Кавовий автомат

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Криворізький технічний університет

Кафедра компютерні системи та мережі

КУРСОВА РОБОТА

з курсу Прикладна теорія цифрових автоматів

на тему: «Кавовий автомат»

Виконав: ст. гр. ЗКСМ-09

Діброва Г.В.

Прийняв: викл. каф. КСМ

Туравініна О.М.

Кривий Ріг

Зміст

1. Вступ

. Постановка задачі

. Математична модель

.1 Граф функціонування автомата

.2 Створення таблиць переходів

.3 Кодування

.4 Елемент памяті автомата

.5 Створення рівнянь функції збудження

.6 Створення рівнянь для комбінаційної схеми вихідних сигналів

. Моделювання

. Використана література

1. Постановка задачі

Розробити схему логічного керування роботою кофейного автомату. Після натискання відповідної кнопки автомат має приготувати один з пяти напоїв:

.чорну каву;

.каву з цукром;

.каву з цукром та вершками;

.какао з молоком та цукром;

.какао з молоком, цукром та ваніллю.

На виходах пристрою мають формуватися сигнали запуску механізмів, кожен з яких додає певний компонент до напою, після чого надсилає базовій схемі сигнал про завершення операції. Після приготування напою пристрій має повідомити замовника про готовність.

2. Математична модель

.1 Граф функціонування цифрового автомата

Рис.1

На даному графі переходів зображено принцип роботи кавового автомата. Де побудовано вісім станів: S0-початковий стан, S1-вода, S2-кава, S3-цукор, S4-вершки, S5-какао, S6-молоко, S7-ваніль. Також я побудувала сигнили нашого автомата: X1-чорна кава, X2-кава з цукром та вершками, X3-кава з цукром, X4-какао з молоком, цукром та ваніллю, X5-какао з молоком та цукром, Y1-чорна кава, Y2-кава з цукром, Y3-каву з цукром та вершками, Y4-какао з молоком та цукром, Y5-какао з молоком, цукром та ваніллю.

2.2 Створення таблиць переходів та виходів

Визначаємо мінімально необхідну кількість входів кінцевого автомату, мінімальну кількість фізичних виходів і мінімальну кількість елементарних автоматів:

?для S;

?для X;

?для Y.

Будуємо таблицю переходів та таблицю виходів:

Табл.1

Таблиця переходів

станX1X2X3X4X5S0S1S1S1S1S1S1S2S4S2S5S5S2S2S4S3**S3*S4S3S7S6S4*S4***S5***S6S6S6***S7S6S7***S7*

Табл.2

Таблиця виходів

станX1X2X3X4X5S0Y1Y3Y2Y5Y4S1Y1Y3Y2Y5Y4S2Y1Y3Y2**S3*Y3Y2Y5Y4S4*Y3***S5***Y5Y4S6***Y5Y4S7***Y5*

2.3 Кодування

Використавши простий спосіб кодування, визначаємо необхідну кількість бітів для кодування станів та сигналів:

Табл.3

СтанкодS0000S1001S2010S3011S4100S5101S6110S7111

Табл.4

Сигн.кодX1000X2001X3010X4011X5100

Табл.5

Вих.сигн.кодY1000Y2001Y3010Y4011Y5100

У відповідності до кодованих таблиць входів, виходів і станів формуємо і заповнюємо кодовану таблицю функціонування автомата.

Табл.6

Кодована таблиця переходів

стан000001010011100000001001001001001001010100010101101010101101011**011*100011111110100*100***101***110110110***111110111***111*

Табл.7

Кодована таблиця виходів

стан000001010011100000000010001100011001000010001100011010000010001**011*010001100011100*010***101***100011110***100011111***100*

2.4 Елемент памяті автомата

В якості елемента памяті використовуємо JK-тригер.

Табл.8.1

Таблиця переходів JK-тригера

стан000110110001111010тригер має наступну матрицю переходів.

