
- •Министерство общего и профессионального образования
- •1. Общие сведения об автоматах
- •1.1. Основные определения. Обозначения. Изображения
- •Способы описания и построения автоматов
- •1.3. Об операциях над автоматами, о законах и тождествах алгебры автоматов
- •1.4. Цифровые автоматы 1-го и 2-го рода, автоматы Мили и Мура
- •1.5. Классификация автоматов
- •1.6. Свойства и характеристики автоматов
- •Автоматы, выполняющие роль "0" и
- •1.8. Равенство, равносильность, эквивалентность, изоморфизм
- •1.9. Автоматные грамотность и культура
- •1.10. Значение теории автоматов в науке, технике и обществе
- •1.11. Краткая историческая справка о зарождении и развитии автоматов. Виды теорий автоматов
- •2. Способы задания (описания) цифровых автоматов
- •2.1. Начальные языки
- •2.1.1. Графическая схема алгоритма
- •2.1.2. Матричная схема алгоритма
- •2.1.3. Функциональная микропрограмма
- •2.1.4. Система формул переходов
- •2.2. Автоматные языки
- •2.2.1. Таблицы переходов, выходов
- •2.2.2. Матрицы переходов, выходов
- •2.2.3. Графы автоматов
- •3. Операции над цифровыми автоматами
- •3.1. Операции декомпозиции
- •3.1.1.Разбиение. Покрытие
- •3.1.2. Проверка разбиения, покрытия
- •3.2. Операции композиции
- •3.2.1. Последовательное соединение
- •3.2.2. Параллельное соединение
- •3.2.3. Соединение с обратной связью
- •3.3.Алгебраические операции
- •3.3.1.Объединение частей автомата
- •3.3.2. Настраиваемое объединение
- •3.3.3. Пересечение автоматов
- •3.3.4. Вычитание
- •3.3.5. Симметрическая разность
- •3.3.6. Дополнение
- •3.4.1.Проверка отношения
- •3.4.2. Проверка равенства
- •3.5. Операции упрощения цифрового автомата
- •3.5.1. Упрощение автомата за счет упрощения алгоритма
- •3.5.2. Упрощение цифрового автомата за счет тождеств
- •4. Законы и тождества алгебры автоматов
- •4.2. Тождества
- •5. Вопросы синтеза и анализа логических схем
- •5.1. Синтез логических схем
- •5.1.1. Синтез схем с одним выходом с оптимальным доопределением
- •Даются как без инверсии, так и с инверсией. Количество входов при этом удваивается. Однако число входов указывается без удвоения. Рассматриваемый дешифратор – это дешифратор на 4 входа, хотя их – 8.
- •5.1.3. Синтез схем с двумя выходами с сильной степенью связи
- •5.2. Анализ логических схем
- •5.2.1. Анализ логических схем с одним выходом
- •5.2.2. Анализ логических схем с двумя выходами
- •6.2. Операционные автоматы
- •6.3. Управляющие автоматы
- •6.3.1. Управляющие автоматы с жесткой логикой
- •6.3.2. Управляющие автоматы с программируемой логикой
- •6.4. Синтез управляющего автомата с жёсткой логикой
- •6.4.1. Этапы синтеза
- •6.4.1.1. Задание условий работы автомата
- •6.4.1.2. Отметки граф – схемы алгоритма
- •6.4.1.3. Графы автоматов
- •6.4.1.4. Cинтез запоминающей части
- •6.4.1.5. Синтез выходной части
- •6.4.1.6. Синтез входной части
- •7. Контроль и диагностирование работы цифровых автоматов
- •7.1. Контроль логических операций
- •7.2. Контроль арифметических операций
- •7.3. Контроль и диагностирование передач информации
- •8. Программное обеспечение преобразования цифровых автоматов
- •8.1. Подпрограммы алгебраических операций
- •8.1.1. Подпрограмма настраиваемого объединения
- •8.1.2. Подпрограмма операции пересечения
- •8.1.3. Подпрограмма операции вычитания
- •8.1.4. Подпрограмма операции симметрической разности
- •8.1.5. Подпрограмма операции дополнения
- •8.2. Подпрограммы операций проверки отношения
- •8.2.1.Подпрограмма проверки отношения
- •8.2.2. Подпрограмма проверки равенства
- •8.3.7. Подпрограмма 'закачки' мсар1 в неоднородную мса
- •Заключение
- •Приложение 1. Подпрограммы реализации операций
- •Приложение 2. Контрольные вопросы курса
- •Содержание
- •Александр Васильевич Триханов
- •Учебное пособие
6.4.1.6. Синтез входной части
Сигналы возбуждения входов D1 D3 триггеров Т1 Т3 запоминающей части УЦА приводят к изменению состояний триггеров в моменты действия синхронизирующих сигналов СИ.
