теория цифровых автоматов. курсовая-Теория цифровых автоматов. Курсовая работа по курсу Теория цифровых автоматов
 Скачать 0.74 Mb.
|
2.2 Алгоритм функционирования цифрового автоматаОбобщенная структурная схема ЦА содержит запоминающее устройство (ЗУ) (регистр, выполненный на триггерах) и два комбинационных устройства: для формирования сигналов управления триггерами КС1 и для формирования требуемых выходных сигналов КС2:  Рис. Структурная схема цифрового автомата КС1 - комбинационное устройство для управления триггерами запоминающего устройства (ЗУ); КС2 - комбинационное устройство для формирования выходных сигналов цифрового автомата; ЗУ - запоминающее устройство (регистр) на триггерах;- сигнал сброса цифрового автомата; Ф - тактовые импульсы на синхронизирующие входы триггеров ЗУ. По сигналу с дешифратора команд ДШ схема запуска формирует входной сигнал x, который принимает только два значения:x1=0 (пауза в работе ЦА) и x2=1 (запуск и работа ЦА). После завершения цикла вывода формируется сигнал W, который сбрасывает регистр на триггерах в 0 и запрещает подачу тактовых импульсов Ф на схемы ЦА до момента прихода импульса запуска ЦА с дешифратора команд (длина импульса запуска должна быть не меньше длины импульса синхронизации - для срабатывания схемы). 3. Проектирование цифрового автомата3.1 Составление таблиц истинности, описывающих работу цифрового автоматаТребуется разработать ЦА, у которого на выходах периодически появляются коды символов, образующих фамилию и инициалы. При этом каждый символ кодируется 8-ричным кодом: два старших разряда - номер строки, три младших разряда - номер столбца (номера представляют в двоичном коде), как показано в Таблице 1: Таблица 1 - Таблица кодирования символов
Составим таблицу выходных значений ЦА. Таблица 2 - Таблица выходных значений ЦА
Период функционирования цифрового автомата равен количеству символов, т. е. 12. Каждый период (цикл) функционирования ЦА начинается в момент поступления на его вход сигнала запуска x(t)=1. При поступлении на его вход очередного тактового импульса Ф, максимальное число которых равно периоду функционирования автомата R=12, ЦА проходит ряд сменяющих друг друга состояний a(t) = al (l = 0, 1, 2, …, S). Число рабочих состояний равно S=12, а общее число состояний ЦА, включая исходное a0, равно S+1=13 и связано с максимальным числом рабочих тактов R соотношением S > R (R=15). Минимально необходимое количество триггеров для синтеза регистра (памяти) определяем из соотношения n > log2(S + 1), N=4; В соответствии с заданием последовательность состояний регистра должна состоять из вычетов по модулю М, образовывать арифметическую прогрессию с разностью, равной наименьшему простому числу, не являющемуся делителем числа М, где М - период генерируемой последовательности. В рассмотренном случае М = 12. Наименьшее простое число, не являющееся делителем 12, это 5. Поэтому состояния регистра будут изменяться в такой последовательности: ,5,10,1,2,3,4,6,7,8,9,11,12 Таблицей 3 - Cостояния регистра
Каждое состояние регистра отождествляется с записанным в триггеры n-разрядным двоичным числом в соответствии с установленным выше правилом и может быть представлено функцией переходов регистра. Таблица 4 - Таблица функций переходов регистра
Каждому состоянию регистра соответствует цифровой двоичный код на выходе ЦА. Этот код получают из 8-ричного кода Таблицы. 2. При этом каждый символ кодируется пятью битами согласно Таблицы 1: два старших разряда - номер строки, три младших разряда - номер столбца. Это может быть представлено таблицей выходов ЦА Таблица 5 - Таблица функций выходов ЦА
На основании Таблицы состояний регистра (Таблица 3), Таблицы функций переходов регистра (Таблица 4), Таблицы функций выходов ЦА (Таблица 5) составляют Полную таблицу функционирования ЦА (Таблица 7). Переход ЦА из одного состояния в другое осуществляется под воздействием тактовых импульсов Ф, поступающих одновременно на тактовые (синхронизирующие) входы всех четырёх триггеров регистра. Регистры будем строить на JK-триггерах. Состояния JK-триггера приведены в Tаблице 6. Таблица 6 - Состояния JK-триггера при С=1.
В Таблице 7 в столбце Сигналы управления триггерами указаны значения сигналов, которые должны быть поданы на управляющие JK-входы триггеров, для того чтобы обеспечить переход от данного состояния регистра к последующему. Таблица 7 - Полная таблица функционирования ЦА при построении ЗУ (регистра) на JK-триггерах
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||