ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.06.2025
Просмотров: 4517
Скачиваний: 2
Глава 8. Синхронные драйверы
Теперь необходимо установить соответствие между значениями логической переменной, хранящимися в JK-триггерах, и 4 состоя ниями. Можно выбрать произвольную последовательность кодовых слов. В частности нет необходимости быть привязанным к однокомпонентным переходам, так как благодаря применению тригге ров в цепи обратной связи двухкомпонентные переходы проблемы не представляют. Сигналы на входах триггеров считываются только после их стабилизации тактовым сигналом. Но, зачастую, кодиро вание состояний с помощью однокомпонентных переходов ведет к более простой схеме.
Выбираем для кодирования хранящиеся в обоих JK-триггерах значения Zi^ так как это показано в табл. 8.2. При определенных обстоятельствах какое-либо другое кодирование может привести к более простой схеме.
Таблица 8.2. Кодирование состояний.
состояние |
Zl |
Z2 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
3 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
Ц^ля реализации схемы необходимо спроектировать драйверы SN1 и SN2. С целью получения более простой схемы могут быть так же использованы инвертирующие выходы триггеров.
8.1.4. Формирование таблицы последовательности состояний
Таблицу последовательности состояний можно получить путем счи тывания данных из диаграммы состояний, показанной на рис. 8.2. Действовать можно в соответствии с порядком, который был при менен для асинхронных схем. У синхронных драйверов отдельные состояния, имеющие индексы m и m 4-1, различаются на один так товый период. В таблицу (табл. 8.3) внесены выходные сигналы Mi, М2 и Мз, предназначаемые для трех электромеханических устройств
и последовательных состоянии z |
n+l |
^m+l |
ZQ , зависящие от входных |
||
величин т^, ^^ и z!^ |
||
,rr |
||
о |
8.1.5.Формирование таблицы запуска и таблицы выходных сигналов
Теперь следует составить уравнения р^ля входных сигналов JK-триг- геров, а именно для Ji, i^i, J2 и К2» Для этого было бы полезно отме-
8Л. Синтез драйверов (пример 1)
нить те значения J и К^ которые при данном значении переменной состояния z'^ необходимы для получения желаемого состояния по следовательности z'^'^^.
Таблица 8.3. Таблица состояний при управлении электромеханическими устройствами
г^ |
т |
т |
^1 |
^0 |
Ml |
М2 |
Мз |
^1 |
^0 |
||||||
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Если, например, должно оставаться состояние z'^ = О, этого можно достичь с помощью установки J = О при произвольном К. Пусть К = I означает «возврат в исходное состояние» и К = О «за поминание». Оба значения ведут к получению z'^ = 0. Аналогичные размышления приводят к другим величинам, которые всегда содер жат степень свободы.
Таблица 8.4. Запуск JK-триггера в зависимости от старого и нового со
стояний. |
||||
0 ^ |
^т+1 |
J |
к |
описание |
0 |
0 |
0 |
d |
запоминание или возврат в исходное состояние |
0 |
1 |
1 |
d |
смена или установка |
1 |
0 |
1 |
d |
смена или установка в исходное состояние |
1 |
1 |
d |
0 |
запоминание или возврат в исходное состояние |
Значение из табл. 8.4 вносятся в KB-диаграмму, которая может быть разработана на основе табл. 8.3 последовательности состояний.
Для функций запуска JK-триггеров, которые описывают логиче скую схему SN1, считываем из диаграммы Карно-Вейга. (табл. 8.5):
Jo = ^г'^-гГ |
(8.1) |
Jl = -.r'^z^ |
(8.2) |
Ко = r"^ у z'P =-^ (-г^-^Г) = -Jo |
(8.3) |
Ki=r'^y ^z^ = - br'^z^) = -Jl |
(8.4) |
2 24 Глава 8. Синхронные драйверы
Таблица 8.5. KB-диаграмма для функций запуска JK-триггеров и выход ные функции.