Формирование сигналов возбуждения производится с учетом входных сигналов Х1 Х3 и предыдущих состояний s0 s4 для УЦА Мили и s0 s6 для УЦА Мура.
&
1
y1
&s1
1y2
s2
y3
_
&
y4
& 1s4
X3
X4
y5
&
y6
X1 X2 X2
Рис. 42. Схема формирования выходных сигналов УА Мили
Процедура синтеза входной части любого автомата одинакова. Можно, например, начать с автомата Мили.
Необходимые сведения (предыдущие состояния, данные состояния, входные сигналы) следует свести в отдельную таблицу, в которой сигналы возбуждения являются функциями, а предыдущие состояния, входные сигналы - логическими переменными.
Указанные сведения приведены в табл.41.В ней через ВС обозначены входные сигналы.
Переходы в состояние s0 в таблице указывать не требуется, так как они при синтезе не учитываются.
Из табл. 41 следует, что
__
D1 = s3 V s4X3;
D2
= s1X2
V s1X2
V s2
=
s1V
s2;
D3== s2V s0X1.
Логическая схема формирования сигналов возбуждения входов триггеров УЦА Мили показана на рис. 43.
Таблица 41
Данные для синтеза входной части УЦА Мили
-
Переходы
D1
D2
D3
ВС для
T1
T2
T3
s0 → s1
0
0
1
X1
s1 → s2
0
1
0
X2
s1 → s2
0
1
0
Х2
s2 → s3
0
1
1
1
1
s3 → s4
1
0
0
1
_
s4 → s4
1
0
0
X3
Необходимые сведения для синтеза схемы формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура приведены в табл.42. Из этой таблицы следует, что выражения для сигналов возбуждения входов триггеров будут иметь вид: __ __ __ __
D1 = s1X2 V s3 V s4X3 V s4X3 X4 = s1X2 V s3 V s4 (X3 V X4);
D2 = s1X2 V s2 V s4X3 X4 V s5;
D3
= s0X1
V s1X2
V s2
V s5.
Как
видно, выражение D1
может быть минимизировано, однако
следует использовать неминимизированное
выражение, так как в этом случае у
выражений D1
и D2
будет достаточно «дорогая» общая
импликанта s4X3X4.
Имеется общая импликанта s1X2
у выражений D1
и D3.
Логическая схема формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура показана на рис. 44.
X
1 &
1
D1
X2
D2
1
X
&1
D3
1
s1+s2
s0 s1 s2 s3 s4
Рис.43. Схема формирования сигналов
возбуждения триггеров УЦА Мили
Таблица 42
Данные для синтеза входной части УЦА Мура
-
Переходы
D1
D2
D3
ВС для
T1
T2
T3
s0 → s1
0
0
1
X1
s1 → s2
0
1
0
X2
s1 → s5
1
0
1
X2
X2
s2 → s3
0
1
1
1
1
s3 → s4
1
0
0
1
s4 → s4
1
0
0
X3
s4 → s6
1
1
0
X3X4
X3X4
s5 → s3
0
1
1
1
1
& & & & & 1 1 1 1 1 1X4
X3
D1
s3
X2
D2
X1 D3
s0 s1 s2 s4 s5
Рис.44. Схема формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура