кодуванням станів

Рис. 5.53 Карти Карно та ДНФ для автомата Мура з двійковим кодуванням станів

36

Рис. 5.54 Функціональна схема автомата Мура з двійковим кодуванням станів Примітка 1. Часова діаграма роботи автомата Мура з двійковим кодуванням

станів.

Рис. 5.55 Часова діаграма роботи автомата Мура з двійковим кодуванням станів Примітка 2. VHDL-опис автомата Мура з двійковим кодуванням станів (назва

цього автомата – fsm1).

library IEEE;

use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_arith.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; entity fsm1 is

port (

c: in STD_LOGIC;

x:in STD_LOGIC;

y:out STD_LOGIC);

end fsm1;

architecture fsm1_arch of fsm1 is attribute enum_encoding: string; type State_type is ( a0, a1, a2, a3);

attribute enum_encoding of State_type: type is

signal State: State_type;

37

attribute state_vector: string;

attribute state_vector of fsm1_arch: architecture is "State"; begin

State_machine: process (c) begin

if rising_edge(c) then case State is

when a0 =>

if x='1' then

State <= a0; elsif x='0' then

State <= a1;

end if; when a1 =>

State <= a2; when a2 =>

State <= a3; when a3 =>

State <= a0; when others =>

null;

end case;

end if; end process; y_assignment:

y <= '1' when (State = a0) else '1' when (State = a1) else '0';

end fsm1_arch;

5.2 Автомат Мура на елементах монобазису І-НЕ та D-тригерах, що спрацьовують по фронту (двійкове кодування станів)

Намалювати граф, таблиці переходів та виходів, написати скорочені ДНФ функцій переходів та виходів, та намалювати схему автомата Мура на основі елементів монобазису І-НЕ і D-тригерів. Коди станів автомата у контурі станів 0, 1, 2, 3 - двійкові. Якщо немає сигналу X, автомат послідовно проходить стани 0, 1, 2, 3, 0, ..., а при появі сигналу X послідовність переходів змінюється: автомат переходить із стану 0 до стану 0 (при цьому послідовність зміни інших станів не змінюється). Вихідний сигнал Y формується у станах 0 та 1.

Відповідь:

38

ai /Q1Q0/

Рис. 5.56 Граф автомата Мура та позначки у вершинах графа з двійковим кодуванням станів

Рис. 5.57 Структурна схема автомата Мура

39

Таблиця 5.16 - Таблиця переходів автомата Мура з двійковим кодуванням станів

Таблиця 5.17 - Таблиця виходів автомата Мура з двійковим кодуванням станів

Рис. 5.58 Карти Карно та ДНФ для автомата Мура з двійковим кодуванням станів

40