Введение Основные сведения о дискретных автоматах

Устройства, предназначенные для преобразования дискретной информа­ции, называются дискретными автоматами. Дискретный автомат имеет входные полюсы, на которые поступают входные воздействия, и выходные полюсы, с которых снимаются сформированные автоматом выходные воздействия.

Рис. 1 Структурная схема комбинационного автомата

Переход дискретного автомата из одного состояния в другое осуществля­ется скачкообразно и он произойдет не ранее, чем через некоторый промежуток времени t > О, который называется интервалом дискретности [1].

Неавтономные - это такие автоматы, сигналы на выходах которых изме­няются только при изменении сигналов на входах[1].

Дискретные автоматы по способу формирования выходных сигналов де­лятся на комбинационные автоматы и конечные автоматы.

Комбинационными автоматами (автоматами без памяти) называются такие автоматы, у которых сигналы на выходах однозначно зависят только от сигналов на входах.

Входы комбинационных автоматов обозначаются буквами X1, X2…Xn, а выходы Y1,Y2…Ym.

Для дискретных автоматов имеет место такое понятие, как такт работы автомата. Тактом называется интервал времени г между двумя соседними из­менениями состояния автомата. Различают два класса автоматов:

- синхронные;

- асинхронные [1].

У синхронного автомата изменение его состояния осуществляется неза-висимым синхронизирующим устройством - генератором синхронизирующих импульсов. Обычно синхронизирующие импульсы подаются через равные про­межутки времени [1].

Асинхронными называются такие автоматы, у которых длительность времени τ определяется только моментами изменения входных воздействий. Таким образом, асинхронные автоматы не требуют подачи на них синхронизи­рующих импульсов.

Различают также автономные и неавтономные автоматы. Автономными считаются такие автоматы, у которых сигналы на выходах могут изменяться при отсутствии изменения сигналов на входах, т.е. выходные сигналы выраба­тываются самим автоматом [1].

Неавтономные – это такие автоматы, сигналы на выходах которых изменяются только при изменении сигналов на входах.

Дискретные автоматы по способу формирования выходных сигналов делятся на комбинационные автоматы (схемы) и конечные автоматы [2].

Комбинационными автоматами (автоматами без памяти) называются такие автоматы, у которых сигналы на выходах однозначно зависят только от сигналов на входах.

Дискретные устройства находят широкое применение в современных системах управления, средствах связи, системах железнодорожной автоматики и телемеханики, компьютерной и бытовой технике. Знание вопросов синтеза и анализа дискретных автоматов, принципов их работы позволит инженеру лучше изучить современную технику и повысить эффективность ее эксплуатации.

1. Cинтез комбинационного автомата

Цель синтеза ДУ состоит в разработке дискретного автомата при ограничениях на количество и тип используемых логических элементов и, в частности, схемы электрической функциональной. Функциональная схема и предшествующие ей аналитические выражения, описывающие зависимости выходных сигналов от входов, представляют собой соответственно графическую и аналитическую модели ДУ.

Комбинационный автомат может быть задан одним из следующих способов: словесный, табличный, аналитический, графический.

Синтез комбинационного автомата начинается со словесной формулировки его работы. В дальнейшем словесную формулировку работы автомата необходимо формализовать, например, построить таблицу соответствия, чтобы в конечном итоге получить логические выражения зависимости выходов у от входов х [2].

Общий алгоритм синтеза комбинационного автомата включает следующую последовательность решения частных задач для получения функциональной электрической схемы синтезируемого дискретного устройства [2]:

1. Словесное описание ДУ.

2. Построение СЭС.

3. Построение таблицы соответствия.

4. Получение логических выражений функций выходов.

5. Минимизация функций выходов.

6. Представление функций выходов в заданном элементном базисе.

7. Построение схемы электрической функциональной.