Канонический метод структурного синтеза цифрового автомата
Кодирование сигналов и состояний. Таблица переходов триггера. Минимизированная каноническая система уравнений. Составление карт Карно. Разработка функциональной схемы управляющего устройства на JK-триггерах. Использование эвристического алгоритма.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.01.2014 |
| Размер файла | 114,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Приборостроительный»
Кафедра «БИС»
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Теория автоматов»
ЮУрГУ-090900.2012.910 ПЗ КР
Канонический метод структурного синтеза цифрового автомата
Руководитель:
Парасич В.А.
Автор проекта:
студент группы ПС-255
Кудрявцев В.Е.
Челябинск 2013
Канонический метод структурного синтеза ЦА с памятью позволяет свести задачу структурного синтеза произвольного ЦА с памятью к задаче синтеза комбинационных схем. Этот метод оперирует с элементарными автоматами двух классов: элементарными автоматами с памятью (элементы памяти) и элементарными комбинационными автоматами (логические элементы).
Каноническая структура цифрового автомата
Задан некоторый абстрактный автомат по совмещенной таблице переходов/выходов. Элемент памяти - JK-триггер.
Каноническая схема автомата
Кодирование сигналов и состояний
Кодирование входных сигналов
Таблица 1
|
z |
x1x2 |
|
|
z1 |
00 |
|
|
z2 |
01 |
|
|
z3 |
10 |
Кодирование выходных сигналов I рода
Таблица 2
|
Частота |
w |
y1y2 |
|
|
3 |
w1 |
01 |
|
|
4 |
w2 |
00 |
|
|
3 |
w3 |
10 |
Кодирование выходных сигналов I рода (Таблица 2) производится по частоте. Данный вариант кодирования является оптимальным.
Кодирование выходных сигналов II рода
Таблица 3
|
Частота |
u |
r1r2 |
|
|
2 |
u1 |
1 |
|
|
3 |
u2 |
0 |
Кодирование выходных сигналов II рода (Таблица 3) производится по частоте. Данный вариант кодирования является оптимальным.
Кодирование состояний
Таблица 4
|
a |
ф1 ф2 ф3 |
|
|
a1 |
000 |
|
|
a2 |
001 |
|
|
a3 |
010 |
|
|
a4 |
011 |
|
|
a5 |
100 |
Каноническая система уравнений
Закодированная таблица выходов
Таблица 5
|
00 |
00 |
00 |
01 |
01 |
||
|
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
||
|
00 |
- |
10 |
00 |
- |
- |
|
|
01 |
01 |
- |
10 |
01 |
10 |
|
|
10 |
00 |
01 |
- |
00 |
00 |
По закодированной таблице выходов (Таблица 5) получим систему канонических уравнений для выходных сигналов.
Составим карты Карно для выходных сигналов y1, y2, r1, r2:
Таблица 6. Карта Карно для функции y1
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
1 |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
0 |
- |
0 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
0 |
По карте Карно для выходного сигнала I рода (Таблица 6) получим:
y1=x1 ф2 ф3 v x2 ф2 ф3 v x2 ф1
Таблица 7. Карта Карно для функции y2
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
0 |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
1 |
- |
1 |
0 |
- |
- |
- |
0 |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
0 |
По карте Карно для выходного сигнала I рода (Таблица 7) получим:
y2=x2 ф1 ф2 v x2 ф3 v x1 ф2 ф3
Таблица 8. Карта Карно для функции r1
|
00 |
01 |
11 |
10 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
- |
- |
- |
Таблица 9. Карта Карно для функции r2
|
00 |
01 |
11 |
10 |
||
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
- |
- |
- |
По карте Карно для выходного сигнала II рода (Таблица 9) получим:
r2min= ф1 v ф2 ф3
Таблица 10. Таблица переходов триггера
|
Q(t) |
J |
K |
Q(t+1) |
|
|
0 |
0 |
- |
0 |
|
|
0 |
1 |
- |
1 |
|
|
1 |
- |
1 |
0 |
|
|
1 |
- |
0 |
1 |
JK - триггер полная таблица переходов.
