Вариант работы



Термин «Конечный автомат» - общее название последовательностных схем. «Конечный» - указывает на конечное количество состояний последовательностного устройства.

«Тактируемый» - указывает на тот факт, что элементы

---

памяти в конечном автомате (триггеры) имеют тактовый вход.

«Синхронный» - означает, что все триггеры используют один и тот же тактовый сигнал. Состояние такого конечного автомата изменяется только в тот момент дискретного времени, когда в тактовом сигнале происходит переключающий переход (разрешающий сигнал).

1. 
   Определим тип синхронного тактируемого конечного автомата и опишем его структурную схему.
   

Работа гирлянды должна быть следующей: последовательное непрерывное (циклическое) выполнение циклов 1, 2, 3.

Цикл 1: «Бегущий огонь»

1. 
   й такт: включены светодиоды 10 и 11;
   
2. 
   й такт: выключены светодиоды 10 и 11, включены светодиоды 7 и 8;
   
3. 
   й такт: выключены светодиоды 7 и 8, включены светодиоды 4 и 5;
   
4. 
   й такт: выключены светодиоды 4 и 5, включены светодиоды 1 и 2.
   

Цикл 2: «Мигание» 7 раз




Один такт: включены светодиоды 1, 3, 5, 7, 9, 11;

Следующий такт: включены светодиоды 2, 4, 6, 8, 10;

Переключение повторить 7 раз.

Цикл 3: «Бегущий огонь»




Аналогично 1-му циклу в обратном порядке.

…4-ый такт: все светодиоды выключены. Возвращение к 1 циклу.

2. 
   Опишем состояния системы и составим диаграмму состояний. А – горят светодиоды 10 и 11;
   

Б – горят светодиоды 7 и 8; В – горят светодиоды 4 и 5; Г – горят светодиоды 1

---

и 2;

Д – горят светодиоды 1, 3, 5, 7, 9, 11;

Е – горят светодиоды 2, 4, 6, 8, 10; Ж - все светодиоды выключены.

Количество выходных состояний системы (А..Ж) – 7.

Количество внутренних состояний системы (количество тактов полного цикла работы) – N = 22.

Количество триггеров в счетчике – 5 – определяется количеством необходимых внутренних состояний (N = 22) как округление до ближайшего большего целого числа log₂ ???? = log₂ 22

Диаграмма состояний изображена на рисунке 1.




Рисунок 1 Диаграмма состояний

3. 
   Составим таблицу состояний счетчика (зеленая) и таблицу истинности комбинационной части (синяя).
   

N такта	Таблица состояний (счетчик)					Таблица истинности (светодиоды)
	Q4	Q3	Q2	Q1	Q0		Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7	Y8	Y9	Y10	Y11
0	0	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
1	0	0	0	0	1		0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0
2	0	0	0	1	0		0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0
3	0	0	0	1	1		1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
4	0	0	1	0	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
5	0	0	1	0	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
6	0	0	1	1	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
7	0	0	1	1	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
8	0	1	0	0	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
9	0	1	0	0	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
10	0	1	0	1	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
11	0	1	0	1	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
12	0	1	1	0	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
13	0	1	1	0	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
14	0	1	1	1	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
15	0	1	1	1	1		0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
16	1	0	0	0	0		1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
17	1	0	0	0	1		1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
18	1	0	0	1	0		0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0
19	1	0	0	1	1		0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0
20	1	0	1	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
21	1	0	1	0	1		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
22	1	0	1	1	0		Первое запрещенное состояние, возврат к такту № 0
23-31	Запрещенные состояния, отсутствуют в счетчике, т. к. счетчик принудительно обнуляется после такта № 21

---

Таблица 1

Комбинационная часть заполняется следующим образом: если в соответствующем такте светодиод ????_???? включен, то ставят 1, если выключен – 0.

4. 
   Реализуем схему счетчика в программе Multisim 12.0 на JK-триггерах, коэффициент пересчета = 22, счетчик с последовательным переносом.
   

Схема 1 Счетчик на JK-триггерах



Счетчик на

JK-триггерах.ms12

5. 
   Выполним синтез комбинационного устройства управления светодиодом № 1.
   

Таблица истинности является недоопределенной, т. к. определена не для всех возможных комбинаций входных переменных. В этом случае для минимизации можно задавать произвольные значения функции для несуществующих комбинаций входных переменных – так, чтобы добиться наилучшей минимизации.

Составление СДНФ и её минимизация представлены на рисунке 2.




Фрагмент схемы для светодиода № 1.ms1


Рисунок 2 СДНФ и минимизация для светодиода № 1

• 
  NQ4 & Q2 & NQ0 – 3И – 74LS11D;(1)
  
• 
  NQ4 & Q3 & NQ0 – 3И – 74LS11D;(2)
  
• 
  Q4 & NQ3 – 2И – 74LS08D;(3)
  
• 
  NQ2 & NQ1 – 2И – 74LS08D;(4)
  
• 
  NQ4 & NQ3 & NQ2 – 3И – 74LS11D;(5)
  
• 
  Q1 & Q0 – 2И - 74LS08D;(6)
  
• 
  (3) & (4) - 2И - 74LS08D;(7)
  
• 
  (5) & (6) – 2И – 74LS08D;(8)
  
• 
  (1) | (2) – 2ИЛИ – 74LS32D;(9)
  
• 
  (7) | (8) – 2ИЛИ – 74LS32D;(10)
  
• 
  (9) | (10) – 2ИЛИ – 74LS32D;(11)
  

---

Схема 2 Фрагмент устройства для светодиода № 1

6. 
   Выполним синтез комбинационного устройства управления светодиодом № 2.
   

Составление СДНФ и её минимизация представлены на рисунке 3.




Фрагмент схемы для светодиода № 2.ms1




Рисунок 3 СДНФ и минимизация для светодиода № 2




Схема 4 Фрагмент устройства для светодиода № 2

7. 
   Выполним синтез комбинационного устройства управления светодиодом № 3 и 9.
   

Так как значения функции ????_???? светодиодов 3 и 9 идентичны, то фрагменты устройства для них получатся одинаковыми.

Составление СДНФ и её минимизация представлены на рисунке 4.

На основании расчетов из предыдущих пунктов сделаем то же самое для светодиодов № 5-11 и запишем только минимизированную ДНФ.



Фрагмент схемы для светодиода № 3 и 9.




Рисунок 4 Составление СДНФ и её минимизация для светодиодов №3 и 9


Схема 3 Фрагмент схемы для светодиодов № 3 и 9

8. 
   Выполним синтез комбинационного устройства управления светодиодом № 4.
   

Составление

---

Смотрите также файлы

• Методы цементирования скважин на шельфе.docx

• "Малімні талабы" зерттеуіні авторы Михай Чиксентмихай "Бастамажауапкейінгі рекет" Мерсер.docx

• Особенности взаимодействия волонтерских организаций с социально ориентированными нко.docx

• Решение по вступлению в законную силу является основанием для снятия с регистрационного учета Лемишка Галины Богдановны, дд. Мм. Гггг рождения, по адресу.docx

• История развития информатики.docx