Синтез цифрового автомата с памятью

 













Синтез цифрового автомата с памятью

Оглавление


Задание на курсовое проектирование

Основная часть

1. Проектирование автомата Мили

1.1Разметка ГСА

.2Построение графа переходов-выходов

.3Составление таблицы переходов-выходов

.4Кодирование состояний автомата

.5Составление структурной таблицы переходов-выходов

.6Построение функций выхода автомата Мили

.7Построение функций возбуждения автомата Мили на RS-триггерах

.8Построение логической схемы автомата Мили

2. Проектирование автомата Мура

2.1Разметка ГСА

.2Построение графа переходов-выходов

.3Составление таблицы переходов-выходов

.4Кодирование состояний автомата

.5Составление структурной таблицы переходов-выходов

.6Построение функций выхода автомата Мура

.7Построение функций возбуждения автомата Мура на T-триггерах

.8Построение логической схемы автомата Мура

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2


Задание на курсовое проектирование


Спроектировать цифровые автоматы Мили и Мура с памятью в Булевом базисе по заданной ГСА (рисунок 1). В качестве элемента памяти выбрать T-триггер.

Для каждого автомата:

1.Разметка ГСА;

2.Построение графа переходов-выходов;

.Составление таблицы переходов-выходов;

.Кодирование состояний;

.Составление частично структурированной таблицы переходов-выходов;

.Построение функций выходов автомата;

.Построение таблицы функций возбуждения выходов для заданного типа триггера;

.Построение функций возбуждения;

.Построение логической схемы автомата;

.Экспериментальная проверка автомата;


Рис. 1. Исходная ГСА проектируемого автомата

Основная часть

цифровой автомат логическая схема

1.Проектирование автомата Мили


1.1Разметка ГСА


Производим разметку заданной ГСА для автомата Мили:


рис. 2. Разметка ГСА автомата Мили

1.2Построение графа переходов-выходов


рис. 3. Граф переходов-выходов для автомата Мили


1.3 Составление таблицы переходов-выходов


Таблица 1. Таблица переходов-выходов

Состояние автоматаВходной сигнал1x1_x1x2_x2x3___x2x3_x4x4x5 _x4x5q0q1/y1q1q2/y2q0/y5q2q3/y3q3/-q0/y5q3q4/y4q4q0/y5q3/y3q0/y5

1.4 Кодирование состояний автомата


Таблица 2. Кодирование состояний автомата Мили

Состояниеq0q1q2q3q4Код ?1?2?3000001010011100

1.5 Составление структурной таблицы переходов-выходов


Таблица 3. Структурная таблица переходов-выходов

Состояние автоматаВходной сигнал1x1_x1x2_x2x3___x2x3_x4x4x5 _x4x5000001/y1001010/y20000/y5010011/y3011/-000/y5011100/y4100000/y5011/y3000/y5

1.6 Построение функций выхода автомата Мили


Функции выхода автомата Мили:

____

y1= ?1?2?3

___

y2= ?1?2?3x1

_ _ ___

y3= ?1?2?3x2 +?1?2?3x4 x5

_

y4= ?1?2?3

___ _ _ _ ____ ___ __ ___ _5= ?1?2?3 x1+?1?2?3 x2 x3+ ?1?2?3 x4+ ?1?2?3 x4 x5


1.7Построение функций возбуждения автомата Мили на RS-триггерах


Таблица 4. Таблица истинности T-триггера

состояниевходной сигнал01001110

Таблица 5. Функции возбуждения автомата Мили на T-триггерах

Состояние автоматаВходной сигнал1x1_x1x2_x2x3___x2x3_x4x4x5 _x4x5000001001011001010001001010011111100100111100

Таким образом, получаем входные сигналы для T-триггеров:


_ ___ _ ___ ___ _ _ __

T1= ?1?2?3 +?1?2?3 x4+?1?2?3 x4 x5+?1?2?3 x4 x5 = ?1?2?3 +?1?2?3

___ _ _ ___ _ __

T2= ?1?2?3 x1 +?1?2?3 x2 x3+?1?2?3 +?1?2?3 x4 x5

____ ___ ___ _ _ _ _ _ _ _ ___

T3= ?1?2?3+?1?2?3 x1+?1?2?3 x1+?1?2?3 x2+?1?2?3 x2 x3+?1?2?3+?1?2?3 x4 x5=

___ _ _ _ _ _ ___ _

=?1?2+?1?2?3 x2+?1?2?3 x2 x3+?1?2?3 x4 x5+?1?3


1.8Построение логической схемы автомата Мили


Логическая схема автомата Мили представлена в приложении 1.