Таблица 11. Закодированная таблица переходов
|
ф1 ф2 ф3\ x1 x2 |
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
|
|
00 |
- |
011 |
000 |
- |
- |
|
|
01 |
001 |
- |
001 |
010 |
010 |
|
|
10 |
010 |
100 |
- |
011 |
001 |
Минимизация функций возбуждения триггеров
Таблица 12. Закодированная таблица функций возбуждения
|
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
||
|
00 |
- |
01-/--0 |
0-0/-1- |
- |
- |
|
|
01 |
001/--- |
- |
0-1/-1- |
0--/-01 |
-00/1-- |
|
|
10 |
010/--- |
10-/--1 |
- |
0--/-00 |
-01/1-- |
По таблицах переходов составим карты Карно для каждого входного сигнала триггера.
Таблица 13. Карта Карно для функции возбуждения J1
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
0 |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
0 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
По карте Карно для функции возбуждения J1 (Таблица 13) получим:
J1min=x1ф2 ф3
Таблица 14. Карта Карно для функции возбуждения J2
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0 |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
0 |
По карте Карно для функции возбуждения J2 (Таблица 14) получим:
J2min=x1 ф3 v x1ф1ф2 ф3
Таблица 15. Карта Карно для функции возбуждения J3
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
- |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
1 |
- |
- |
1 |
- |
- |
- |
0 |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
По карте Карно для функции возбуждения J3 (Таблица 15) получим:
J3min=x2ф1 v x1ф1
Таблица 16. Карта Карно для функции возбуждения K1
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
По карте Карно для функции возбуждения К1 (Таблица 16) получим:
K1min= 1
Таблица 17. Карта Карно для функции возбуждения K2
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
- |
- |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
- |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
По карте Карно для функции возбуждения К2 (Таблица 17) получим: K2min= ф3
Таблица 18. Карта Карно для функции возбуждения K3
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
||
|
00 |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
01 |
- |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
- |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
По карте Карно для функции возбуждения К3 (Таблица 18) получим:
K3min=x2 v x1ф2
Минимизированная каноническая система уравнений:
Заключение
сигнал кодирование карно триггер
В курсовом проекте с применением канонического метода синтеза была разработана функциональная схема управляющего устройства на JK-триггерах. Использование алгоритма кодирования для JK-триггеров или эвристического алгоритма для других типов триггеров обеспечивает наиболее простую с точки зрения реализации схему.
Библиографический список
1. Баранов, С.И. Синтез микропрограммных автоматов. / С.И. Баранов- Л.:Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. - 232 с., ил.
2. Самофалов, К.Г. Прикладная теория цифровых автоматов / К.Г. Самофалов, А.М. Романкевич, В.Н. Валуйский, и др. - К.: Вища шк., 1987. - 375 с.
3. Глушков, В.М. Синтез цифровых автоматов. - М.: Физматгиз, 1962. - 476 с., ил.
4. Захаров, Н.Г., Синтез цифровых автоматов: Учебное пособие / Н.Г. Захаров, В.Н. Рогов. - Ульяновск: УлГТУ, 2003.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Алгоритм работы автомата Мили в табличном виде. Графический способ задания автомата. Синтез автомата Мили на Т-триггерах. Кодирование состояний автомата. Таблицы кодирования входных и выходных сигналов. Таблица переходов и выходов абстрактного автомата.
курсовая работа [24,7 K], добавлен 01.04.2010Установление соответствия абстрактных и структурных сигналов. Система канонических уравнений для выходных сигналов. Закодированная таблица переходов и возбуждения. Функция входов Т-триггера. Построение функциональной схемы синтезированного автомата.
курсовая работа [360,1 K], добавлен 07.05.2013Процесс разработки функциональной схемы автомата Мура для операции деления без восстановления остатка. Кодировка состояний переходов, системы логических функций, сигналов возбуждения, их минимизация. Построение функциональной схемы управляющего автомата.
