3. Граф работы автомата

Для наглядности таблица переходов и выходов может быть представлена в виде графов. На чертеже указываются вершины изображаемые кружочками, которые соответствуют внутренним состояниям автомата. Стрелками указывается, из какого состояния, в какое переходит автомат, над стрелкой указывается набор сигналов, под действием которого осуществляется переход и набор сигналов на выходе.

4. Структурная схема автомата

Цифровой автомат с памятью состоит из 3-х узлов:

1 узел: блок элементов памяти.

Элемент памяти имеет 2 состояния. Одно из них условно называют “0”, а другое “1”. В качестве элементов памяти обычно используют триггеры.

Триггер – это электронное устройство, которое скачкообразно может переходить из одного состояния в другое. Наибольшее распространение получили JK триггеры.

JK триггер

Входы J и K являются управляющими и предназначены для переключения триггера в соответствии с требуемым алгоритмом. Вход С является входом синхронизации. Входы S и R предназначены для установки триггера в исходное состояние. Выходы триггера Q и Q. Если на Q = 0, то триггер находится в состоянии 0, при этом инверсном выходе Q = 1. Переключение триггера из одного состояния в другое происходит в момент подачи импульса синхронизации. В этот момент триггер переключается в состояние “0” или в состояние “1” в зависимости от того, какие сигналы действуют на управляющих входах.

В проектируемом автомате в соответствии с полученной на основании словесного описания алгоритма работы таблицы переходов и выходов содержится 8 внутренних состояний(А₀ -А₇).Чтобы задать 8 внутренних состояний, необходимо иметь 3 триггера: К=2³=8.

2 узел: автомата представляет собой комбинационное устройство или комбинационную схему, с помощью которой будут формироваться управляющие сигналы на входах элементов памяти. Эти сигналы должны обеспечивать переключение триггеров в соответствии с таблицей переходов и выходов (в соответствии с графом работы автомата). Проектируемый автомат имеет 4 набора входных сигналов:Х₀, Х₁, Х₂, Х₃.

Чтобы задать эти 4 набора необходимо иметь 2 переменные: х₁, х₂. К=2²=4. Переключение автомата, переход в новое состояние зависит от того, какие сигналы поступают на вход автомата (х₁, х₂) и какое внутреннее состояние имеет автомат в данный момент времени, т.е. какие значения имеют Q₃, Q₂, Q_1, т. О₀.

3 узел автомата представляет собой комбинационную схему, с помощью которой формируются выходные сигналы. Проектируемый автомат имеет 4 набора выходных сигналов (Х₀ -Х₃). Для представления этих выходных наборов достаточно иметь 2 переменные: y₁, y₂. Выходные сигналы формируются в зависимости от внутреннего состояния автомата и от того, какие сигналы поступают на вход автомата. Автомат с таким способом формирования выходных сигналов называется автоматом Мили.

В том случае, если выходные сигналы формируются в зависимости от внутренних состояний автомата, то такой автомат называется автоматом Мура. В автомате Мура связи, отмеченные (*) не будет.