2 Проектування автоматів

2.1 Вибір завдання

Граф-схеми алгоритмів обираються кожним студентом в індивідуальному порядку. Вона складається з чотирьох блоків: E, F, G, H. Студенти обирають граф-схему із п’яти блоків з номерами 0...4 на підставі чисел А, В, С та (А+В+С) за наступними правилами:

- блок "Е" – схема під номером (А) mod 5 = 05mod 5 = 0;

- блок "F" – схема під номером (В) mod 5 = 06mod 5 = 1;

- блок "G" – схема під номером (С) mod 5 = 3mod 5 = 3;

- блок "H" – схема під номером (А+В+С) mod 5 = 14 mod 5 = 4.

Розташування обирається з використанням номера групи. Остання цифра номеру у списку групи – 3, тоді N = N mod 4 =3 , тоді розташування – 15. Тип тригера знаходимо по таблиці на підставі числа (А) mod 4 = 05 mod 4 =1 .

Вибір типу триггера Табл.7

(A) mod 4	ТИП ТРИГЕРА (Мілі)	ТИП ТРИГЕРА (Мура)
1	D	JK

Серія інтегральних мікросхем для побудови принципової схеми синтезованого автомата - КР555 , так як номер у списку групи – 3 (непарний). Граф схема приведена у додатку А на рис.2.

2.2 Структурний синтез мікропрограмного автомата Мілі

Кодування станів виконуємо за алгоритмом, розробленим для D-тригера. Для цього будуємо таблицю переходів автомата, а потім кодуемо станы вiльнымы ала рiзними наборами двiйкових кодiв.

Пряма структурна таблиця переходів – виходів для автомата Мілі Табл.8

Am	Kam	As	Kas	X	Y	ФЗ
A0	00000	A1	00001	1	Y1Y2	D5
A1	00001	A2 A3 А8	00010 00011 01000	X4 X4X2,X4X2X1 X4X2	Y3 Y4Y5 Y5Y9	D5 D4D5 D2
A2	00010	A3	00011	1	Y2Y6	D4D5
A3	00011	A4	00100	1	Y1Y8	D3
A4	00100	A5	00101	1	Y4	D3D5
A5	00101	A6	00110	1	Y5	D3D4
A6	00110	A13	01101	1	Y6Y9	D2D3D5
A7	00111	A3 А8	00011 01000	X1 X1	- Y5Y9	D4D5 D2D3D4D5
A8	01000	A6 A9	00110 01001	X4X3 X4X1,X4X1,X4X3	Y3Y10 Y9	D2D3D4 D2D5
A9	01001	A20	10100	1	Y1Y4	D1D3
A10	01010	A11 А14	01011 01110	X5 X5	Y1Y9 Y5	D2D4D5 D2D3D4
A11	01011	A12	01100	1	Y1Y3	D2D3
A12	01100	A0 А17	00000 10001	X2 X2	Y4 Y6	- D1D5
A13	01101	A11 A14 А15	01011 01110 01111	X6X5 X6X1 X6X1	Y1Y9 Y5 Y2	D2D5 D2D3D4 D2D3D4D5
A14	01110	A12 A16	01100 10000	X2 X2	Y1Y3 Y2	D2D3 D1
A15	01111	A16	10000	1	Y2	D1
A16	10000	A17	10001	1	Y6	D1D5
A17	10001	A18	10010	1	Y7Y10	D1D4
A18	10010	A0 A19	00000 10011	X4 X4	- Y2	D4 D1D4D5
A19	10101	A10	01010	1	Y3Y4	-
A20	10100	A7 A2	00111 00010	X3 X3	Y5 -	D2D3D5 D4

Функції виходів для елементів пам’яті мають вигляд:

D1=A9+A12X2+A14X2+A15+A16+A17+A18X4

D2=A1X2X4+A6+A7X1+A8X4X3+A8X4X3+A10X5+A10X5+A11+A13X6X5+ +A13X6X1+A13X6X1+A14X2+A20X3=A1X2X4+A6+A7X1+A8X4 +A10 +A11+A13X5 +A14X2+A20X3

D3=A3+A4+A5+A6+A7X1+A8X4X3+A9+A10X5+A11+A13X6X1+A13X6X1 +A14X2+A20X3

D4=A1X4X2+A2+A5+A7X1+A7X1+A8X4X3+A10X5+A10X5+A13X6X1+A13X6X1 +A17+A18X4+A18X4+A20X3=A1X4X2+A2+A5+A7+A8X4X3+A10X5+A10X5+ A13X6+A17+A18X4 +A20X3

D5=A0+A1X4+A1X4X2+A2+A4+A6+A7X1+A7X1+A8X3X4+A10X5+A12X2+ +A13X6X5+13X6X1+A16+A18X4+A20X3=A0+A1X2+A2+A4+A6+A7+A8X3X4+A10X5+A12X2+ +A13X5X1+A16+A18X4+A20X3

Вихідні стани автомата Мілі:

Y1 = A0+A3+ A9 + A10X5+A11+A13X6X5+A14X2

Y2 = A0+A2+A13X6X1+A14X2+A15+A18X4

Y3= A1X4+A8X4ùX3+A11+A14X2+A19

Y4 =A1ùX4X2+A4+A9+A12X2+A19

Y5 = A1X4ùX2+A1ùX4X2+A5+A7ùX1+A10X5+A13ùX6ùX1+A20X3

Y6= A2+A6+A12ùX2+A16

Y7 = A17

Y8 = A3

Y9 = A1X4ùX2+A6+A7ùX1+A8ùX4X1+A10ùX5+A13X6ùX5

Y10 =A8X4ùX3+A17

Ми отримали відповідні вирази для функцій збудження і вихідних станів автомата Мілі. За необхідністю можна представити їх в рамках деякої серії елементів і побудувати принципову схему. (принципова схема автомата Мілі зображена у додатку Б).