курсовая работа [868,4 K], добавлен 07.04.2012Исследование структурной схемы цифрового автомата и операционного устройства. Алгоритм функционирования цифрового автомата в микрооперациях. Кодирование его состояний. Характеристика функций возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 06.12.2013Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011Расчет схемы цифрового автомата, функционирующего в соответствии с заданным алгоритмом. Кодирование состояний. Составление таблицы функционирования комбинационного узла автомата. Запись логических выражений. Описание выбранного дешифратора и триггера.
курсовая работа [423,4 K], добавлен 18.04.2011Структурная схема и синтез цифрового автомата. Построение алгоритма, графа и таблицы его функционирования в микрокомандах. Кодирование состояний автомата. Функции возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов. Схема управляющего устройства.
курсовая работа [789,4 K], добавлен 25.11.2010Формирование алфавитного оператора. Приведение оператора к автоматному виду. Построение графа переходов абстрактного автомата. Кодирование состояний, входных и выходных сигналов. Формирование функций возбуждения и выходных сигналов структурного автомата.
курсовая работа [66,3 K], добавлен 10.11.2010Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций.
контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011Функциональная схема и механизм работы цифрового устройства обработки данных. Синтез управляющего автомата, выбор типа триггера, описание управляющего автомата и счётчиков на языке Verilog. Процесс тестирования и моделирования управляющего автомата.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 05.12.2012Обобщенная схема конечного цифрового автомата. Структурная и каскадная схема мультиплексора. Кодирование входных и выходных сигналов и состояний автомата. Схема разработанного цифрового устройства. Синтез дешифратора автомата. Выбор серии микросхем.
контрольная работа [279,1 K], добавлен 07.01.2015Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства, имеющего 4 входа и 2 выхода. Составление логических уравнений для каждого выхода по таблице истинности. Минимизация функций с помощью карт Карно, выбор оптимального варианта; принципиальная схема.
практическая работа [24,0 K], добавлен 27.01.2010Синтез цифровых схем, выбор элементной базы и анализ принципов построения управляющих автоматов с жесткой логикой. Граф-схемы алгоритмов умножения и деления чисел. Создание управляющего автомата типа Мили; выбор триггера, кодирование сигналов автомата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.09.2012Структурно–функциональное описание счетчика. Построение функциональной схемы синхронного автомата для 4-разрядного счетчика. Кодирование состояний автомата по критерию надежности функционирования. Логическое моделирование схемы функционального теста.
контрольная работа [105,8 K], добавлен 14.07.2012Теоретические основы процессоров. Построение процессоров и их общая структура. Цифровые автоматы. Расчёт количества триггеров и кодирование состояний ЦА. Структурная схема управляющего устройства. Построение графа функционирования управляющего устройства.
курсовая работа [85,0 K], добавлен 08.11.2008Структурный синтез управляющего автомата. Кодирование внутренних состояний и выбор памяти. Составление таблицы траекторий. Выбор микросхем и аналоговых элементов. Устройства сопряжения и нормализация шкалы датчика. Устройство коммутации с элементами.
курсовая работа [206,1 K], добавлен 23.02.2009Этапы проектирования синхронной пересчетной схемы, реализующей последовательность двоичных эквивалентов заданных чисел. Определение функций внешних переходов Т-триггера. Представление работы триггера в виде таблицы его внутренних состояний и переходов.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 23.10.2010Выполнение синтеза цифрового автомата Мура, осуществляющего отображение информации, приведение алфавитного отображения к автоматному. Построение формализованного описания автомата, минимизация числа внутренних состояний. Функциональная схема автомата.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 04.02.2013Рассмотрение структурной и функциональной схем для часов. Построение графа управляющего автомата. Кодирование входных и выходных сигналов. Разработка 12-часового режима работы и блока отключения индикаторов. Определение площади кристалла микросхемы.
курсовая работа [314,3 K], добавлен 27.04.2011Проектирование цифрового автомата, формирующего четырехразрядный код на заданном числе тактов. Общая схема синтеза пересчетного устройства, векторная диаграмма работы. Разработка входного комбинационного устройства. Микросхема кодопреобразоателя.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.12.2012
