Реферат: Цифровой автомат

--PAGE_BREAK--Таблица1


Состояние автомата

а
Состояние триггеров
Q2

Q1

Q0

a0







a1





1

a2



1



a3



1

1

a4

1








4.4.  Таблица функционирования цифрового автомата.

Функционирование цифрового автомата представлено в табл.2
                                                                            Таблица 2



Текущее состояние

Следующее состояние

Усл. перехода

Сигналы управления триггеров

а

Q2

Q1

Q0

a

Q2

Q1

Q0

T2

T1

T0

a0







a1





1







S0

a1





1

A3



1

1





S1



A1





1

A2



1



x



S1

R0

a2



1



a4

1





<img width=«15» height=«17» src=«ref-1_465006719-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

S2

R1



a3



1

1

a4

1







S2

R1

R0

a4

1





a0









R2




    продолжение
--PAGE_BREAK--


Из  состояния а0 выполняется  безусловный переход в состояние а1, при котором триггер Т0 переходит из нулевого состояния в состояние единичное. Поэтому активный логический уровень необходимо подать на вход S

Из состояния а1, при условии х выполняется переход в состояние а3. При котором триггер Т1 переходит из нулевого состояния в единичное, поэтому необходимо подать управляющий сигнал S1.

Из состояния а1 при условии <img width=«15» height=«17» src=«ref-1_465006719-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027"> выполняется переход в состояние а1. При котором триггер Т1 меняет свое состояние на 1, а триггер Т0 с 1 на 0, поэтому необходимо подать управляющие сигналы S1, R0.

Из состояния а2 выполняется безусловный переход в состояние ша4. При котором триггер Т2 переходит из состояния 0 в единичное, а триггер Т1 из единичного в нулевое поэтому необходимо подать управляющие сигналы S2R1.

Из состояния а3 выполняется безусловный переход в состояние а4 при котором триггер Т2 переходит из состояния 0 в 1 состояние., а триггеры Т1, Т0 из 1 в 0 состояние, поэтому необходимо подать управляющие сигналы S2, R1, R0.

Из состояния а4 выполняется безусловный переход в состояние а0 при котором триггер Т2 переходит из состояния 1 в 0, Ю поэтому необходимо подать управляющие сигналы R2.
4.5.      Функции возбуждения триггеров и формирование выходных сигналов.
Запишем логические выражения для сигналов Y: Y1=a1, Y2=a2,Y3=a3,Y4=a4.

Сигналы управления триггеров запишем как простую дизъюнкцию конъюнкцией текущего состояния и условия перехода при которых эти сигналы получаются.

S2=a2Úa3; R2=a4

<img width=«21» height=«2» src=«ref-1_465007062-76.coolpic» v:shapes="_x0000_s1278">S1=a1хÚa1x=а1;

R1=a2Úa3

S0=a0;

R0=a1xÚa3


4.6.      Структурная схема управляющего устройства.
Структурная схема УУ состоит из трех RS-триггеров, дешифратора, комбинационного узла.

Триггеры служат для кодирования состояний автомата. Дешифратор преобразует двоичные коды в активный логический уровень на одном из своих выходов, номер которого соответствует состоянию автомата.

Комбинационный узел служит для формирования выходных сигналов и сигналов управления триггерами.

Структурная схема представлена на рис.6
Указать режим работы дешифратора и используемые входы и выходы. Логические элементы и микросхемы пронумеровать и указать их количество и тип. Выводы всех микросхем и элементов должны быть пронумерованы

Проверка переходов цифрового автомата.

4.7. Проверка переходов ЦА

Возможные переходы цифрового автомата представлены в табл.3.
Таблица 3


Состояние автомата

Т2

Т1

Т0



S2

R2

S1

S1

S0

R0

a0























1



a1













T2

T1

T0


A3
x=1



S2

R2

S1

S1

S0

R0







1







Х=0



















1





1





1





1



1



A2

a4













1





1







А0



1





















a4














    продолжение
--PAGE_BREAK--


В исходном состоянии а0 = 1, при этом на триггер Т0действуют управляющие сигналы S=1 и R=0. На триггер Т1 действуют управляющие сигналы S1=R1=0,.на триггер Т2 действуют управляющие сигналы S2=R2=0. Под действием таких управляющих сигналов триггер Т0переходит в единичное состояние, триггер Т1 и Т2 остаются в исходном нулевом состоянии и автомат в целом переходит в состояние а1. При а1=1 на триггер Т1 действуют управляющие сигналы S0,R1. На триггер Т1  действуют управляющие сигналы S1, R, на триггер Т2 действуют управляющие сигналы S2,=R2=0. Под действием таких управляющих сигналов триггер Т0, переходит в нулевое состояние, триггер Т1 в единичное состояние, триггер Т2 остается в нулевом состоянии и автомат в целом переходит в состояние а2.