2.Проектирование автомата Мура


2.1Разметка ГСА


Производим разметку заданной ГСА для автомата Мура:


Рис. 4. Разметка ГСА автомата Мура


2.2Построение графа переходов-выходов


рис. 5. Граф переходов-выходов для автомата Мура


2.3Составление таблицы переходов-выходов


Таблица 6. Таблица переходов-выходов

функции выходаy1y2y3y4y5состоянияq0q1q2q3q4q5входные сигналы1q1q4q0x1q2_x1q5 x2q3_ x2 x3q4____x2 x3q5_ x4q5 _ x4 x5q5 x4 x5q3

2.4Кодирование состояний автомата


Таблица 7. Кодирование состояний автомата Мура

Состояниеq0q1q2q3q4q5Код ?1?2?3000001010011100101

2.5Составление структурной таблицы переходов-выходов


Таблица 8. Структурная таблица переходов-выходов

функции выходаy1y2y3y4y5состояния000001010011100101входные сигналы1001100000x1010_x1101 x2011_ x2 x3100____x2 x3101_ x4101 _ x4 x5101 x4 x5011

2.6Построение функций выхода автомата Мура


Функции выхода автомата Мура:

_ _ 1= ?1?2?3

_ _2= ?1?2?3

_ 3= ?1?2?3

_ _4= ?1?2?3

_5= ?1?2?3


2.7Построение функций возбуждения автомата Мура на T-триггерах


Таблица 9. Таблица истинности T-триггера

состояниевходной сигнал01001110

Таблица 10. Функции возбуждения автомата Мура на T-триггерах

функции выходаy1y2y3y4y5состояния000001010011100101входные сигналы1001111101x1011_x1100 x2001_ x2 x3110____x2 x3111_ x4001 _ x4 x5001 x4 x5111

Таким образом, получаем входные сигналы для T-триггеров:

___ _ _ _ _ ___ _ _

T1= ?1?2?3x1+?1?2?3x2+?1?2?3x4x5+?1?2?3+?1?2?3

___ _ ___ ___ _

T2= ?1?2?3x1+?1?2?3x2+?1?2?3x4x5+?1?2?3

___ _ ___ _ _ ___ _ _ _

T3= ?2?3+?1?2+?1?2?3x1+?1?2?3x2x3+?1?2?3+?1?2?3x2

2.8Построение логической схемы автомата Мура


Логическая схема автомата Мили представлена в приложении 2.

Заключение


Построение автоматов было произведено успешно, моделирование с помощью компьютера показало правильную работу автоматов.

Автомат Мура, построенный по данной ГСА, имеет чуть меньше элементов, чем автомат Мили, построенный по той же ГСА.


Таблица 10. Сравнительный анализ элементов автоматов

Логический элементКол-во элементов в автоматеМилиМураЭлемент памяти (T)33Инвертор (НЕ)53Двухвходовой конъюнктор (И)34Трёхвходовой конъюнктор (И)68Четырехвходовой конъюнктор (И)54Пятивходовой конъюнктор (И)53Двухвходовой дизъюнктор (ИЛИ)20Четырехвходовой дизъюнктор (ИЛИ)21Пятивходовой дизъюнктор (ИЛИ)11Шестивходовой дизъюнктор (ИЛИ)01Всего элементов3229

Список литературы


1.Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. - М. Высшая школа. 1987, 272 с.

2.Самофалов К.Г. Прикладная теория цифровых автоматов. - К. Высшая школа. 1987, 375 с.

.Прикладная теория цифровых автоматов. Часть 3. Логические основы и абстрактная теория автоматов: Методические указания к лабораторным работам / Смирнов Г.Б. - Екатеринбург, УГТУ, 1996, 32 с.

.Прикладная теория цифровых автоматов. Часть 4. Проектирование цифровых автоматов с памятью: Методические указания к лабораторным работам / Смирнов Г.Б. - Екатеринбург, УГТУ, 1996, 28 с.

.Прикладная теория цифровых автоматов. Часть 4. Построение и моделирование логических схем в пакете "LCS": Методические указания к лабораторным работам/ Смирнов Г.Б. - Екатеринбург.

Приложение 1


Схема автомата Мили:


Приложение 2


Схема автомата Мура:


Синтез цифрового автомата с памятью Оглавление Задание на курсовое проектирование Основная часть

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