Проектирование дискретного устройства и абстрактного автомата. Схема электрическая принципиальная дискретного устройства, страница 5

 

     0                                    0.1                                0.2                 t,мс

 U2

 

    0                                     0.1                                0.2                    t,мс

U_вых 

 

0                                     0.1                                0.2                    t,мс

Рис.9. Временные диаграммы для счетчика, преобразователя кодов и сумматора.                                   

На рисунке 9 изображены временные диаграммы работы счетчика, преобразователя кодов и сумматора. Были применены следующие обозначения:

U1 - уровень сигнала на входе счетчика;

Q1, Q2, Q3 - уровни сигнала на выходе счетчика, т.е. на входе преобразователя:

a1,a2,a3,a4 - уровни сигнала на выходе преобразователя кодов:

U2 - уровни сигнала на выходе делителя частоты:

U_вых - выходной сигнал.

Входам сумматора соответствуют  сигналы a1,a2,a3,a4 и U2.

Схема электрическая принципиальная дискретного устройства.

Схема дискретного устройства состоит из схем составных частей устройства, синтез которых описан выше. В качестве логических элементов я использовал элементы И, ИЛИ, НЕ     .

В счетчике и делителе частоты были применены JK-триг-геры, а для их циклического переключения необходимо получить напряжение логической единицы U₁. Это можно сделать, используя схему, изображенную на рисунке 10.

                                      

                                        1

 

      x                                                    &                     U₁      

     

Рис.10. Схема для получения напряжения логической единицы.

Все логические элементы я взял из 155-ой серии, их перечень приведен в спецификации. Резистор, конденсатор и логические элементы подобраны согласно справочникам, указанным в списке литературы.

Синтез абстрактного автомата.

Автомат - дискретное устройство, способное принимать различные состояния под воздействием входных сигналов, переходить из одного состояния в другое и вырабатывать выходные сигналы.

Абстрактный автомат  -   модель дискретного устройства с памятью.

Требуется графическим методом синтезировать синхронный автомат на D-триггерах, описанный таблицей переходов (табл. 1) и таблицей выходов (табл. 2).

Таблица 1.

	a1	a2
S0	S1	S0
S1	S2	S1
S2	S0	S3
S3	S3	S4
S4	S4	S2

Таблица 2. 

	a1	a2
S0	1	1
S1	1	1
S2	0	0
S3	0	0
S4	0	0

Для пяти состояний хватит трехразрядной кодировки состояний. Т.к. автомат синхронный, отпадает надобность в контроле за критическими состязаниями. Кодировка состояний для триггеров  A, B, C и D показана в таблице 3.

Таблица 3.

номер со-	Cостояния триггеров
стояния	A	B	C
S0	0	0	0
S1	0	0	1
S2	0	1	0
S3	0	1	1
S4	1	0	0