 |
Анализ комбинационных автоматов
|
|
|
|
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ
РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Устройства, предназначенные для преобразования дискретной информации, называются дискретными автоматами. Дискретный автомат имеет входные выводы, на которые поступают входные воздействия, и выходные полюсы, с которых снимаются сформированные автоматом выходные воздействия [2].
Схема электрическая структурная дискретного автомата представлена на рис. 1.
Рис. 1
Переход дискретного автомата из одного состояния в другое осуществляется скачкообразно, и он произойдет не ранее, чем через некоторый промежуток времени ∆ t > 0, который называется интервалом дискретности.
Для дискретных автоматов имеет место такое понятие, как такт работы автомата. Тактом называется интервал времени τ между двумя соседними изменениями состояния автомата. Различают два класса автоматов:
- синхронные;
- асинхронные.
У синхронного автомата изменение его состояния осуществляется независимым синхронизирующим устройством – генератором синхронизи-рующих импульсов. Обычно синхронизирующие импульсы подаются через равные промежутки времени.
Асинхронными называются такие автоматы, у которых длительность времени τ определяется только моментами изменения входных воздействий. Таким образом, асинхронные автоматы не требуют подачи на них синхронизирующих импульсов.
Различают также автономные и неавтономные автоматы. Автономными считаются такие автоматы, у которых сигналы на выходах могут изменяться при отсутствии изменения сигналов на входах, т.е. выходные сигналы вырабатываются самим автоматом.
Неавтономные – это такие автоматы, сигналы на выходах которых изменяются только при изменении сигналов на входах.
|
|
|
Дискретные автоматы по способу формирования выходных сигналов делятся на комбинационные автоматы (схемы) и конечные автоматы [2].
Комбинационными автоматами (автоматами без памяти) называются такие автоматы, у которых сигналы на выходах однозначно зависят только от сигналов на входах.
Дискретные устройства находят широкое применение в современных системах управления, средствах связи, системах железнодорожной автоматики и телемеханики, компьютерной и бытовой технике. Знание вопросов синтеза и анализа дискретных автоматов, принципов их работы позволит инженеру лучше изучить современную технику и повысить эффективность ее эксплуатации.
Анализ комбинационных автоматов
Под анализом дискретного автомата [2] понимают определение условий его работы по заданной схеме и известным функциональным свойствам его отдельных элементов. В задачу анализа входит выяснение поведения автомата при каких-либо повреждениях в автомате или при режимах, отличных от тех, которые были заданы при его проектировании. Анализ проводят и для проверки правильности функционирования разработанной схемы.
Для того, чтобы проанализировать работу дискретного автомата, необходимо кроме его схемы знать функциональные свойства всех элементов схемы для тех режимов, в которых они работают, а также характер воздействующих на автомат сигналов.
Чаще всего анализ дискретных автоматов сводится к определению условий его работы по заданной схеме. Применительно к комбинационным автоматам условия их работы определяются рабочими и запрещенными наборами входных воздействий каждого выхода автомата.
Таким образом, анализ комбинационных дискретных автоматов может быть выполнен согласно следующему алгоритму [2]:
1 Проверить правильность выполнения схемы.
2 Построить схему электрическую структурную (СЭС), определить количество входов х и выходов у.
|
|
|
3 Записать логическое выражение для каждого выхода автомата, т.е. определить зависимость каждого выхода от входов. Если в логических выражениях имеют место общие знаки отрицания, то их необходимо опустить непосредственно на аргументы, т.е. представить функции выходов в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ).
4 Представить функции выходов в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ) – определить конституэнты 1.
5 Построить таблицу истинности по полученным логическим выражениям для каждого выхода, получить рабочие и запрещенные наборы входных воздействий для каждого выхода, которые и определяют условия функционирования заданного автомата.
6 Сделать выводы о правильности выполнения схемы, корректности минимизации функций выходов и соответствии полученной таблицы истинности исходным условиям функционирования автомата.
|
|
|
