Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий
Расчетно-графическая работа №1,2
по курсу «Системы управления электроприводов»
СИНТЕЗ АСИНХРОННОГО АВТОМАТА НА БАЗЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И АНАЛИЗ ЕГО РАБОТЫ
Вариант № 10
Выполнил студ. гр. АЭ 06-01 Зайдуллин А. Р.
Проверил Кирлан В.Л.
Уфа 2009
1 Задание.
1.1 По полученному в соответствии с вариантом, графу автомата составить карту переходов состояний.
1.2 При однозначном и многозначном кодировании состояний составить для автомата общие карты возбуждений по каждой переменной состояний.
1.3 Получить минимизированные логические выражения для бинарных переменных состояний.
1.4 Получить минимизированные логические выражения для бинарных выходных величин как функции от бинарных переменных состояний.
1.5 Составить описание логической схемы автомата и загрузить его в моделирующую систему.
1.6 Проверить на модели автомата соответствие логики переходных состояний заданной по варианту.
1.7 Произвести эксперименты с моделью для определения влияния на работу автомата гонок состояний.
Рис. 1 – Общая структура графа разрабатываемого автомата.
Определяем начальное состояние автомата QN и начальный входной символ AN:
QN=Nmod 6 + 1=10mod 6 + 1=5;
AN=Nmod 8=10mod8=2.
Присвоение входных символов ветвям графа для каждого узла (состояния) производится в направлении по часовой стрелке, начиная с отмеченной точкой ветви узла. Исходное состояние – QN. Входные символы присваиваются по непрерывной, для всего графа, зацикленной последовательности (0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4…), начиная с символа AN.
Промежуточный граф автомата с присвоенными входными символами и проверка правильности расстановки показаны на рисунке 2.
6
3
2
Рис.2 – Промежуточный граф автомата и проверка расстановки входных символов.
Для каждого состояния ни один из символов не является одновременно входным и выходным.
Таблица 1 – Выходные символы автомата.
Состояние |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Выходные символы |
0 |
8 |
7 |
15 |
3 |
6 |
Комбинации значений входных (X1X2X3) и выходных (Y1Y2Y3Y4) переменных ,в соответствии с символами, приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Комбинации значений входных и выходных переменных
символ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||||||
X1X2X3 |
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
101 |
110 |
111 |
||||||
состояние |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||||||
символ |
0 |
8 |
15 |
7 |
6 |
3 |
||||||||
Y1Y2Y3Y4 |
0000 |
1000 |
1111 |
0111 |
0110 |
0011 |
||||||||
1111
Рисунок 3 – Граф автомата.
X1X2X3
Сост. |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
Y1Y2Y3Y4 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
3 |
1 |
6 |
1 |
0000 |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
5 |
6 |
2 |
1 |
1000 |
3 |
3 |
2 |
4 |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
1111 |
4 |
4 |
5 |
4 |
6 |
4 |
4 |
2 |
3 |
0111 |
5 |
4 |
5 |
5 |
6 |
5 |
5 |
2 |
1 |
0110 |
6 |
6 |
6 |
5 |
6 |
6 |
6 |
6 |
1 |
0011 |
Таблица 3 – Коды состояний.
Состояние |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Код(Q1Q2Q3) |
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
101 |
Таблица 4 –Общая карта возбуждений при однозначном кодировании
X1X2X3
Сост |
Q1Q2Q3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
Y1Y2Y3Y4 |
1 |
000 |
000 |
000 |
001 |
000 |
010 |
000 |
101 |
000 |
0000 |
2 |
001 |
010 |
001 |
001 |
001 |
100 |
101 |
001 |
001 |
1000 |
4 |
011 |
011 |
100 |
011 |
101 |
011 |
011 |
001 |
010 |
0111 |
3 |
010 |
010 |
001 |
011 |
010 |
010 |
100 |
010 |
010 |
1111 |
- |
110 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- - - - |
- |
111 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- - - - |
6 |
101 |
101 |
101 |
100 |
101 |
101 |
101 |
101 |
000 |
0011 |
5 |
100 |
011 |
100 |
100 |
101 |
100 |
100 |
001 |
000 |
0110 |
Таблица 5 – Карта возбуждения для переменной состояния Q1
X1X2X3 (Q1)
Q1Q2Q3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
000 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
001 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
011 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
010 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
110 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
111 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
101 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
100 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Таблица 6 – Карта возбуждения для переменной состояния Q2
X1X2X3 (Q2)
Q1Q2Q3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
000 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
001 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
011 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
010 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
110 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
111 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
101 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 7 - Карта возбуждения для переменной состояния Q3
X1X2X3 (Q3)
Q1Q2Q3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
000 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
001 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
011 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
010 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
110 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
111 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
101 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
100 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Рисунок 4 – Граф и условие смежности
Q3Q4
-
Q1Q2
00
01
11
10
00
3
6
1
01
6
2
11
3
4
4
2
10
3
5
5
NK=Nmod16=10mod16=10
(1010)
Состояние |
Коды (Q1,Q2,Q3,Q4) |
1 |
0010 |
2 |
0110; 1110 |
3 |
0000; 1100; 1000 |
4 |
1101; 1111 |
5 |
1011; 1010 |
6 |
0011; 0111 |
X1X2X3
Сост. |
Q1Q2Q3Q4 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
(3) |
0000 |
0000 |
1000 |
1000 |
0000 |
0000 |
1000 |
0000 |
0000 |
( - ) |
0001 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
(6) |
0011 |
0011 |
0011 |
1011 |
0011 |
0011 |
0011 |
0011 |
0010 |
(1) |
0010 |
0010 |
0010 |
0110 |
0010 |
0000 |
0100 |
0011 |
0010 |
(2) |
0110 |
1110 |
0110 |
0110 |
0110 |
1110 |
0111 |
0110 |
0010 |
(6) |
0111 |
0111 |
0111 |
0011 |
0111 |
0111 |
0111 |
0111 |
0011 |
( - ) |
0101 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
( - ) |
0100 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
(3) |
1100 |
1100 |
1110 |
1101 |
1100 |
1100 |
1000 |
1100 |
1100 |
(4) |
1101 |
1101 |
1111 |
1101 |
1111 |
1101 |
1101 |
1111 |
1100 |
(4) |
1111 |
1111 |
1011 |
1111 |
0111 |
1111 |
1111 |
1110 |
1101 |
(2) |
1110 |
1100 |
1110 |
1110 |
1110 |
1010 |
0110 |
1110 |
0110 |
(5) |
1010 |
1011 |
1010 |
1010 |
1011 |
1010 |
1010 |
1110 |
0010 |
(5) |
1011 |
1111 |
1011 |
1011 |
0011 |
1011 |
1011 |
1010 |
1010 |
( - ) |
1001 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
(3) |
1000 |
1000 |
1100 |
1100 |
1000 |
1000 |
1010 |
1000 |
1000 |