Разработка управляющих цифровых автоматов мили и мура
Построение конечных автоматов. Переход от системы формул переходов к граф-схеме алгоритмов. Синтез входной части автомата Мура и кодирование его состояний. Таблица истинности возбуждения T-триггера и характеристика схемы запоминающей части автомата Мили.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2015 |
| Размер файла | 775,3 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/
Задание на курсовое проектирование по дисциплине «Теория автоматов»
По системе формул переходов (СФП) граф-схемы алгоритмов (ГСА) с отметками для автоматов Мили и Мура
1. По ГСА построить графы автоматов (ГА) Мили и Мура
2. Закодировать состояния автоматов, выбрать следующий метод кодирования:
3.1. Кодирование, уменьшающее число переключений триггеров.
3. Построить таблицы истинности возбуждения триггеров автоматов Мили и Мура
4. По таблицам получить аналитические выражения для входной части автоматов Мили и Мура, пригодные для построения схем, содержащих только следующие логические элементы:
5.2. . «ИЛИ-НЕ».
5. Построить схемы входной части автоматов Мили и Мура по выражениям из п.5
6. Провести моделирование схем входной части
7. Построить схему запоминающей части, в качестве элемента памяти использовать
8.2T-триггер.
8. Провести моделирование схем запоминающей части
9. Получить аналитические выражения для выходной части автоматов Мили и Мура, пригодные для построения схем, содержащих только следующие логические элементы:
10.1. «И», «ИЛИ», «НЕ»
Построить схемы выходной части автоматов Мили и Мура
10. Провести моделирование схем выходной части
11. Построить полные схемы автоматов Мили и Мура
12. Провести моделирование полных схем
13. Провести тестирование одной из полученных комбинационных схем применяя следующие методы:
14. Синтезировать самопроверяемую комбинационную схему, применяя следующие методы:
16.1. Синтез схемы с однонаправленным проявлением неисправностей (из элементов с тремя входами и нагрузочной способностью равной двум) и кодирование выходов кодом Бергера.
автомат кодирование триггер
1. Построение конечного автоматов
1.1 Система формул переходов
1.2 Переход от системы формул переходов к граф-схеме алгоритмов
ГСА, соответствующая данной СФП, имеет следующий вид:
Рис. 1. Граф-схема алгоритма
1.3 Переход от ГСА к автомату Мура
Расставим на ГСА отметки состояний:
· отметка S0 ставится на дуге, исходящей из начальной вершины, и на дуге, заходящей в конечную вершину;
· отметки S1,…, St ставятся около операторных вершин;
· отметки St+1,…, Sk ставятся на дугах, заходящих в ждущие вершины.
Рис. 2. Граф- схема алгоритма автомата Мура
1.4 Переход от ГСА к автомату Мили
В случае автомата Мили отметки состояний ставятся:
· отметка ставится на дуге, исходящей из начальной вершины, и на дуге, заходящей в конечную вершину;
· отметки ставятся на дугах, исходящих из операторных вершин;
· отметки ставятся на дугах, заходящих в ждущие вершины.
Рис.3 Граф- схема алгоритма автомата Мили
1.5 Граф переходов автомата Мура
Рис. 4. Граф переходов автомата Мура
1.6 Граф переходов автомата Мили
Рис 5. Граф переходов автомата Мили
2. Синтез автомата Мура
2.1 Синтез входной части автомата Мура
2.1.1 Кодирование состояний автомата
Выпишем в таблицу все переходы. Закодируем состояния автомата Мура следующим методом: Кодирование, упрощающее функции возбуждения триггеров.
|
q0 |
100 |
|||
|
q1 |
000 |
|||
|
q2 |
011 |
|||
|
q3 |
110 |
|||
|
q4 |
001 |
|||
|
q5 |
010 |
|||
|
q6 |
101 |
2.1.2 Таблица истинности возбуждения T-триггера автомата Мура
Составим, используя кодирование, таблицу истинности возбуждения T-триггера
Таблица 1
Таблица истинности возбуждения T-триггера автомата Мура
|
q |
U |
q' |
T0 |
T1 |
T2 |
|||
|
q0 |
100 |
x1 |
q0 |
100 |
0 |
0 |
0 |
|
|
q0 |
100 |
x1 |
q1 |
000 |
1 |
0 |
0 |
|
|
q1 |
000 |
x2 |
q2 |
011 |
0 |
1 |
1 |
|
|
q1 |
000 |
x2x3 |
q4 |
001 |
0 |
0 |
1 |
|
|
q1 |
000 |
x2x3 |
q5 |
010 |
0 |
1 |
0 |
|
|
q2 |
011 |
1 |
q3 |
110 |
1 |
0 |
1 |
|
|
q3 |
110 |
x5x2 |
q1 |
000 |
1 |
1 |
0 |
|
|
q3 |
110 |
x2x5 |
q5 |
010 |
1 |
0 |
0 |
|
|
q3 |
110 |
x5 |
q6 |
101 |
0 |
1 |
1 |
|
|
q4 |
001 |
x4 |
q0 |
100 |
1 |
0 |
1 |
|
|
q4 |
001 |
x4x2 |
q2 |
011 |
0 |
1 |
0 |
|
|
q4 |
001 |
x4x2x3 |
q4 |
001 |
0 |
0 |
0 |
|
|
q4 |
001 |
x4x2x3 |
q5 |
010 |
0 |
1 |
1 |
|
|
q5 |
010 |
1 |
q1 |
000 |
0 |
1 |
0 |
|
|
q6 |
101 |
x2 |
q4 |
001 |
1 |
0 |
0 |
|
|
q6 |
101 |
x2 |
q5 |
010 |
1 |
1 |
1 |
2.1.3 Функции возбуждения триггеров
По таблице получим аналитические выражения для входной части автомата Мура. Преобразуем формулы для построения схемы, содержащей только элементы «ИЛИ-НЕ».:
2.1.4 Схема входной части автомата Мура
Построим логическую схему по полученным функциям возбуждения триггеров. Схема показана на рисунке 6.
Проверим правильность построения схемы с помощью моделирования ее работы. После моделирования сравним значения T0, T1, T2, со значениями, полученными аналитически.
Рис. 6. Схема входной части автомата Мура
Построим таблицу тестовых значений для проверки правильности работы схемы (таблица 2). В качестве тестовых наборов будем брать тесты, соответствующие конъюнкциям функций возбуждения триггеров.
Таблица 2
Тестовые наборы для проверки работы схемы
|
№ |
Коньюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
q6 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
T0 |
T1 |
T2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
||
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
1 |
||
|
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
0 |
1 |
- |
- |
||
|
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
0 |
- |
1 |
- |
1 |
||
|
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
||
|
6 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
||
|
7 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
- |
1 |
- |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
0 |
- |
1 |
- |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
1 |
1 |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
1 |
- |
- |
1 |
- |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
1 |
1 |
||
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
||
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
||
|
14 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
1 |
Доопределим недостающие значения таким образом, чтобы сократить как можно большее число строк и получить кратчайшее покрытие (таблица 3).
Таблица 3
Доопределение тестовых наборов
|
№ |
Коньюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
q6 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
T0 |
T1 |
T2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
||
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||
|
6 |
и |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||
|
12 |
и |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Проведем моделирование работы схемы (рис. 7). Сравним полученные значения с таблицей 3. Значения совпадают, следовательно, схема построена правильно.
Рис. 7. Моделирование входной части автомата Мура
2.2 Синтез запоминающей части автомата Мура
2.2.1 Синтез схемы дешифратора
|
q0 |
100 |
|||
|
q1 |
000 |
|||
|
q2 |
011 |
|||
|
q3 |
110 |
|||
|
q4 |
001 |
|||
|
q5 |
010 |
|||
|
q6 |
101 |
Построим дешифратор согласно кодам состояний (рисунок 8)
Рис. 8. Дешифратор автомата Мура
2.2.2 Схема запоминающей части автомата Мура
Построим запоминающую часть автомата Мура. В качестве элементов памяти будем использовать синхронные T-триггеры. Схема запоминающей части автомата Мура представлена на рисунке 9.
Рис 9. Схема запоминающей части автомата Мура
Проведем моделирование работы схемы (рис.10). На рисунке видно, что диаграмма отражает правильные значения сигналов состояний, причем изменение выходных значений происходит только при положительном фронте счетного входа.
