6.1.7.6. «Методические указания по отдельным видам занятий»
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра: ”Автоматика и телемеханика на железных дорогах”
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СХЕМ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ К1-20
Методические указания к лабораторной работе №4 по дисциплине “Микропроцессорные информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте”
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1997
Цель лабораторной работы - изучение методов программной реализации последовательных схем (автоматов с памятью).
1. ТРИ СПОСОБА ЗАДАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СХЕМ
Последовательная схема или конечный автомат (КА) может быть задана одним из трех способов:
1. Графом переходов;
2. Таблицами переходов и выходов;
3. Булевыми функциями [1].
Рассмотрим их на примере автомата, имеющего один вход и один выход (рис. 1).
Рис.1
Алгоритм работы: лампа Zзагорится при числе нажатий кнопки X, кратном трем.
На рис.2 показан граф переходов состояний КА, представленного как автомат Мили.
Рис. 2
Вершины графа. соответствуют внутренним состояниям автомата, а дуги, обозначенные как Х/Z, переходам с соответствующим входом X и выходом Z. Состояния автомата имеют следующий смысл:
1 - начальное состояние, кнопка X отжата, лампа Zне горит(Х=0;Z=0);
2 - кнопка X нажата первый раз, лампа Z не горит (Х=1:Z=0);
3 - кнопка X отжата первый раз, лампа Zне горит (Х=0:Z=0);
4 - кнопка X нажата второй раз, лампа Zне горит (Х=1;Z=0);
5 - кнопка X отжата второй раз, лампа Zне горит (Х=0;Z=0);
6 - кнопка X нажата третий раз (число нажатий кратно трем),
лампа Z горит (Х=1;Z=1):
Другим способом задания алгоритма работы автомата является составление таблицы переходов (табл.1) и таблицы выходов (табл.2)
S |
X
0 1 |
|||
1 |
(1) 2 |
|||
2 |
3 (2) |
|||
3 |
(3) 4 |
|||
4 |
5 (4) |
|||
5 |
(5) 6 |
|||
6 |
1 (6) |
Таблица 1
S |
X
0 1 |
|||
1 |
0 0 |
|||
2 |
0 0 |
|||
3 |
0 0 |
|||
4 |
0 0 |
|||
5 |
0 1 |
|||
6 |
0 1 |
Таблица 2
Строки таблиц соответствуют внутренним состояниям S автомата, а столбцы - состояниям входа X. В клетках таблицы переходов указываются переходы автомата из одного состояния в другое, а в клетках таблицы выходов проставляются значения выхода 2, соответствующие состояниям автомата.
При аппаратной реализации автомата производится кодирование его состояний, составляются кодированные таблицы переходов (табл. 3) и выходов (табл.4).
S |
Y1 Y2 Y3 |
X
0 1 |
|||
1 |
0 0 0 |
(000) 001 |
|||
2 |
0 0 1 |
011 (001) |
|||
3 |
0 1 1 |
(011) 010 |
|||
4 |
0 1 0 |
110 (010) |
|||
5 |
1 1 0 |
(110) 111 |
|||
6 |
1 1 1 |
000 (111) |
|||
7 |
1 0 1 |
~ ~ |
|||
8 |
1 0 0 |
~ ~ |
Таблица 3
S |
Y1 Y2 Y3 |
X
0 1 |
|||
1 |
0 0 0 |
0 0 |
|||
2 |
0 0 1 |
0 0 |
|||
3 |
0 1 1 |
0 0 |
|||
4 |
0 1 0 |
0 0 |
|||
5 |
1 1 0 |
0 1 |
|||
6 |
1 1 1 |
0 1 |
|||
7 |
1 0 1 |
~ ~ |
|||
8 |
1 0 0 |
~ ~ |
Таблица 4
Затем вычисляются булевы функции для цепей включения элементов памяти и выходных цепей. В данном примере будем считать, что в качестве элементов памяти используются линии задержки (на рис.3 представлены карты Карно для функций Y1, Y2, Y3, Z ), тогда автомат будет задан следующей системой функций:
В соответствии с тремя способами задания конечных автоматов рассмотрим три способа их программной реализации.
В дальнейшем будем рассматривать способы программной реализации КА с использованием микроконтроллера К1-20 и языка ассемблер К-580.
Структура технических средств и программная модель микро-контроллера рассмотрены в [2], табл.1, табл.2, на рис.1. Для ввода и вывода входной и выходной переменных используется параллельный периферийный адаптер (ППА), обозначенный на структурной схеме и программной модели как Д58 [2]. Формирование входной переменной X и индикация выходной функции Z производятся любым из одиночных тумблеров и светодиодов, расположенных на лицевой панели лабораторного макета соответственно.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.