 |
Построение направленного графа абстрактного автомата
|
|
|
|
Введение
Современное промышленное производство является сложным комплексным процессом, который требует быстрого и многомерного контроля за всеми параметрами. Такой контроль был бы невозможен без применения современной электронной техники и автоматики вследствие того, что существуют многочисленные физические явления недоступные для простого визуального контроля. В настоящее время промышленная автоматика развивается значительными темпами, что связано с постоянно повышающимся уровнем сложности и качества технологических процессов. Электронные промышленные устройства являются сложными системами, в состав которых входят энергетические преобразователи, элементы электропривода, микропроцессорные узлы обработки информации и связи с внешними управляющими объектами, а также датчики различного назначения, устройства согласования с объектом управления. Очевидно, что задача разработки промышленного автомата включает в себя комплекс проблем, которые сами по себе представляют отдельную область современной электроники. Важно обеспечить высокую надежность и защиту от сбоев, поскольку существуют технологические процессы, нарушение которых может привести к катастрофическим последствиям опасным для жизни людей и окружающей среды. Поэтому создание таких устройств требует от разработчика хороших знаний в области электроники и в области технологических процессов, для управления которыми создается промышленный автомат.
Целью данного курсового проекта является разработка электронного автомата при заданных входных сигналах и контролируемых параметрах, а также исполнительных устройствах. Курсовой проект предусматривает решение основных задач реального инженерного проектирования электронной техники: структурный синтез, разработку принципиальной схемы, моделирование основных функциональных узлов, конструирование. Функционирование автомата производится по приведенному в задании алгоритму.
|
|
|
Структурный синтез управляющего автомата
Построение направленного графа абстрактного автомата
На этапе проектирования цифрового автомата выбираем синхронный автомат Мура. Выбор асинхронного автомата был бы осложнен необходимостью устранения эффекта “гонок”, а выбор синхронного автомата Мили – усложнением комбинационно-логического устройства.
Автомат Мура состоит из комбинационно-логического устройства (КЛУ) и триггерной подсистемы. КЛУ формирует логическую функцию переходов, т.е. определяет, каким образом автомат переходит в следующее состояние. При этом учитывается текущее состояние, код которого хранится в триггерной подсистеме. При построении направленного графа автомата Мура операторные вершины граф-схемы ставятся в соответствие состояниям автомата. Переход в новое состояние осуществляется в зависимости от содержания условной вершины, следующей за операторной. Направленный граф автомата представлен на рис. 1.
Построение направленного графа автомата Мура:
Преобразование производим так, чтобы истинное значение состояния соответствовало «1», а ложное – «0».
Таблица состояний
Таблица 1
| Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | Y |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 6 |
Учитывая:
0=000
1=001
2=010
3=011
4=100
5=101
6=110
Убираем старший разряд и получаем:
Таблица 2
| Q2 | Q1 | Q0 | Y |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 2 |
| 0 | 1 | 1 | 3 |
| 1 | 0 | 0 | 4 |
| 1 | 0 | 1 | 5 |
| 1 | 1 | 0 | 6 |
Здесь использованы следующие логические условия и сигналы:
B1= b1 
b2 B2=b1 
b2;
В дальнейшем используются следующие сокращения:
|
|
|
Сигналы:
S – сигнал контактного датчика (S=0 – контакт разомкнут, S=1 ‑ контакт замкнут); 
временная задержка, 
.
Направленный граф автомата построен, исходя из заданного алгоритма, и имеет шесть состояний, соответствующих операторным вершинам исходного алгоритма.
|
|
|