Рис 10. Моделирование работы запоминающей части автомата Мура
2.3 Синтез выходной части автомата Мура
2.3.1 Функции выхода автомата Мура
2.3.2 Схема выходной части автомата Мура
По функциям выхода построим схему выходной части автомата Мура в базисе «И», «ИЛИ», «НЕ» Схема представлена на рис. 11.
Рис. 11. Схема выходной части автомата Мура
Проведем моделирование работы схемы. Так как в автомате одновременно только одно состояние является активным, в качестве тестовых возьмем наборы с последовательной активизацией состояний.
Таблица 4
Тестовые наборы для проверки работы схемы
|
Вход |
Выход |
||||||||||
|
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
q6 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y5 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||||||
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Проведем моделирование работы схемы по данным таблицы 4. Значения полученные аналитически и опытным путем совпадают, следовательно схема построена верно.
Рис. 12. Моделирование работы выходной части автомата Мура
2.4 Объединение частей автомата Мура
Рис. 13. Структурная схема автомата Мура
Объединим полученные части в одну схему, согласно структурной схеме автомата Мура (рис. 13). Получим схему автомата Мура (рис. 14).
Рис. 14. Схема объединенного автомата Мура
Рис. 15. Граф автомата Мура с отметками перехода
Проведем моделирование работы автомата, используя полученную последовательность переходов. На рис. 16 представлена диаграмма моделирования работы автомата, моделирование проведено по указанным в графе переходам. Значения выходов совпадают с соответствующими значениями на графе, следовательно, схема функционирует правильно.
Рис. 16. Диаграмма моделирования автомата Мура
3. Синтез автомата Мили
3.1 Функции возбуждения триггеров и функции выхода автомата Мили
Рассмотрим теперь автомат Мили. Выпишем в таблицу все переходы. Закодируем состояния автомата Мили следующим методом: Кодирование, упреждающее функции возбуждения триггеров.
|
q0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
q1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
q2 |
1 |
1 |
1 |
|
|
q3 |
0 |
0 |
0 |
|
|
q4 |
0 |
0 |
1 |
|
|
q5 |
1 |
0 |
0 |
Таблица 5
Таблица значений входов запоминающей части и выходов автомата
|
q |
U |
q? |
T0 |
T1 |
T2 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y5 |
|
|
q0 |
q0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
q0 |
q1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
||
|
q1 |
q2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||
|
q1 |
q3 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||
|
q1 |
q5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
q2 |
1 |
q4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
q3 |
q1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
||
|
q3 |
q5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
q3 |
q3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||
|
q3 |
q4 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||
|
q4 |
q3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||
|
q4 |
q5 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
q4 |
q0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
q5 |
q4 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Получим формулы для функций возбуждения T-триггеров и функций выходов. Формулы для входной части преобразуем так, что бы они содержали только операции «ИЛИ-НЕ»:
y= ;
y=;
y=;
y=;
y=.
3.2 Схема входной части автомата Мили
Построим схему входной части автомата Мили (рис. 17) по выражениям, полученным в п. 3.1.
Далее построим таблицу тестовых значений для проверки правильности работы схемы (таблица 6). В качестве наборов будем брать конъюнкции функций возбуждения триггеров.
Рис. 17. Схема входной части автомата Мили
Таблица 6
Тестовые наборы для проверки работы схемы
|
№ |
конъюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
T0 T1 T2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
0-- |
||
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
1-- |
||
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
- |
-1- |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
1 |
- |
- |
1-1 |
||
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
--1 |
||
|
6 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1-- |
||
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
1 |
- |
1-1 |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
1-- |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
0 |
1 |
1 |
- |
--- |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
0 |
- |
-11 |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
0 |
- |
- |
0 |
-11 |
||
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
1 |
111 |
||
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
0 |
-1- |
||
|
14 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
0 |
- |
- |
- |
111 |
Доопределим недостающие значения таким образом, чтобы сократить как можно большее число строк и получить кратчайшее покрытие.
В таблице 7 представлены тестовые наборы для проверки входной части автомата Мили.