Табл.8.2

Матриця переходів JK-тригера

СтанJK0?00*0?11*1?0*11?1*0

На базі таблиці виходів та матриці переходів JK-тригера, будуємо кодовану таблицю функції збудження елементів памяті.

Табл.9

Таблиця збудження елементів памяті

S1S2S3000001010011100J1K1J2K2J3K3J1K1J2K2J3K3J1K1J2K2J3K3J1K1J2K2J3K3J1K1J2K2J3K30000*0*1*0*0*1*0*0*1*0*0*1*0*0*1*0010*1*0*1*0**10*1**11*0*0*1*0**00100**00*1**10*0**01*************011******1**1*10**0*01**0*01**0*1100*******00*0*******************101*******************01**1*01*1*110*******************0*01**0*00*111*******************0*0*0******

2.5 Створення рівнянь функції збудження

кавовий автомат цифровий схема

Перепишемо таблицю функції збудження елементів памяті окремо для кожної функції, відповідно до структури карт Карно для виконання необхідної мінімізації.

Табл.10.1

a1a2a30000010100111000000000000101011010010**011*1011100*****101*****110*****111*****

Табл.10.2

а1а2а3000001010011100000*****001*****010*****011*****100*0***101***00110***00111***0*

Рівняння входу першого JK тригера:

;

.

Табл.10.3

а1а2а30000010100111000000000000110100010*****011*****100*0***101***11110*****111*****

Табл.10.4

а1а2а30000010100111000000****0011****010*10**011*1000100*****101*****110***00111***0*

Рівняння входу другого JK тригера:

;

Табл.10.5

а1а2а3000001010011100000111110010**0*010001**011*****100*0***101****1110***10111*****

Табл.10.6

а1а2а3000001010011100000*****001*11*0010*****011*1001100*****101***1*110*****111***0*

Рівняння входу третього JK тригера:

;

.

Рівняння входів на JK-тригери побудовано.

2.6 Створення рівнянь для побудови комбінаційної схеми вихідних сигналів

Складаємо рівняння побудови комбінаційної схеми для виходів тригерів на основі таблиці 7.

Табл.11.1

а1а2а30000010100111000000001000100010010000**011*0010100*0***101***10111***1*110***10

Рівняння для першого виходу:

;

Табл.11.2

а1а2а30000010100111000000100100101001010010**011*1001100*1***101***01111***01110***0*Рівняння для другого виходу:

;

Табл.11.3

а1а2а30000010100111000000010100100101010001**011*0101100*0***101***01111***0*110***00

Рівняння для третього виходу:

.

4. Моделювання

Побудуємо структурну схему автомата.

Рис.2

Система логічних елементів має великий вплив на структурну схему автомата. Зі схеми, зображеної на малюнку 3 бачимо, що автомат має два входи та два виходи. На функції збудження автомата подається два сигнали. Далі сигнал проходить на память автомата, основану на трьох JK-тригерах. Після елементів памяті сигнали передаються на формування вихідних сигналів.

Принципово - логічна схема моделювання

5. Використана література

1. Прикладная теория цифровых автоматов/К. Г. Самофалов, А. М. Романкович, В.Н. Валуйский, Ю. С. Каневский. - К.: Вищашк. Головное изд-во, 1987. - 375 с.

. ПРИКЛАДНАЯ ТЕОРИЯ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ Часть 1 КОМПЬЮТЕРНАЯ АРИФМЕТИКА. /Сост. А.Н.Щербаков.-Запорожье: ЗНТУ, 2004.- 59с.

. Савельев А. Я. Прикладнаятеория цифровых автоматов: Учеб. Для вузов по спец. ЭВМ. -М.: Высш. шк., 1987. - 272 с.

. Цифровая обработка сигналов: Учеб.пособие для вузов/Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк. - М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Криворізький технічний університет Кафедра компютерні системи та мережі

Больше работ по теме: