-
Разработка цифрового автомата по алгоритму функционирования.
Задан алгоритм функционирования цифрового автомата
Определение состояний цифрового автомата
В алгоритме блок РЕШЕНИЕ указывает, какой входной сигнал (признак) определяет условие перехода, блок ПРОЦЕСС — какие выходные сигналы при данном переходе должен сформировать автомат:
- Символ Процесс
- Символ Решение
- - Символ начала алгоритма и окончания алгоритма
Рис. 3 Определение состояний МПА
3.1. Определение состояний составляющего устройства.
Исходное состояние цифрового автомата выбрано как состояние а0, т.е. состояние «пуск» и «останов» на алгоритме функционирования обозначается как а0. Каждое новое состояние а нумеруется и устанавливается после символа «процесс» десятичной цифрой.
3.2. Построение графа функционирования управляющего устройства
Граф используется для математического моделирования разнообразных систем: электрических схем, вычислительной сети и др.
По алгоритму функционирования составлен граф переходов автомата.
Графом называется непустое конечное множество узлов (вершин) вместе с множеством дуг (ветвей), соединяющих пары различных узлов. Если каждой дуге приписано направление, то граф называется ориентированным Если направления не указаны, то граф называется неориентированным.
Вершинам будут соответствовать внутренние состояния А, определенным по алгоритму, а дуги логическим связям между ними.
Направление стрелки указывает предыдущее и следующее состояние А, над стрелкой указывается внешнее событие, ставшее причиной перехода (Х),
если Х = 0, то над стрелкой указывают Х с инверсией;
если Х = 1, то — Х без инверсии;
если Х отсутствует — ставят прочерк (-).
если все значения Y равны 0, то ставят прочерк.
Рис. 5 Граф переходов автомата
Кодирование состояний микропроцессорного автомата
Таблица №1. Кодирование состояний микропроцессорного автомата.
|
Состояние автомата |
Состояние триггеров |
|||
|
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
|
A0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
A1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
A2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
A3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
A4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
A5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
A6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
A7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
A8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
A9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
A10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Составляется таблица кодирования состояний микропроцессорного автомата Таблица №1
По алгоритму функционирования определены 10 состояний а цифрового автомата а0 ÷ а9.
Для построения таблицы функционирования комбинационного узла необходимо каждому состояния а, присвоить номер в двоичном коде, выполняется кодирование состояний цифрового автомата использован четырех разрядный двоичный код 8-4-2-1. Каждый разряд двоичного числа фиксируется соответствующим триггером блока памяти → требуется 4 триггера (JK) выходы которых будет обозначены Q4, Q3,Q2, Q1.
Таблица №2. Таблица работы JK-триггера
|
J |
K |
Q |
Режим |
|
0 |
0 |
|
Предыдущее состояние |
|
0 |
1 |
0 |
Сброс в ноль |
|
1 |
0 |
1 |
Хранение единицы |
|
1 |
1 |
Q0 |
Счетный режим |
Q0Таблица №3. Таблица переходов JK-триггера
|
Переход |
J |
K |
|
0 → 0 |
0 |
— |
|
0 → 1 |
1 |
— |
|
1 → 0 |
— |
1 |
|
1 → 1 |
— |
0 |