2. Автомати з пам`яттю
Автомати з пам`яттю – це такі дискретні пристрої, в яких крім логічних елементів містяться елементи пам’яті. Автомати з пам’яттю забезпечують зберігання інформації, чого не могли виконати комбінаційні схеми.
Для зберігання інформації використовують спеціальні елементи пам’яті, які зберігають 1 біт інформації й називаються тригерами. Комбінаційні схеми іноді називають однотактними автоматами, їх вихідний сигнал формується тільки при наявності вхідного сигналу.
Автомати з пам’яттю – багатотактні автомати, які функціонують в дискретному часі. Це означає, що автомати з пам’яттю виконують перетворення інформації в окремі дискретні моменти часу.
Дискретні моменти часу можуть задаватися зовнішніми подіями.
Якщо дискретні моменти часу задаються зовнішніми подіями, то може бути побудований асинхронний автомат з пам’яттю. На відміну від комбінаційної схеми автомат з пам’яттю зберігає свою передісторію. Крім того, вихідні сигнали автомата з пам’яттю існують навіть тоді , коли відсутні вхідні сигнали.
В залежності від способа формування вихідних сигналів автомати з пам’яттю ділять на 2 класи:
- автомати Мілі
- автомати Мура
У автоматів Мілі вихідний сигнал залежить від вхідного сигналу та внутрішнього стану на попередньому такті.
У автоматів Мура вихідний сигнал залежить тільки від внутрішнього стану.
Автомати Мілі і Мура відрізняються записом функції переходів.
2.1. Реверсивний лічільник,працюючий в коді Грея с М=14 (АП1)
Лічильник імпульсів - автомат з пам'яттю, призначений для підрахунку імпульсів. На вхід надходить імпульс. Кожному підрахованому імпульсу відповідає код внутрішнього стану. На виході паралельный двійковий код.
Основним
параметром є N-модуль
рахунку - число імпульсів для підрахунку
яких призначений лічильник.
Розрізняють наступні види лічильників:
що складають (підсумовуючі)- прямого рахунку
що віднімають - зворотного рахунку
реверсивні (комбіновані)
по модулю - визначають кількість станів
двійково-десяткові
працюючі в коді Грея
Основні етапи проектування лічильників:
Виходячи із заданого модуля визначається число тригерів
n = ]log2N[, де ][- найближче більше ціле число
2. Число тригерів визначає розмірність кодів внутрішнього стану
3.Скласти граф переходів-виходів лічильника
4. Вибрати тип тригера
5. Побудувати функціональну таблицю лічильника, користуючись графом переходів-виходів і таблицею збудження обраного типа тригера
6. З функціональної таблиці одержати рівняння для функцій, що описують вхідні сигнали тригерів
7.Вибрати базис для побудови комбінаційної частини
8. Побудувати схему
9. Перевірити правильність роботи.
У
своїй роботі я буду реалізовувати
рверсивний лічильник,
працюючий в коді Грея с М=14 за допомогою
тригерів та мікросхеми1533ЛЕ1, виходячи
з того, що модуль дорівнює 14, то
використовується 4 тригери. Закодуємо
14 значень кодів внутрішнього стану в
коді Грея, як це зробила показано на
Рисунку 2.11. Будуємо графф переходів
виходів (Рисунок 2.12),талиця збудження
вибраного мною тригера зображена в
Таблиці 2.11, а функціональна таблиця
буде виглядати так, як це показано в
Таблиці 2.12.
|
A |
t |
t+1 |
Тригери | |||||||||||||
|
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
0 |
1 |
~ |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
10 |
1 |
0 |
1 |
~ |
0 |
1 |
~ |
1 |
1 |
~ |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
~ |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
~ |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
1 |
~ |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
~ |
~ |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
~ |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
~ |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
1 |
1 |
~ |
1 |
0 |
~ |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
~ |
1 |
1 |
~ |
~ |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
1 |
0 |
~ |
1 |
~ |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
~ |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
0 |
~ |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
~ |
1 |
1 |
~ |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
1 |
~ |
~ |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
0 |
~ |
1 |
1 |
~ |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
~ |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
~ |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
1 |
1 |
~ |
0 |
1 |
~ |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
~ |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
~ |
1 |
1 |
~ |
1 |
~ |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
~ |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
Таблиця 2.12
За
допомогою функціональної таблиці
будуємо карти Карно, визначаємо підкуби,
їх внески, приводимо до відповідного
базису та реалізовуємо автомат з
пам’яттю на схемі.
Побудвана схема представлена в Додатку Б.