кантрольная работа №2
.docxМинистерство образования Рэспублики Белорусь
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
Факультет заочного и дистанционного обучения
Факультет: НиДО
Специальность: ПОИТ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
По ОСНОВАМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ
Вариант № 15
Студент_1_ курса:
Групы №
Зачетная книжка №
Email:
Минск, 2012
Задание 2.1
Построить цифровой автомат Мура для заданной ГСА (рис. 5),
используя D-триггер.
0 х2 1
х4 1
0 1
х5
0 х10
1
1
х9
ГСА (рис. 5)
Решение.
Рассмотрим построение управления на базе автомата Мура для объекта, работа которого задается ГСА (рис. 5). Формирование графа автомата Мура, соответствующего ГСА выполнения операции в управляемом объекте, выполняется следующим образом:
- устраняются замкнутые пути из одной логической вершины ГСА в другую логическую вершину, минуя операторные вершины, посредством введения в этот путь пустой операторной вершины;
- каждой операторной вершине ГСА ставится в соответствие вершина графа автомата Мура.
- во множество вершин графа автомата Мура включают начальную и конечную вершины ГСА;
у0
А0
0 х2 1
уп
А2
х4 1
0
0 1
х5
0 х10
1
1
х9
0
Вершинами графа Аi являются операционные вершины исходной ГСА. Через уп обозначена фиктивная (пустая, т.е. «ничего не делать») микрооперация.
Объединенная кодированная таблица переходов и выходов цифрового автомата строится за счет нахождения всех существующих путей из каждой вершины имеющегося графа в ближайшую другую вершину с указанием условий, при которых имеет место данный путь, и вырабатываемых выходных сигналов, которые в автомате Мура однозначно определяются конечным состоянием (конечной вершиной пути):
Аi{xss, xpp ... xff, уn(А J),... уm(А J)} А J, где:
-
Аi, АJ - соответственно, начальная и конечная вершина пути;
-
xss, xpp ... xff - условия, через которые проходит путь из Аi в АJ;
-
уn(АJ),... уm(АJ) - выходные сигналы, однозначно зависящие от состояния АJ.
При формировании этой таблицы использовалась кодировка состояний цифрового автомата двоичными эквивалентами их индексов, а разряды четырех битового кода состояния обозначены как Q1Q2Q3Q4. В качестве элемента памяти использован D-триггер, имеющий входы qD1, qD2, qD3, qD4.
Каждому из имеющихся путей из вершин графа автомата в таблице
соответствует одна строка, что позволяет кодировать код начала пути (четырех битовый код в графе 3) и условие (подмножество условий, лежащих на этом пути).
Объединенная кодированная таблица.
№ |
Начало пути |
Конец пути |
Логическое условие |
Выходной сигнал |
Управление памятью |
|||||||||
п.п. |
АН |
код Ан Q1Q2Q3Q4 |
Ак |
код Ак Q1Q2Q3Q4 |
qD1 |
qD2 |
qD3 |
qD4 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
||||
1 |
А0 |
0000 |
А1 |
0001 |
1 |
у1у4у10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
||||
2 |
А1 |
0001 |
А2 |
0010 |
х2х4 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||
3 |
|
|
А3 |
0011 |
х2 |
у1у3у11 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||||
4 |
|
|
А4 |
0100 |
х2х4 |
у3у11 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||||
5 |
А2 |
0010 |
А2 |
0010 |
х4 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||
6 |
|
|
А4 |
0100 |
х4 |
у3у11 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||||
7 |
А3 |
0011 |
А5 |
0101 |
х5 |
у16у17у18 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||
8 |
|
|
А6 |
0110 |
х5 |
у16у17у23 |
0 |
1 |
1 |
0 |
||||
9 |
А4 |
0100 |
А5 |
0101 |
х10 |
у16у17у18 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||
10 |
|
|
А7 |
0111 |
х10х9 |
у3у15у18 |
0 |
1 |
1 |
1 |
||||
11 |
|
|
А8 |
1000 |
х10х9 |
у11у21 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||||
12 |
А5 |
0101 |
А5 |
0101 |
х10 |
у16у17у18 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||
13 |
|
|
А7 |
0111 |
х10х9 |
у3у15у18 |
0 |
1 |
1 |
1 |
||||
14 |
|
|
А8 |
1000 |
х10х9 |
у11у21 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||||
15 |
А6 |
0110 |
А5 |
0101 |
х10 |
у16у17у18 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||
16 |
|
|
А7 |
0111 |
х10х9 |
у3у15у18 |
0 |
1 |
1 |
1 |
||||
17 |
|
|
А8 |
1000 |
х10х9 |
у11у21 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||||
18 |
А7 |
0111 |
А9 |
1001 |
1 |
у9у1ук |
1 |
0 |
0 |
1 |
||||
19 |
А8 |
1000 |
А9 |
1001 |
1 |
у9у1ук |
1 |
0 |
0 |
1 |
На основании составленной таблицы логические выражения для выходных сигналов и сигналов управления памятью имею вид:
у1 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (1,3,18,19)
у3 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (3,4,6,10,13,16)
у4 = Q1Q2Q3Q4 (1)
у9 = Q1Q2Q3Q4 (18,19)
у10 = Q1Q2Q3Q4 (1)
у11 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (3,4,6,11,14,17)
у15 = Q1Q2Q3Q4 (10,13,16)
у16 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (7,8,9,12,15)
у17 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (7,8,9,12,15)
у18 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (7,9,10,12,13,15,16)
у21 = Q1Q2Q3Q4 (11,14,17)
у23 = Q1Q2Q3Q4 (8)
ук = Q1Q2Q3Q4 (18,19)
qD1 = Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 (11,14,17,18,19)
qD2 = Q1Q2Q3Q4 х2х4 + Q1Q2Q3Q4 х4 + Q1Q2Q3Q4 х5 + Q1Q2Q3Q4 х5 +
Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 +
Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 (4,6,7,8,9,10,12,13,15,16)
qD3 = Q1Q2Q3Q4 х2х4 + Q1Q2Q3Q4 х2 + Q1Q2Q3Q4 х4 + Q1Q2Q3Q4 х5 +
Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 (2,3,5,8,10,13,16)
qD4 = Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4 х2 + Q1Q2Q3Q4 х5 + Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 х10 + Q1Q2Q3Q4 х10х9 + Q1Q2Q3Q4 + Q1Q2Q3Q4
(1,3,7,9,10,12,13,15,16,18,19)
После записи дизъюнктивных логических функций для выходных сигналов и сигналов управления разрядами памяти в скобках приведен перечень кодов используемых в этом выражении конъюнкций. В качестве этих кодов использованы номера строк в таблице, в которых отражается соответствующий путь.
Обратные значения условий х10, х9, х5, x4, x2 формируются с помощью пяти схем НЕ.
На схеме каждый выход конъюнктивной части ПЛМ (горизонтальные линии) помечен кодом конъюнкции (номером строки в таблице), формируемой на этом выходе. Выходом схемы является множество сигналов микроопераций у1, у3, у4, у9, у10, у11, у15, у16, у17, у18, у21, у23, ук.
Логическая схема, реализующая цифровой автомат.
&
Х10
&
Х9 у3
у4