Программная реализация последовательных схем на микроконтроллере К1-20: Методические указания к лабораторной работе № 4 по дисциплине “Микропроцессорные информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте”

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Содержание работы

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.

Похожие материалы

Информация о работе