Таблица 7
Доопределение тестовых наборов
|
№ |
конъюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
T0 T1 T2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
000 |
||
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
||
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
010 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
101 |
||
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
001 |
||
|
6 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
||
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
101 |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
000 |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
011 |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
011 |
||
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
111 |
||
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
010 |
||
|
14 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
111 |
Рис. 18. Диаграмма моделирования работы входной части автомата Мили
3.3 Схема выходной части автомата Мили
По таблице 5 построим схему выходной части автомата Мили используя элементы «И», «ИЛИ», «НЕ» (рис. 19).
Рис. 19. Выходная часть автомата Мили
Построим таблицу проверки конъюнкций выходной части автомата, соединив одинаковые конъюнкции.
Таблица 8
Тестовые наборы для проверки работы схемы
|
№ |
конъюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
y1y2y3y4y5 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- - - - - |
||
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
1 - - - 1 |
||
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
- |
1 - 1 - 1 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
1 |
- |
- |
- 1 - - - |
||
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
- 1 - - 1 |
||
|
6 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1 - - 1 - |
||
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
1 |
- |
1 |
- |
1 - - - 1 |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
- 1 - - 1 |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
0 |
1 |
1 |
- |
- 1 - - - |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
0 |
- |
1 - - 1 - |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
0 |
- |
- |
0 |
- 1 - - - |
||
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
1 |
- 1 - - 1 |
||
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
1 |
- |
- |
0 |
- - - - - |
||
|
14 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
0 |
- |
- |
- |
1 - - 1 - |
Таблица 9
Доопределение тестовых наборов
|
№ |
конъюнкция |
q0 |
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
y1y2y3y4y5 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 0 0 0 0 |
||
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 0 0 0 1 |
||
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 0 1 0 1 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 1 0 0 0 |
||
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 1 0 0 1 |
||
|
6 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 0 0 1 0 |
||
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 0 0 0 1 |
||
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 1 0 0 1 |
||
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 1 0 0 0 |
||
|
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 0 0 1 0 |
||
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 1 0 0 0 |
||
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 1 0 0 1 |
||
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 0 0 0 0 |
||
|
14 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 0 0 1 0 |
Диаграмма моделирования, построенная по тестовым наборам из таблицы 9, представлена на рис. 20.
Рис.20. Моделирование работы выходной части автомата Мили
Значения в таблице 9 и на диаграмме моделирования (рис. 20) совпадают, значит схема построена правильно.
3.4 Схема запоминающей части автомата Мили
Запоминающая часть выглядит следующим образом (рис. 21)
Рис. 21. Запоминающая часть автомата Мили
На рисунке 22 показана диаграмма моделирования работы схемы запоминающей части автомата Мили.
Рис. 22. Моделирование работы схемы запоминающей части автомата Мили
Проведя моделирование работы запоминающей части, мы видим, что диаграмма моделирования отражает правильные значения сигналов состояний, причем изменение выходных значений происходит только при положительном фронте счетного входа.
3.5 Объединение частей автомата Мили
Объединим полученные части в одну схему, согласно структурной схеме автомата Мили (рис. 23).
Рис. 23. Структурная схема автомата Мили
Получим схему автомата Мили (рис. 24).
Рис. 24. Схема автомата Мили
Проверим правильность работы автомата по графу (рис. 5). Построим путь, содержащий все возможные переходы. Проведем моделирование работы автомата, используя полученную последовательность переходов.
На рисунке 25 представлен обход графа для построения последовательных тестовых наборов.
Рис. 25. Граф Мили с отметками переходов
На рисунке 26 представлена диаграмма моделирования работы автомата, моделирование проведено по указанным в графе переходам.
Рис. 26. Моделировние работы автомата Мили
4. Тестирование схемы выходной части автомата Мура
4.1 Метод псевдослучайной генерации тестов
Внесем в схему выходной части автомата Мура (рис.11) пять неисправностей (рис.27). Пронумеруем неисправности, далее будем рассматривать пять схем, в каждой из которых есть только одна из указанных неисправностей. Согласно алгоритму псевдослучайной генерации тестов, подадим на каждую из имеющихся схем, включая исправную, один и тот же случайный набор.
