 |
Структурная схема управляющего устройства
|
|
|
|
Структурная схема управляющего устройства приведена на рис..
Входами комбинационного узла будут являться выходы триггеров (Q1; Q2; Q3; Q4), а также условные переходы (Х1; Х2; Х3; Х4; Х5).
Выходами будут являться сигналы (У1; У2; У3; У4; У5; У6) и сигналы управления триггерами (D1; D2; D3; D4). Также на триггеры подаются сигналы синхронизации (С) и сигналы установки нуля (R).
Рис.4. Структурная схема управляющего устройства.
Построение графа функционирования устройства.
Граф функционирования устройства строится на основе, данного в задании курсовой работы алгоритма работы, управляющего устройства. Для того чтобы начать составление нужно отметить на алгоритме все состояния устройства (а0... а10). Эти состояния и определят узлы графа. Кругами обозначаются состояния, а дугами переходы из одного состояния в другое. На дугах указываются условные переходы Xi, а также выходные сигналы Yi
Рис 5. Граф функционирования
Заполнение таблицы работы
Для заполнения таблицы работы нам понадобится таблица переходов D-триггера(табл.2).
Табл.2. Таблица переходов D-триггеров
| Переход | D |
| 0 → 0 | 0 |
| 0 → 1 | 1 |
| 1 → 0 | 0 |
| 1→ 1 | 1 |
Табл.3. Таблица работы
| Состояние автомата | Условные переходы | Выходные сигналы | |||||||||
| исходное | новое | ||||||||||
| ai | Q4 | Q3 | Q2 | Q1 | ai | Q4 | Q3 | Q2 | Q1 | Xi | Ji; Ki; Yi |
| a0 | 0 | 0 | 0 | 0 | a1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ----- | D1; Y1, Y2 |
| a1 | 0 | 0 | 0 | 1 | a2 | 0 | 0 | 1 | 0 | ----- | D2; Y2, Y3, Y4 |
| a2 | 0 | 0 | 1 | 0 | a3 | 0 | 0 | 1 | 1 | ----- | D1,D2; Y1, Y3, Y4, Y6 |
| a3 | 0 | 0 | 1 | 1 | a4 | 0 | 1 | 0 | 0 |  X2
| D3; Y2 |
| a3 | 0 | 0 | 1 | 1 | a5 | 0 | 1 | 0 | 1 | X2 | D1, D3; Y2, Y5, Y6 |
| a4 | 0 | 1 | 0 | 0 | a6 | 0 | 1 | 1 | 0 | X3 | D2,D3; Y1, Y5, Y6 |
| a4 | 0 | 1 | 0 | 0 | a7 | 0 | 1 | 1 | 1 |  X3
| D1, D2,D3; Y2, Y3,Y4 |
| a6 | 0 | 1 | 1 | 0 | a10 | 1 | 0 | 1 | 0 | X5
| D2, D4; Y5, Y6 |
| a6 | 0 | 1 | 1 | 0 | a8 | 1 | 0 | 0 | 0 | X5 | D4; Y5 |
| a7 | 0 | 1 | 1 | 1 | a0 | 0 | 0 | 0 | 0 | X4 | ---------- |
| a7 | 0 | 1 | 1 | 1 | a8 | 1 | 0 | 0 | 0 | X4
| D4; Y5 |
| a8 | 1 | 0 | 0 | 0 | a9 | 1 | 0 | 0 | 1 | X1 | D1,D4; Y2, Y6 |
| a8 | 1 | 0 | 0 | 0 | a0 | 0 | 0 | 0 | 0 | X1
| Y2, Y4, Y5 |
| a9 | 1 | 0 | 0 | 1 | a10 | 1 | 0 | 1 | 0 | ----- | D2, D4; Y5, Y6 |
| a10 | 1 | 0 | 1 | 0 | a1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ----- | D1; Y1, Y2, Y5 |
| a5 | 0 | 1 | 0 | 1 | a7 | 0 | 1 | 1 | 1 | ----- | D1,D2,D3; Y2, Y3, Y4 |
|
|
|
Таблица заполняется по графу (рис.4). Строк в таблице будет столько, сколько дуг в графе. Пример заполнения: для примера возьмём девятую строку, состояние автомата «а6» (кодируемое как «0110») переходит в состояние «а8» (кодируемое как «1000»). Мы видим, что «Q2» и «Q3» были равны 1, а стали равны 0. Так как по варианту задан D-триггер, то по таблице переходов D -триггера видим, что нужно подать «0» на входы «D2» и «D3», на вход «D4» надо подать «1», для того чтобы «Q4» установился в «1», эти изменения вносим в графу «Сигналы управления триггерами; выходы КУ». Так же мы видим, что должны быть сформированы выходной сигнал У5, эти сигналы так же вносим в графу «Сигналы управления триггерами; выходы КУ». Этот переход условный, поэтому в столбце «Условие перехода» заносим условный переход «Х5». Аналогично заполняются остальные строки таблицы.
Выведение уравнений работы автомата.
После заполнения таблицы № 4 переходим к записи выходных уравнений в СДНФ:
D1 = a0 V a2 V a3 * x2 V a4 * x3 V a8 * x1 V a10 V a5
D2 = a1 V a2 V a4 * x3 V a4 *x3 V a6 * x5 V a9 V a5
D3 = a3 * x2 V a3 * x2 V a4 * x3 V a4 * x3 V a5
D4 = a6 * x5 V a6 * x5 V a7 * x4 V a8 * x1 V a9
Y1 = a0 V a2 V a4 * x3 V a10
Y2 = a0 V a1 V a3 * x2 V a3 * x2 V a4 * x3 V a8 * x1 V a8 * x1 V a10 V a5
Y3 = a1 V a2 V a4 * x3 V a5
Y4 = a1 V a2 V a4 * x3 V a8 * x1 V a5
Y5 = a3 * x2 V a4 * x3 V a6 * x5 V a6 * x5 V a7 * x4 V a8 * x1 V a10 V a9
Y6 = a2 V a3 * x2 V a4 * x3 V a6 * x5 V a8 * x1 V a9
Теперь полученные уравнения мы можем минимизировать с помощью закона склеивания, также для упрощения принципиальной схемы мы можем применить правило Де Моргана. Таким образом, уравнения будут иметь вид:
D1 = a0 & a2 & a3 * x2 & a4 * x3 & a8 * x1 & a10 & a5
D2 = a1 V a2 V a4 * (x3 V x3) V a6 * x5 V a9 V a5 = a1 & a2 & a4 & a6 * x5 & a9 & a5
D3 = a3 * (x2 V x2) V a4 * (x3 V x3) V a5 = a3 & a4 & a5
|
|
|
D4 = a6 * (x5 V x5) V a7 * x4 V a8 * x1 V a9= a6 & a7 * x4 & a8 *x1 & a9
Y1 = a0 & a2 & a4 * x3 & a10
Y2 = a0 V a1 V a3 * (x2 V x2) V a4 * x3 V a8 * (x1 V x1) V a10 V a5 =
= a0 & a1 & a3 & a4 * x3 & a8 & a10 & a5
Y3 = a1 & a2 & a4 * x3 & a5
Y4 = a1 & a2 & a4 * x3 & a8 * x1 & a5
Y5 = a3 * x2 V a4 * x3 V a6 * (x5 V x5) V a7 * x4 V a8 * x1 V a10 V a9 = a3 * x2 & a4 * * x3 & a6 & a7 * x4 & a8 * x1 & a10 & a9
Y6 = a2 & a3 * x2 & a4 * x3 & a6 * x5 & a8 * x1 & a9
|
|
|
