Лабораторные / ЭВТ-03-Лаб_№1(Вар2-1) / Laboratornaya#1-Bachmann
.docПермский государственный технический университет.
Кафедра ИТАС
Лабораторная работа №1
По дисциплине
«Теория автоматов»
Тема: «Синтез дискретного автомата без памяти»
Выполнил: студент гр. ЭВТ-03
Бахманн Генрих
Принял: преподаватель
Коган Т. И.
г. Пермь 2004
Задание:
Вариант №2(1)
Спроектировать цифровой автомат (ДУ) имеющий 4 входных сигнала (a, b, c, d) и один выход (y).
Сигнал на выходе должен появляться при подаче любых двух входных сигналов и не должен появляться при подаче только любого одного сигнала или при отсутствии всех входных сигналов одновременно. База - a, b, c, d.
Функциональную схему реализовать на элементах «И - НЕ»
Абстрактный синтез цифрового автомата по заданным условиям.
Целью абстрактного синтеза комбинационных дискретных устройств является установление однозначного соответствия между комбинациями входных и выходных сигналов. Это соответствие выявляется из словесной формулировки условий работы ДУ.
Составим неполную таблицу переходов-выходов:
|
a |
b |
c |
d |
y |
ВС |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
9 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
10 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
12 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
4 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
В символической форме функция автомата выглядит так:
Так как у нас 4 переменных, то удобно провести минимизацию по РСЧ.
Минимизирую:
Получаю:
Структурный синтез.
Целью структурного синтеза является переход от формальной записи условий работы ДУ к его структуре (функциональной схеме), содержащей минимальное количество логических элементов.
Приведение к виду удобному для реализации на заданном наборе элементов:
.
Полученная функциональная схема на элементах «И - НЕ»:
Использование STRARUM COMPUTER для синтеза и анализа работы ДУ.
Схема в STRARUM COMPUTER:
Таблица данных, полученных опытным путем:
|
a |
b |
c |
d |
y |
ВС |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
4 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
9 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
10 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
11 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
12 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
13 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
При моделировании в программе STRATUM COMPUTER получены те же результаты, которые были полученные мной при абстрактном синтезе. При весовых состояниях 7,11,13,14,15 программа показала, что выход принимает значение равное единице. При 0, 1, 2, 4, 8 – были получены на выходе значения равные нулю.
Библиотека имиджей.
1. Конъюнктор:
Уравнение элемента: y:=not(a&b)
2.Инвертор:
Уравнение элемента: y:=not(a|b)
3. Входные сигналы:
|
Элемент программы Stratum Computer |
|
|
|
|
|
Уравнение элемента |
y:=a |
y:=b |
y:=c |
y:=d |
Вывод:
В процессе выполнения этой лабораторной работы были использован материал по теме «Абстрактный и структурный синтез ДУ без памяти», а также собственные навыки и умение. В данной лабораторной работе, я использовал программу STRATUM COMPUTER, с помощью которой были получены успешные результаты, также были созданы имиджи, на которых строилась моя функциональная схема.