Методичка КР ПТЦА

Технічне завдання №2

Тема: Аварійний сигналізатор.

Постанова задачі: спроектувати ЦА, що сигналізує на пульті оператора червоним блимаючим світлом про аварійну ситуацію. Оператор підтверджує прийом сигналу аварії й цим переводе ЦА у стан налагодження, що відмічено червоним світлом доки не зникне сигнал аварії. ЦА сигналізує про її усунення (режим «увага») зеленим блимаючим світлом. Оператор підтверджує усунення аварії й ЦА переходе у стан чекання, що характеризується сигналом –зелене світло.

Вхідні сигнали: від датчиків аварій та потенційні кнопки оператора з ТТЛ рівнями.

Вихідні сигнали: світлові сигнали від напівпровідникових світло діодів червоного та зеленого кольорів.

Графічна частина: креслення СЕП.

11

де GL – green light;

FRL – flashing red light; RL – red light;

FGL – flashing green light.

2 Відмічене ГСА

ПОЧАТОК

S0

Y0 (GL)

h = 1

S1

Y1 (FRL)

a = 1

S2

Y2 (RL)

h = 0

S3

Y3 (FGL)

a = 1

Рис. 2.2

12

3 Орієнтований граф ЦА

Кодування станів цифрового автомату: в послідовних схемах, керованих подіями, перехід з одного стану в інший виконує зміну значення якої-небудь однієї вторинної змінної.

S0 – 00;

S1 – 01;

S2 – 11;

S2 – 10.

Для кожної змінної використовується окремий тригер.

a h

00

GL

h a

Рис. 2.3

Визначення функцій збудження JK – тригерів:

JА = aQB;

KА = aQ B;

JВ = hQ A;

KВ = h QA.

4 Таблиця переходів ЦА та функцій збудження для JK – тригерів.

13

KВ = h QA

14

6 Структурний синтез на мультиплексорах та демультиплексорах Для графа переходів ЦФ аварійного сигналізатора запишемо матричне

рівняння:

aA

λ=

bB

Логічна схема аварійного сигналізатора приведена на рис. 2.5. Виходи А та В підключені до селекторних входів ab й замикають ланцюг зворотнього зв’язку.

Перший рядок вхідної матриці утримує вхідні сигнал мультиплексора А, а у другому рядку сигнали мультиплексора В.

Вихідні сигнали формують мультиплексори D та C, а сигнали блимаю чого світла одержуємо від генератора імпульсів з відповідними параметрами блимаючої напруги f = 1 або 0,5 Гц з непаруватістю Q = 2, щоб tn = ti = 0,5(0,25) с з рівнями ТТЛ, а світло діоди різного кольору з відповідними параметрами Uпр, Iпр.

15

Складаємо схему дослідження ЦА. Як джерело сигналів входу a та h беремо від генератору сигналів bin – коду старші розряди, а сигнали генератора імпульсів від виходу clk. Вхідні та вихідні сигнали фіксуємо на логічному аналізаторі.

Висновок Виконано структурний синтез ЦА.

Працездатність ЦА перевірено в моделі ЦА та демонструється на осцілограмах логічного аналізатора.

16

Технічне завдання №3

1.Абстрактний синтез ЦА

1.1Змістовний опис роботи ЦА

Оскільки вхідний код є послідовним, то його потрібно спочатку перетворити в паралельний. Це реалізується за допомогою регістра зсуву, який по кожному тактовому імпульсу записуватиме вхідне значення сигналу в регістр, а також зсуватиме раніше одержане значення. Після того, коли весь код буде поміщений в регістр, повинні спрацювати мультиплексори, які перетворять наш код відповідно до заданої функції. Після чого наш одержаний код буде записаний в тригерах і на виході сформується той, що вимагається одержати. Так само нам потрібно лічильник, для того, що б на четвертому тактовому імпульсі він відкривав вхід дозволу мультиплексорів і тригерів, а на п'ятому – очищав значення регістра і закривав входи дозволу.

1.2 Змістовна ГСА

На основі опису роботи ЦА, ми можемо скласти змістовну ГСА. У якій будуть вказані всі послідовності роботи нашого ЦА. Граф повинен бути коректнім, тобто відповідати наступним умовам:

-У графі повинна бути тільки одна початкова і одна кінцева вершина.

-У будь-яку вершину графа повинен вестися принаймні один шлях з

початкової вершини.

-З кожного виходу будь-якої вершини графа повинен існувати принаймні один шлях в кінцеву вершину.

-При всіх можливих значеннях логічних умов і використовуваних слів повинен існувати шлях з початкової вершини в кінцеву.

17

1.3 Відмічена ГСА

Відмічена ГСА будується на базі змістовної ГСА, відмінність полягає лише у тому, що у Відміченої ГСА кожна дія наголошується якимось вхідним сигналом та зміною стану. Стани кодуються двійковими кодами.

18

Початок

R

0000 S0

Х3

S1

1000

Х2

S2

0100

Х1

S3

1100

Х0

S4

0010 Х0Х1Х2Х3 F=Yі

1010 R

Кінець

1.4 Орієнтований граф ЦА

Найнаочніше зображати мікропрограми і алгоритми у вигляді орієнтованого графу. Окрім наочності це дає можливість використовувати для аналізу і перетворення мікропрограм ефективні методи теорії графів. При графічному описі окремі функції алгоритмів (мікрооперації) відображаються у вигляді умовних графічних зображень, тобто вершин.

19

1.5 Абстрактний синтез на мультиплексорах

Для початку визначимо всі вихідні сигнали, тобто множину У.

Отримали потрібну множину Y. Вона складає восьми-розрядний паралельний код.

На основі отриманих результатів складаємо таблицю істинності.

20