Оглавление
Введение…………………………………………………………………….2
Решение……………………………………………………………………..3
Построение автомата на основе счетчика и выходной комбинационной схемы……………………………………………………………………….4
Построение автомата общего типа .………………………………………...7
Заключение………………………………………………………………..12
Введение
В данной лабораторной работе необходимо построить конечный автомат-генератор заданной последовательности, имеющий тактовый вход CLKи вход сброса RST, а также 6 выходов – выходы счетчика (Q3:0) и выходы генераторы (Y3:0). Каждому номеру такта от F до 0 ставится в соответствие выходное значение генератора согласно таблице 1. После перебора последовательности схема возвращается в исходное значение.
Такт |
F |
E |
D |
C |
B |
A |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Выход |
5 |
5 |
B |
A |
0 |
4 |
2 |
8 |
F |
3 |
C |
E |
0 |
8 |
D |
C |
Таблица 1, соответствие тактов выходным значениям
Задачу необходимо решить двумя способами:
Построение автомата Мура – реверсивного счетчика на основе D-триггера и комбинационной схемы, осуществляющей преобразование номера такта в соответствующее значение выходной последовательности;
Построение автомата общего типа- реверсивного счетчика на основе D-триггера и элементов ПЗУ с хранением выходного значения.
Для обоих вариантов необходимо построить временные диаграммы и графы переходов.
Решение
2.1 Построение автомата на основе счетчика и комбинационной схемы
Структурная схема автомата на основе счетчика и комбинационной схемы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1, Структурная схема автомата на основе счетчика и комбинационной схемы
Комбинационная схема CL G на входе регистра реализует функции переходов автомата, таблица истинности которых представлена в табл. 2.
Текущее состояние |
Новое состояние |
||||||||
НЕХ |
|
|
|
|
НЕХ |
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
F |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
A |
1 |
0 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
B |
1 |
0 |
1 |
1 |
A |
1 |
0 |
1 |
0 |
C |
1 |
1 |
0 |
0 |
B |
1 |
0 |
1 |
1 |
D |
1 |
1 |
0 |
1 |
C |
1 |
1 |
0 |
0 |
E |
1 |
1 |
1 |
0 |
D |
1 |
1 |
0 |
1 |
F |
1 |
1 |
1 |
1 |
E |
1 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 2, таблица истинности функций переходов автомата Мура с инкрементирующим счетчиком
Карты Карно для построения МДФ - представлены в таблицах 3-6.
Q1Q0 Q |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
Q1Q0 Q3Q2 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
1 |
|
|
|
|
00 |
1 |
|
|
|
01 |
|
|
|
|
|
01 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
10 |
|
1 |
1 |
1 |
|
10 |
1 |
|
|
|
3Q2
1
1
Таблица 3, карты Карно для ДНФ функции Таблица 4, карты Карно для ДНФ функции
Q1Q0 Q3Q2 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
Q1Q0 Q3Q2 |
00 |
01 |
1 |
10 |
00 |
1 |
|
1 |
|
|
00 |
1 |
|
|
1 |
01 |
1 |
|
1 |
|
|
01 |
1 |
|
|
1 |
11 |
1 |
|
1 |
|
|
11 |
1 |
|
|
1 |
10 |
1 |
|
1 |
|
|
10 |
1 |
|
|
1 |
1
Таблица 5, карты Карно для ДНФ функции Таблица 6, карты Карно для ДНФ функции
Комбинационная схема CL F на выходе регистра разработана в лабораторной работе №1.
Схема автомата представлена на рисунке 2. Временная диаграмма и граф переходов изображены соответственно на рисунках 3 и 4.
Рисунок 2, схема автомата Мура
Рисунок 3, временная диаграмма работы автомата Мура
Рисунок 4, граф переходов автомата Мура