15.Задания для синтеза и реализации дискретного автомата
При упрощении формул следует использовать простые логические операции, поглощения и склеивания, а также повторить основные правила алгебры логики, построение нормальной дизъюнктивной формы. В таблицах состояний некоторые ситуации повторяются. В этом случае синтезируется дискретный автомат с памятью. При синтезе следует сохранять следующую последовательность: словесное описание, формализация, составление таблицы состояний, составление функций (логических формул), минимизация этих формул, построение структурной схемы автомата без привязки к контроллеру, программирование автомата на языке функциональных алгоблоков с учётом аппаратно-программных возможностей конкретного контроллера, проверка работы программы на стенде, исправление ошибок, уточнение, введение блоков проверки на достоверность по входным каналам, оформление результата работы. Минимум, что должно быть в результате синтеза: таблица состояний, её анализ (число входных переменных, выходных, простой или автомат с памятью), математическая запись функций до минимизации и после, структура автомата, программа, конфигурационная таблица. В некоторых таблицах имеются одинаковые входные состояния и различные выходные. В этом случае синтезируется дискретный автомат с памятью. В некоторых вариантах состояние переменной является функцией другой переменной, например, времени. Как минимум по одному дискретному каналу должна быть реализована защита от «дребезга» и случайного кратковременного исчезновения дискретного сигнала. Лучше иметь для сравнения два варианта программы: с блоком защиты и без него.
15.1.Таблицы состояний
Таблица 9. Вариант 1
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Рисунок 7 Структурная схема дискретного автомата.
Таблица 10. Вариант 2
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
||||||
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||||
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||||||
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||||||
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
||||||
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||||
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||||
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||||||
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
||||||
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||||
Таблица 11. Вариант 3
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Продолжение Таблица 11. Вариант 3
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Таблица 12. Вариант 4
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
U3 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Рисунок 8 Структурная схема дискретного автомата.
Таблица 13. Вариант 5
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
U3 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
Таблица 14. Вариант 6
N ситуации |
Формирование Х1 по времени |
Х2 |
X3 |
X4 |
X5 |
U1 |
U2 |
|
T1, с |
X1 |
|||||||
|
|
511 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Продолжение Таблица 14. Вариант 6
|
|
10 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
7 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
15 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Таблица 15. Вариант 7
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
U3 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Таблица 16. Вариант 8
N ситуации |
Формирование Х1 по времени |
Х2 |
X3 |
X4 |
X5 |
U1 |
U2 |
||||||||||
T1, с |
X1 |
||||||||||||||||
|
|
512 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||||||
|
|
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|||||||||
|
|
10 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||
|
|
8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|||||||||
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
||||||||
|
|
7 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
||||||||
|
|
15 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
||||||||
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
||||||||
Таблица 17. Вариант 9
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Продолжение Таблица 17. Вариант 9
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Таблица 18. Вариант 10
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 19. Вариант 11
N ситуации |
Формирование Х1 по времени |
Х2 |
X3 |
X4 |
X5 |
U1 |
U2 |
||||||||||||||||
|
T1, с |
X1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||
|
|
7 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||||||||||||
|
|
10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|||||||||||||||
|
|
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|||||||||||||||
|
|
16 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||||||||
|
|
20 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|||||||||||||||
|
|
22 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||
|
|
25 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||
|
|
30 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||||||||||||
Таблица 20. Вариант 12
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Продолжение таблицы 20. Вариант 12
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
Таблица 21. Вариант 13
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Таблица 22. Вариант 14
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Продолжение таблицы 22. Вариант 14
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Таблица 23. Вариант 15
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Таблица 24. Вариант 16
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Продолжение таблицы 24. Вариант 16
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 25. Вариант 17
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 26. Вариант 18
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
Продолжение таблицы 26. Вариант 18
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 27. Вариант 19
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Таблица 28. Вариант 20
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
Продолжение таблицы 28. Вариант 20
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Таблица 29. Вариант 21
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
U1 |
U2 |
|||||
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|||||
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|||||
Таблица 30. Вариант 22
N ситуации |
X1 |
X2 |
X3 |
U1 |
U2 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Продолжение таблицы 30. Вариант 22
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |