Цель работы – изучение и применение на практическом примере метода синтеза асинхронного конечного автомата с помощью кодирования состояний по столбцам таблицы переходов.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Асинхронные конечные автоматы относятся к классу многотактных устройств. Многотактное устройство отличается от комбинационного тем, что при одинаковых воздействиях на входах, на его выходе могут быть разные сигналы или их последовательности. Для реализации этого свойства многотактное устройство должно обладать памятью, т. е. способностью запоминать последовательности входных сигналов. В дискретных автоматах запоминание осуществляется с помощью цепей обратной связи (ОС) или специальных элементов памяти (ЭП).
|
|
|
|
|
|
у1,…,уk – сигналы в цепях ОС (внутренние переменные);
Z1,…,Zm – сигналы на выходе устройства.
Для примера рассмотрим многотактную схему реализованную на релейно-контактных элементах (рис. 2). ОС в схемах на релейно-контактных элементах организуется введением в цепи включения реле Yj его собственного контакта yj. Такую цепь принято называть цепью самоблокировки.
Пусть в исходном состоянии кнопки К1 и К2 не нажаты, и реле выключены ( X1 = X2 = 0; Y1 = Y2 = 0 ). После нажатия кнопки К2 включаются реле X2, Y1. Реле Y1 своим контактом у1 подготавливает цепь самоблокировки. Кроме того на выходе схемы появится сигнал единицы (Z = 1). После отпускания кнопки К2 на входах схемы устанавливается исходное значение входных сигналов х1 = х2 = 0. Однако реле Y1 остается включенным по цепи самоблокировки и выходной сигнал z = 1. Таким образом, наличие в схеме ОС дало возможность запомнить факт нажатия кнопки.
Из приведенного примера видно, что для описания работы многотактной схемы недостаточно знать значения входных и выходных сигналов, необходимо знать и значения сигналов на выходе элементов памяти (в цепях ОС). Совокупность состояний цепей ОС (элементов памяти, внутренних реле) называют в н у т р е н н и м состоянием многотактной схемы. Общее число внутренних состояний при К цепях ОС равно 2к. Совокупность состояний ОС и входных сигналов называют п о л н ы м состоянием схемы.
Многотактные устройства делятся на два класса: синхронные и асинхронные.
Работа синхронного автомата зависит от специальных сигналов, поступающих от независимого источника синхронизации, что обусловливает его надежную работу. В отличие от синхронного в асинхронном автомате все изменения обуславливаются изменением сигнала на входе.
Следовательно, длительность входного воздействия должна быть такой, чтобы обеспечивалось надежное изменение внутреннего состояния автомата. Переход от такта к такту происходит либо за счет изменения внутреннего состояния входного воздействия, либо за счет изменения внутреннего состояния автомата. Обычно принимают, что переход от такта к такту происходит мгновенно, т. е. время реагирования всех элементов памяти является одинаковым (однотактный переход). В общем случае, в течение неизменяемого входного сигнала автомат может несколько раз изменить свое внутреннее состояние (многотактный переход).
В асинхронном автомате различают два вида тактов – устойчивый и неустойчивый.
У с т о й ч и в ы м называется такт работы автомата, в котором не создается условий для изменения его внутреннего состояния. Длительность такого такта определяется моментами входного воздействия.
Н е у с т о й ч и в ы м называется такт, в котором создаются условия для изменения внутреннего состояния автомата. Длительность такого такта определяется временем реагирования элементов памяти. В связи с этим говорят, что в неустойчивом такте автомат находится в неустойчивом состоянии, а в устойчивом такте – в устойчивом состоянии.
Наиболее распространенным способом задания асинхронного конечного автомата (АКА) является таблица переходов (ТП) и таблица выходов (ТВ).
В качестве примера представлены ТП (табл. 1) и ТВ (табл. 2). Столбцы этих таблиц соответствуют различным состояниям входа автомата, строки – внутренним состояниям автомата.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
