Курсовая работа: Синтез цифрового автомата

Необходимо рассчитать и построить схему цифрового автомата. Вариант задания – 25. Алгоритм функционирования схемы представлен на рисунке 1. Использовать микросхемы серии 561. Триггеры – ТВ1. Начальное состояние автомата – а₆ . Переход а₁ → а₃ .

Рисунок 1 -Алгоритм функционирования схемы

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовой работе содержит 19 страниц, 5 рисунков и 5 таблиц.

В курсовой работе проводится расчет и построение цифрового автомата, функционирующего в соответствии с заданным алгоритмом. При построении схемы используются микросхемы конкретной серии. В работе дано описание перехода автомата из одного состояния в другое.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие сведения о цифровом автомате

2. Расчет и построение схемы цифрового автомата

2.1 Кодирование состояний

2.2 Составление таблицы функционирования комбинационного узла автомата

2.3 Запись логических выражений

2.4 Описание выбранного дешифратора и триггера

2.4.1 Дешифратор

2.4.2 Триггер

2.5 Построение схемы и описание её работы на переходе а₁ → а₃

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

дешифратор триггер цифровой автомат

Выпускаемые в настоящее время микросхемы и устройства на их основе не могут охватить весь спектр технических задач. Инженерам и специалистам на различных предприятиях приходится часто решать вопросы, связанные с построением различных устройств, схем и модулей на основе интегральных микросхем. При решении подобных задач необходимо ориентироваться в различных сериях микросхем и знать основные принципы построения устройств на их основе.

Цифровые методы и цифровые устройства, реализованные на интегральных микросхемах разной степени интеграции, имеют широкие перспективы использования в цифровых системах передачи и распределения информации. На базе знаний в этой области основывается изучение сложных цифровых систем. Эти знания необходимы для будущих специалистов по разработке и эксплуатации вычислительной техники, а также различных автоматизированных устройств.

В данной работе рассмотрена задача построения по заданному алгоритму цифрового автомата, то есть некоторого логического устройства, содержащего элементы памяти (в нашем случае – триггеры). Автомат может использоваться для управления какими-либо узлами, для активизации процессов в других модулях. Заранее задан алгоритм работы, и нужно на базе микросхем массового производства построить устройство, функционирующее точно по алгоритму.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯО ЦИФРОВОМ АВТОМАТЕ

Цифровым автоматом называют дискретный преобразователь информации, способный принимать различные состояния, переходить под воздействием входных сигналов, или команд программы решения задачи, из одного состояния в другое и выдавать выходные сигналы. Автомат называется конечным, если множество его внутренних состояний, а также множества значений входных и выходных сигналов конечны.

Цифровые автоматы могут быть с "жесткой", или схемной, логикой и с логикой, хранимой в памяти. Различают два класса автоматов: асинхронные и синхронные.

Синхронный автомат характеризуется тем, что функционирует под управлением тактовых (или синхронизирующих) сигналов - ТС, с постоянной длительностью t ТС и постоянной частотой f ТС. Период следования сигналов ТС должен быть больше или равен времени, которое необходимо реальному автомату для перехода из одного состояния в другое.

В асинхронных автоматах длительность интервала времени, в течение которого остается неизменным состояние входных сигналов, является величиной переменной и определяется временем, которое необходимо автомату для установки соответствующих выходных сигналов и завершения перехода в новое состояние. Следовательно, асинхронный автомат должен формировать каким-нибудь подходящим способом сигнал о завершении очередного такта, по которому текущие входные сигналы могут быть сняты, после чего может начаться следующий такт, т.е. возможно поступление новых входных сигналов.

Для задания конечного автомата фиксируются три конечных множества:

- множество возможных входных сигналов:

X = {x₁ , x₂ , ..., x_m }(1)

- множество возможных выходных сигналов:

Y = {y₁ , y₂ , ..., y_k }(2)

- множество возможных внутренних состояний автомата:

A = {a₀ , a₁ , ..., a_n }(3)

Кроме того, на множестве состояний автомата фиксируют одно из внутренних состояний а₀ в качестве начального состояния.

Понятие состояние автомата используется для описания систем, выходные сигналы которых зависят не только от входных сигналов в данный момент времени, но и от некоторой предыстории, т.е. сигналов, которые поступали на входы системы ранее. Следовательно, цифровые автоматы относятся к последовательностным схемам, которые обладают памятью.

В настоящее время в классе синхронных автоматов рассматривают, в основном, два типа автоматов: автомат Мили и автомат Мура.

Закон функционирования автоматов Мили может быть задан следующим образом:

a _t+1 = f a _t , x _t (4)

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--