<img width=«21» height=«2» src=«ref-1_465007062-76.coolpic» v:shapes="_x0000_s1448">При а2=1 и х1=0 (х1) на триггер Т0действуют управляющие сигналы S0= R0=0, на триггер Т1 действуют управляющие сигналы S0, R1, на триггер Т2 действуют  управляющие сигналы S2, =1,R2=0, Под действием таких управляющих сигналов триггер Т0 остается в нулевом состоянии, триггер Т1  переходит в нулевое состояние и триггер Т2 переходит в единичное состояние и автомат в целом переходит в состояние а4.

При а2=1 и х=1 на триггер Т0  действуют управляющие сигналы S0=1, R0 =0 и триггер Т0  переходит в единичное состояние, на триггеры T1 и T2  действуют управляющие сигналы S1=R1 = S2=1=R2 =0, т.е. эти триггеры не меняют свое состояние. Автомат в целом переходит в состояние а3.

Если а3=1, то на триггер T0 действуют управляющие сигналы S0=1, R0 =0 и триггер T0 переходит в единичное состояние; на триггер T1  действует управляющие сигналы S1=0, R1 =1, триггер T1  переходит в нулевое состояние. На триггер T2  действуют управляющие сигналы S2=1, R2 =0 и триггер T2  переходит в единичное состояние. Автомат в целом переходит в состояние а4.

При а4=1 и х2=0 на триггер T0  действуют управляющие сигналы S0=R0 =0 и триггер T0  остается в нулевом состоянии. На триггер T1  действуют управляющие сигналы S1=1, R1 =0 и триггер T1  переходит в единичное состояние. На триггер T2  действуют управляющие сигналы S2=0, R2 =1 и триггер T2  переходит в нулевое состояние. Автомат в целом переходит в состояние а2

При а4=1 и х2=1 на триггер T0  и T1 действуют управляющие сигналы S0=R0 = S1=R1=0 и и состояние этих триггеров не меняется. На триггер T2  действуют управляющие сигналы S2=0, R2=1 и триггер T2 переходит в нулевое состояние. Автомат в целом переходит в состояние а0.




4.7.      Проверка функционирования цифрового автомата.
Функционирование цифрового автомата проверить на примере массива данных состоящей из шести элементов. Элементы массиваA=5, B=2, x=2. Функционирование цифрового автомата представлено в табл.4


R
1

R

R3

R4

Sm1

Sm2

Выполняемая операция

0011











y1:R1ßx



0011









y2:R2ßB





0101





0011-0101 = 0010

y3:R3ßA

Sm1:x – A

X=1











0011+

0011 =

0010

Y5 режим Sm2:x+B







0110





Y6:R4ßSm2

R
1

R

R3

R4

Sm1

Sm2

Выполняемая операция

1000











y1:R1ßx



0011









y2:R2ßB





0101



1000 – 0101 = 0011



y3:R3ßA

Sm1:x – A

X=0











1000 – 0011 = 0101

Y4:pem”-“

Sm2:x-B







0101





Y6:R4ßSm2




ПРИЛОЖЕНИЕ

       Микросхема типа «К155ИД1»

Дешифраторы предназначены для преобразования двоичного кода в направлении логического уровня, направляющееся в этом выходном провода, десятичный номер которого соответствует двоичному коду.

