Анализ дискретных автоматов без памяти. Анализ дискретных автоматов с памятью на триггерах (Глава 2 учебного пособия "Основы электронной вычислительной техники и программирования"), страница 4

Если автомат окажется, допустим, в момент включения питания, в состоянии 00, то наличие состязаний элементов памяти вызовет установку его в 01 или 10.

Принимая внутреннее состояние 01 за “0”, а внутреннее состояние 10 за “1” можно считать, что вход  выполняет функцию входа R (установка в “0”), а вход  – функцию входа S (установка в “1”). В этом случае выход  – инверсный выход, а выход  – прямой.

Такой автомат называется Е-триггером, его особенностью является то, что при одновременном воздействии входных сигналов  и  устойчивое внутреннее состояние не изменяется.

Е-триггер относится к классу триггеров с раздельной установкой нуля и единицы.

Пример 2.11. Определить, как функционирует схема, приведенная на рис.2.20,д.

Решение. Данный автомат имеет два входа ( и ) и два выхода ( и ). Оба логических элемента охвачены обратными связями, следовательно, задержки в них являются существенными. Автомат имеет два элемента памяти типа задержки. С целью упрощения анализа и уменьшения числа столбцов в таблице переходов разорвем обратную связь в точке (1) и, учитывая одну существенную задержку, представим схему автомата так, как показано на рис.2.20,е.

Функции выходов и переходов запишем в виде:

.

Анализируемый автомат является автоматом Мура. Построим отмеченную таблицу в виде карты Карно (рис.2.20,ж). Она имеет два столбца, так как у автомата учитывается лишь один элемент памяти. Затем строим граф переходов автомата (рис.2.20,з). Из таблицы и графа переходов видно, что автомат имеет два устойчивых внутренних состояния 0 и 1, причем оба они устойчивы при действии комбинации входных сигналов . Переход из 0 в 1 осуществляется под действием комбинаций входных сигналов ; обратный переход осуществляется под действием . Выходы автомат имеет парафазные, и каждый из них в состояниях 0 и 1 принимает противоположные значения.

Анализируемый автомат представляет собой RS-триггер с инверсным входом S, на который поступает входной сигнал , и входную логику на входе R (). Условное графическое обозначение этого триггера показано на рис.2.20,и.

2.13  Анализ дискретных автоматов с памятью на триггерах

Особенностью анализа дискретных автоматов с памятью на триггерах является то, что непосредственно по схеме можно определить лишь функции выходов и функции возбуждений. Функции переходов, в зависимости от типа применяемого триггера, определяются по соотношениям, описанным в параграфе 2.9.

Если заранее не известно, в какой последовательности подаются комбинации входных сигналов, то необходимо при анализе учитывать все сигналы, поступающие на входы автомата, а это, в свою очередь, делает анализ громоздким. В этом случае анализ автомата будет полным. Некоторые сигналы никогда не подаются на триггер одновременно, например, сигналы записи нуля и записи единицы в тот  же триггер. В этом случае целесообразно установить назначение входов и не рассматривать при анализе те, назначение которых очевидно. Это упрощает анализ автомата, но в этом случае он будет неполным.

Пример 2.12. Выполнить анализ схемы, показанной на рис.2.21,а.

Решение. Вначале целесообразно пронумеровать триггеры и обозначить сигналы, снимаемые с их выходов. Выходы автомата  и , функции их имеют вид

.

Анализируемый автомат – автомат Мура. Находим функции возбуждений элементов памяти:

Учитывая, что элементами памяти являются Т-триггеры, определяем функции переходов:

Рис.2.21.

Для простоты заполнения таблицы переходов представим ее в виде карты Карно и заполним по импликантам ДНФ функций переходов. Отмеченная кодированная таблица представлена на рисунке 2.21,б.

Отметив в ней клетки, соответствующие устойчивым состояниям, построим граф переходов (рисунок 2.21,в).

Теперь можно сделать следующие выводы: