2 Автомат з пам'яттю

Дискретні АП характеризуються тим, що стан їх виходів залежить як від сигналів, присутніх на їх входах в даний момент часу, так і від послідовності сигналів, що поступили на входи автомата в попередній момент часу.

АП діляться на синхронні та асинхронні. У синхронних АП є генератор синхроімпульсів, і дискретні моменти часу відстають один щодо одного на рівну величину t. У асинхронних АП генератор синхроімпульсів відсутній, та зміна внутрішніх станів відбувається під дією зовнішніх подій.

АП мають задану кількість внутрішніх станів. Робота АП відбувається в дискретні моменти часу. АП має сигнал виходу навіть в тому випадку, якщо відсутній вхідний сигнал. Формування сигналів виходів залежно від вхідних описується функцією, яка задає зв'язок між вхідними сигналами, кодом внутрішнього стану і виходами. Робота АП є формуванням внутрішніх станів під дією вхідного сигналу з урахуванням передісторії автомата. Різновиди АП: тригери, регістр зсуву, лічильники імпульсів, формувачі послідовності імпульсів.

Основою АП являється тригер, в свою чергу їх буває 5 видів:

D -, Т-, JK-, RS-, RS-. В моєму курсовому проекту я буду використовувати тригер RS-. RS–тригер має два входи: S – вхід установки (set), R – вхід скидання (reset).

Рис. 2.1 – умовне позначення RS – тригера

Таблиця істинності :

Таблиця 2.1 – таблиця переходів RS – тригера

S	R	Y(t)	Y(t+1)
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	1
1	1	0	d
1	1	1	d

Рівняння SR- тригера:

Як і для розробки будь-яких пристроїв, в проектуванні АП існують певні етапи структурного синтезу автоматів з пам'яттю:

1.Словесний опис алгоритму роботи АП.

2. Складання графа переходів-виходів, таблиці переходів-виходів.

3. Скорочення числа внутрішніх станів (мінімізація).

4. Визначення кількості тригерів.

5. Кодування внутрішніх станів автомата.

6. Складання функціональної таблиці автомата.

7 Розробляються логічні рівняння схеми.

8 Здійснюється реалізація схеми автомата.

2.1 Лічильники

Лічильник імпульсів – це апарат з пам'яттю, призначений для підрахунку кількості імпульсів і перетворення їх в паралельний двійковий код. Робота лічильника полягає в наступному. За допомогою вхідного сигналу в

лічильник записуються числа, рівні кількості що поступили на вхід активних сигналів. Кожному числу відповідає певний внутрішній стан лічильника. Між числами і станами існує взаємна відповідність. Робота лічильника полягає в послідовному переході з одного стану в інший під впливом вхідного сигналу. Лічильник має певну, кінцеву кількість внутрішніх станів. Після приходу останнього активного сигналу лічильник переходить в початковий стан і починається новий цикл його роботи.

Лічильники діляться на: лічильник прямого рахунку, лічильник зворотного рахунку, реверсивний лічильник.

В моїй роботі я використовую чотирьохрозрядний двоїчний лічильник з 15-ма робочими станами. Для реалізації даної схеми потрібно 4 тригера, використовуємо RS тригер.

Складаємо функціональну таблицю автомата:

Таблиця 2.1.1 - функціональна таблиця чотирьохрозрядного двоїчного лічильника з 15-ма робочими станами

t				t+1				Тригери
y1	y2	y3	y4	y1	y2	y3	y4	Ys1	Yr1	Ys2	Yr2	Ys3	Yr3	Ys4	Yr4
0	0	0	0	0	0	0	1	0	~	0	~	0	~	1	0
0	0	0	1	0	0	1	0	0	~	0	~	1	0	0	1
0	0	1	0	0	0	1	1	0	~	0	~	~	0	1	0
0	0	1	1	0	1	0	0	0	~	1	0	0	1	0	1
0	1	0	0	0	1	0	1	0	~	~	0	0	~	1	0
0	1	0	1	0	1	1	0	0	~	~	0	1	0	0	1
0	1	1	0	0	1	1	1	0	~	~	0	~	0	1	0
0	1	1	1	1	0	0	0	1	0	0	1	0	1	0	1
1	0	0	0	1	0	0	1	~	0	0	~	0	~	1	0
1	0	0	1	1	0	1	0	~	0	0	~	1	0	0	1
1	0	1	0	1	0	1	1	~	0	0	~	~	0	1	0
1	0	1	1	1	1	0	0	~	0	1	0	0	1	0	1
1	1	0	0	1	1	0	1	~	0	~	0	0	~	1	0
1	1	0	1	1	1	1	0	~	0	~	0	1	0	0	1
1	1	1	0	0	0	0	0	0	1	0	1	0	1	0	~
1	1	1	1	0	0	0	0	0	1	0	1	0	1	0	1