2.3 Структурний синтез мікропрограмного автомата Мура

Пряма структурна таблиця переходів-виходів для Мура Табл.9

Am (y)	Kam	As	Kas	X	ФЗ
A0(-)	00000	A1	00001	1	J5
A1(y1y2)	00001	A4 A6 A7 A8	00011 00100 00111 01000	X4 X2X4 X4X2X1 X4X2X1	J4 J3K5 J3J4 K5J2
A2(y1y4)	00010	A3 A5	00011 00101	X3 X3	J5 J1J3K2
A3(y5)	00011	A7 A8	00111 01000	X1 X1	J3 K4K5J2
A4(y3)	00100	A5	00101	1	J5
A5(y2y6)	00101	A7	00111	1	J4
A6(y4Y5)	00110	A7	00111	1	J5
A7(y1y8)	00111	A9 A10 A11	01001 01010 01011	X4X3 X4X3 X4	J2K3K4 J2K3K5 J2K3
A8(y5y9)	01000	A2 A9 A10	00010 01001 01010	X4X1 X3X4 X4X1	K2J4 J5 J4
A9(y3Y10)	01001	A13	01101	1	J3
A10(y6)	01010	A2	00010	1	K2
A11(y4)	01011	A12	01100	1	K4K5J3
A12(y5)	01100	A13	01101	1	J5
A13(y6y9)	01101	A16 A17 A18	10000 10001 10010	X6X5 X6X1 X6X1	J1K2K3J5 J1K2K3 J1K2K3J4K5
A14(y3y4)	01110	A15	01111	1	J5
A15(y8)	01111	A16 A17	10000 10001	X5 X5	J1K2K3K4K5 J1K2K3K4
A16(y1y9)	10000	A19	10011	1	J4J5
A17(y5)	10001	A19 A20	10011 10100	X2 X2	J4 J3K5
A 18(y2)	10010	A20	10100	1	J3K4
A19(y1y3)	10011	A21 A22	10101 10110	X2 X2	J3K4 J3K5
A20(y2)	10100	A21 A23	10101 10111	X5 X5	J5 J4J5
A21(y6)	10101	A23	10111	1	J4
A22(y4)	10110	A0	00000	1	K1K3K4
A23(y7y10)	10111	A0 A24	00000 11000	X4 X4	K1K3K4K5 J2K3K4K5
A24(y2)	11000	A14	01110	1	K1J3J4

Тип тригеру – JK. Відсортувавши стани, кодуємо їх так, щоб ті, що зустрічаються частіше, мали якнайменше одиния

Функції виходів для елементів пам’яті мають вигляд:

K1= A22+A23X4+A24

K2=A2X3+A8X4X1+A10+A13X6X5+A13X6X1+A13X6X1+A15X5+A15X5

K3=A7X4X3+A7X4X3+A7X4+A13X6X5+A13X6X1+A13X6X1+ A15X5+ A15X5+A22+A23X4+A23X4

K4=A3X3+A7X3X4+A11+A15X5+A15X5+A18+A19X2+A22+A23X4+A23X4

K5=A1X2X4+A1X2X4X1+A7X4X3+A13X6X1+ A15X5+A17X2+A19X2+ A23X4+A23X4

J1=A2X3+A13X6X5+A13X6X1+A13X6X1+ A15X5+A15X5

J2=A1X2X4X1+A3X1+A7X4X3+A7X4X3+A7X4+A23X4

J3=A1X2X4+A1X2X4X1+A3X1+A2X3+A11+A17X2+A18+A19X2+A19X2+A24

J4=A1X4+A1X4X2X1+A5+A8X4X1+A8X4X1+A13X6X1+A16+A17X2+A20X5+A21+A24

J5=A0+A2X3+A4+A6+A8X3X4+A12+A13X6X5+A14+A16+A20X5+A20X5

Вихідні стани автомата Мура мають вигляд:

Y1 =A1+A2+A7+A16+A19

Y2 = A1+A5+A18+A20+A24

Y3 =A4+A9+A14+A19

Y4 =A2+A6+A11+A14+A22

Y5 = A3+A6+A8+A12+A17

Y6 =A5+A10+A13

Y7 =A23

Y8 =A7+A15

Y9 =A8+A13+A16

Y10= A9+A23

Ми отримали відповідні вирази для функцій збудження і вихідних станів автомата Мура. За необхідністю можна представити їх в рамках деякої серії елементів і побудувати принципову схему. (принципова схема автомата Мура зображена у додатк

ВИСНОВОК

В ході проекту ми отримали комбінаційну схему булевої функції в заданому базисі та побудували принципову схему керуючого автоматiв Мiлi та Мура для заданних алгоритмiв.

Синтез автомата був виконаний з урахуванням серії КР555, тому може бути зроблений та використовуватись в реальному житті. В цілому курсова робота довела свою важливість у закріпленні отриманих знань та набутті низки звичок щодо проектування цифрових автоматів.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Методичні вказівки до курсової роботи по дисципліні “Прикладна теорія цифрових автоматів”. Одеса. ОНПУ. 2005р.

2. Мікросхеми серії 1533(555). Стислі теоретичні дані. Одеса. Центр НТТМ ОНПУ. 1975г.

3. ГОСТ 2.743-82. ЄСКД. Умовні графічні позначення в схемах. Елементи цифрової техніки.