Микросхема ИД1-это двоично-десятичный высоковольтный дешифратор. Логическая структура, цоколевка, и условное обозначение приведены на рис.1. Он предназначен для преобразования двоичного кода в десятичный и управления цифрами газоразрядного индикатора. Дешифратор состоит из логических схем, выполненных на элементах ТТЛ и десяти высоковольтных транзисторах, у котрорых переход подложка – скрытый слой коллектора на определенном уровне. Он принимает входной четырехразрядный код Ā0… Ā3 (активные уровни низкие) и выдает напрвление низкого уровня по одному из 10 выходов Y…Y9, на вход Ā0… Ā3 поступают числа 0т 0 до 9 в двоичном коде, при этом открывается соответствующий транзистор. Коды эквивалентные числам от 10 до 15,. Дешифратор не отображает. Состояния дешифратора представлены в табл.2.
<img width=«261» height=«226» src=«ref-1_465007214-2414.coolpic» v:shapes="_x0000_s1469 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457 _x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468">        3
        6
        7
        4
5-питание; 12-общий

Структура, условное обозначение и цоколевка микросхемы ИД1

Состояние дешифратора ИД1

Входы

Входы с низким уровнем «0»

Ā3

Ā2

Ā1

Ā0

















1

1





1



2





1

1

3



1





4



1



1

5



1

1



6



1

1

1

7

1







8

1





1

9

1



1



Все входы отключены

1



1

1

1

1





1

1



1

1

1

1



1

1

1

1



К155ИЕ15

Счетчиком называют устройств, предназначенное для подсчета числа импульсов поданных на вход.

Микросхема ИЕ15 – асинхронный двоичный счетчик. Логическая структура, цоколевка, условное обозначение представлены на рис. Он состоит из четырех триггеров. Если выход первого триггера не соединен с другими триггерами, можно осуществить два режима работы.

        В режиме четырехразрядного двоичного счетчика входные тактовые импульсы должны подаваться на вход Č0первого триггера, а его выход Q(выход 6). Тогда одновременное деление на 2, 4, 8, 16 выполняется по выходам Q…Q3.

В режиме трехразрядного двоичного счетчика выходные тактовые импульсы подают на вход С1… Первый триггер можно использовать для деления .




<img width=«299» height=«265» src=«ref-1_465009628-2242.coolpic» v:shapes="_x0000_s1486 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477 _x0000_s1478 _x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485">



17 – питание; 7-общий

Структура, условное обозначение и цоколевка микросхемы ИЕ15
<img width=«348» height=«303» src=«ref-1_465011870-2363.coolpic» v:shapes="_x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1507 _x0000_s1489 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506">



<img width=«50» height=«2» src=«ref-1_465014233-77.coolpic» v:shapes="_x0000_s1508">16-питание; 8-общий


Минэнерго РФ

Белгородский индустриальный колледж

(БИК)
Группа 31ÀÝÑ11

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

2004.004807.012.ÏÇÊÏ

по дисциплине «Âû÷èñëèòåëüíàÿ òåõíèêà»
на тему:  Öèôðîâîé àâòîìàò.                                    


Студент                                                  /Êîíäðàòîâ À.Ñ./

Руководитель проекта                          /Ôåîêòèñòîâà Â.Í./
Оценка защиты проекта             

Принял                                           /Ôåîêòèñòîâà Â.Í./
2000

СОДЕРЖАНИЕ
1.   Структурная схема цифрового автомата                       1

2.   Алгоритм функционирования цифрового автомата в 
микрооперациях.                                                              2

3.   Структурная схема операционного устройства.           4

4.   Синтез цифрового автомата.                                           5

4.1          Алгоритм функционирования цифрового автомата в микрокомандах.                                                            5

4.2          Граф функционирования цифрового автомата.                6

4.3          Кодирование состояний.                                             7

4.4          Таблица функционирования цифрового автомата.  8

4.5          Функции возбуждения триггеров и формирование выходных сигналов.                                                       8

4.6          Структурная схема управляющего устройства.               9

4.7          Проверка переходов цифрового автомата.                        10

4.8          Проверка функционирования цифрового автомата.        12

5      Приложение                                                                  14

6      Литература                                                                    17



6.     Список использованных источников:
Б.М. Каган «Электронно-вычислительные машины и системы». М., Энергоатомиздат. 1991

«Цифровые интегральные микросхемы» Справочник под редакцией М. И. Богданович. Минск., «Беларусь» 1991

<img width=«38» height=«2» src=«ref-1_465014310-83.coolpic» v:shapes="_x0000_s1587"> <img width=«38» height=«2» src=«ref-1_465014310-83.coolpic» v:shapes="_x0000_s1588"> <img width=«182» height=«14» src=«ref-1_465014476-177.coolpic» v:shapes="_x0000_s1589">     продолжение
--PAGE_BREAK--