Введение

Дискретные автоматы – это устройства, которые преобразуют дискретную информацию. У дискретного автомата есть входные и выходные выводы. Выводы, на которые поступают входные воздействия называются входными, а выводы, с которых снимаются выходные воздействия, сформированные автоматом называются выходными [2].

Рис. 1 - Электрическая структурная схема дискретного автомата

Дискретный автомат из одного состояния в другое переходит скачкообразно через некоторый промежуток времени ∆t >0. Этот промежуток называется интервалом дискретности.

Существует такое понятие, как такт работы дискретного автомата. Такт - это интервал времени τ между двумя соседними изменениями состояния автомата. Автоматы делятся на два класса:

- синхронные;

- асинхронные.

Изменение состояния у синхронного автомата осуществляется генератором синхронизирующих импульсов - независимым синхронизирующим устройством. Как правило, синхронизирующие импульсы подаются через равные про­межутки времени.

У асинхронных автоматов длительность времени τ определяется только моментами изменения входных воздействий, т.е. асинхронные автоматы не требуют подачи на них синхронизирующих импульсов.

Различают также автономные и неавтономные автоматы.

Автономные - это такие автоматы, у которых сигналы на выходах могут изменяться при отсутствии изменения сигналов на входах, т.е. выходные сигналы генерируются самим автоматом.

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

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

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

Дискретные устройства применяются в современных системах управления, связи, системах ж/д автоматики и телемеханики, компьютерной и бытовой технике.

1 Анализ комбинационных автоматов

Анализ дискретного автомата [2] состоит в определении условий его работы по заданной схеме и известным функциональным свойствам его от­дельных элементов. В задачу анализа входит выяснение поведения автомата при каких-либо повреждениях в автомате или при режимах которые не были заданы при его проектировании. Анализ также проводят для проверки правильности функционирования разработанной схемы.

Для того, чтобы проанализировать работу дискретного автомата, кроме его схемы, необхо­димо знать функциональные свойства всех элементов схемы для тех режимов, в которых они работают, а также характер воздействующих на автомат сигналов.

Чаще всего анализ дискретных автоматов сводится к определению усло­вий его работы по заданной схеме. Условия работы комбинационных автома­тов определяются рабочими и запрещенными наборами входных воздействий каждого выхода автомата.

Анализ комбинационных дискретных автоматов может быть выполнен согласно следующему алгоритму [2]:

1 Проверить правильность выполнения схемы (должны быть исключены: незадействованные входы, подача двух различных сигналов на вход, обратные связи и т.д.).

2 Построить схему электрическую структурную (СЭС), определить количество входов х и выходов у.

3 Записать логическое выражение для каждого выхода автомата, т.е. определить зависимость каждого выхода от входов. Если в логических выражениях имеют место общие знаки отрицания, то их необходимо опустить непосредственно на аргументы, т.е. представить функции выходов в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ).

4 Представить функции выходов в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ) – определить конституэнты 1.

5 Построить таблицу истинности по полученным логическим выражениям для каждого выхода, получить рабочие и запрещенные наборы входных воздействий для каждого выхода, которые и определяют условия функционирования заданного автомата.

6 Сделать выводы о правильности выполнения схемы, корректности минимизации функций выходов и соответствии полученной таблицы истинности исходным условиям функционирования автомата.