Рис. 27. Схема выходной части автомата Мура с неисправностями
Подадим на все схемы случайный набор из 5 тестов:
|
№ |
q1q2q3q4q5 q6 |
|
|
1 |
100000 |
|
|
2 |
010000 |
|
|
3 |
001000 |
|
|
4 |
000100 |
|
|
5 |
000010 |
На рис.28 показана диаграмма моделирования работы исходной схемы. На рис.29 показана диаграмма моделирования работы схемы с неисправностью 1, на диаграмме выделен набор, обнаруживающий эту неисправность (константа 0 на входе дизъюнктора). Следовательно, этот набор вносим в список тестирования.
Рис. 28. Моделирование работы исходной выходной части автомата Мура
Рис. 29. Диаграммы моделирования неисправной схемы №1
На рис.30 показана диаграмма моделирования работы исходной схемы. На рис.31 показана диаграмма моделирования работы схемы с неисправностью 2, на диаграмме выделен набор, обнаруживающий эту неисправность (константа 0 на входе дизъюнктора). Следовательно, этот набор вносим в список тестирования.
Рис. 30. Моделирование работы исходной выходной части автомата Мура
Рис. 31. Диаграммы моделирования исходной и неисправной схемы №2
На рис.32 показана диаграмма моделирования работы исходной схемы. На рис.33 показа...
Подобные документы
Синтез 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 18.09.2012Алгоритм 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 01.04.2010Изучение основных понятий теории автоматов. Анализ работы цифровых машин с программным управлением на примере автоматов Мили и Мура. Устройство преобразователей дискретной информации (RS-триггера). Разработка схемы цифрового автомата для сложения чисел.
курсовая работа [449,2 K], добавлен 16.09.2017Проектирование цифровых автоматов Мили и Мура с памятью в булевом базисе по заданной ГСА. Составление частично структурированной таблицы переходов-выходов. Построение функций выходов, логической схемы автомата. Особенности его экспериментальной проверки.
курсовая работа [628,7 K], добавлен 14.07.2012Построение графа синтезируемого автомата. Определение количества элементов памяти. Составление таблицы переходов, выходов и возбуждения конечного автомата. Переход от исходного автомата Мили к эквивалентному автомату Мура. Алгоритмы вычисления функций.
курсовая работа [714,7 K], добавлен 21.05.2013Проектирование конечного автомата, заданного оператором соответствия, с использованием канонического метода структурного синтеза автоматов. Тактирование от генератора синхронизирующих импульсов для устранения гонок в функциональной схеме автомата Мили.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.10.2012Процесс 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 07.04.2012Основные понятия абстрактных цифровых автоматов, их классификация и способы задания. Связь между моделями Мили и Мура. Эквивалентные автоматы и эквивалентные их преобразования. Минимизация числа внутренних состояний автомата, алгоритм Ауфенкампа-Хона.
контрольная работа [278,3 K], добавлен 22.01.2011Выполнение 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 04.02.2013Принципы организации управляющих автоматов. Разработка и проектирование автомата с жесткой и программируемой логикой. Разработка таблицы прошивки ПЗУ для УА с естественной адресацией микрокоманд. Структурный и абстрактный синтез управляющего автомата.
курсовая работа [508,5 K], добавлен 16.03.2011Исследование 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 06.12.2013Установление 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 07.05.2013Основные понятия абстрактных детерминированных автоматов Мили и Мура, как монофункциональных так и многофункциональных, реализуемых на триггерах. Понятия многофункциональных детерминированных автоматов 1-го, 2-го и 3-го рода на схемах автоматной памяти.
контрольная работа [495,3 K], добавлен 28.03.2018Схема строения цифровых автоматов, применяемых в цифровой технике. Отличия синхронных и асинхронных последовательностных устройств. Логические уравнения для определения работы автомата Мура. Синхронные триггеры и синтез последовательностного устройства.
реферат [163,6 K], добавлен 24.12.2010Структурная 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 10.11.2010Расчет 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 18.04.2011Структурно–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 14.07.2012Решение задач на построение функциональной схемы трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом, используя одноразрядные полные сумматоры. Построение схемы электрической принципиальной управляющего автомата Мили для микропрограммы.
контрольная работа [51,1 K], добавлен 07.01.2011Управляющий цифрового автомат типа Мура. Абстрактный и структурный синтез автомата, построена функциональная схема. Функции выходов и возбуждения элементов памяти. Моделирование на ПК с использованием симулятора ModelSim. Описание автомата на языке VHD.
курсовая работа [214,2 K], добавлен 07.11.2010