JiKi |
JoKo |
JiKi |
JoKo |
MiMiMi |
MiMzMj |
|
1 Od |
Id |
Od |
Od |
111 |
000 1 |
|
Id |
do |
Od |
dl |
! oil |
000 |
|
1 dO |
dl |
dl |
dl |
010 |
000 1 |
'zo |
1 dl |
Od |
dl |
Od |
110 |
000 1 |
'z\ |
Из KB-диаграммы можно такое получить и выходные функции, которые реализованы в логической функции SN2:
Ml |
= |
^г"*- |
(8.5) |
-z^ |
|||
М2 = |
-пг"* |
(8.6) |
|
Мз = |
-r^'-zj" = Jo |
(8.7) |
|
& |
|
/^ |
& |
zo Л
ги
-iZo
CLK.
- i Zi
CI <f |
K. |
A^ |
|
d r |
IK |
||
Г |
IJ |
Jx |
|
d r |
CI < |
Ks |
Hdi |
IK |
Мг
Рис. 8.4. Схема управления электромеханическими устройствами.
Мы ВИДИМ, что уравнение для JQ И М З идентичны. Поэтому тре буется только лишь реализовать соответствующий И-вентиль. Так-
8.2. Синтез драйверов (пример 2) 225
же целесообразным является использование упрощений Ki = -•Ji и
8.2. Синтез драйверов (пример 2)
8.2.1. Постановка задачи
Пусть необходимо разработать схему управления светодиодами, по которой циклически проходят сигналы красный-красный и желтый- зеленый-желтый-красный. Процесс переключения должен управлять ся тактовым сигналом. Схема должна быть выполнена на D-триг- герах в соответствии с рис. 8.5. Схема управляет светодиодами на прямую. По этой причине предусмотрены три D-триггера, хотя р^ля реализации четырех состояний хватило бы двух D-триггеров. Речь поэтому идет о драйвере Мура, в котором логическая схема SN2 упростилась до уровня сквозных соединений. Схема не имеет дру гих входов, кроме тактового входа CLK.
SN1
^
красный |
D: |
г ID |
zo
CLK
-iZz
-^ 1
Zo
-iZo
Гс И
Di
гID
Г ей
D.
г ID
ГС Н
Рис . 8.5. Структура драйвера.
8.2.2. Составление диаграммы состояний
Диаграмма состояний схемы управления светофором составляется очень просто, поскольку переходы между состояниями происходят при каждом такте и входная переменная не является условием J\RR
Глава 8. Синхронные |
драйверы |
подобного перехода. Как показано на рис. 8.6, диаграмма имеет кру говой характер. Проходятся только 4 из 8 возможных состояний.
Рис. 8.6. Диаграмма состояний для схемы управления светофором (в круж ках ^Г, ^Г, ^о').
8.2.3. Составление таблицы последовательности состояний
Таблица последовательности состояний (табл. 8.6) выведена из диа граммы состояний. Внесены только 4 состояния, подлежащие про хождению за цикл. Четыре неиспользуемых состояния в настоящий момент не учитывается. Но необходимо убедиться, что драйвер по сле включения, при котором он может войти в какое-либо произ вольное состояние, через несколько тактов перейдет в нормальный цикл. Позже это должно быть проконтролировано.
Таблица 8.6. Таблица последовательности состояний для схемы управле ния светофором.
гп |
^0 |
^гп + 1 |
^т + 1 |
^0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
8.2.4.Разработка логической схемы для запускающих сигналов
Для разработки логической схемы, выдающей запускающие сигна лы трех D-триггеров, разрабатываются на основе таблицы последо вательности состояний три KB-диаграммы. Это просто, поскольку D-триггер значение, которое присутствует на D-входе, запоминаем как следующее состояние: Di = z^'^ . Значениея для пока неиспользующих состояний устанавливается произвольно (d).
Из рис. 8.7 выводим следующие уравнения для запускающих сигналов:
D2 |
_ „m+l _ |
^z'P^z^ V |
^т |
^т |
(8.8) |
••^2 |
""^О |
8.2. Синтез драйверов (пример 2)
Di |
= |
2^"+^ = |
(8.9) |
|||||||
Do |
^m+1 — Zi |
Z2 |
(8.10) |
|||||||
02= гг" |
Di^zi" |
Z2 |
||||||||
d |
1 |
0 |
1 |
d |
0 |
0 |
1 |
|||
го™ |
0 |
d |
d |
d |
Zo |
{ |
1 |
d |
d |
d |
4^ |
. ^ |
V — . . _ |
^ . |
> |
||||||
Z\ |
||||||||||
Do-=zo" |
22 |
|||||||||
d |
0 |
1 |
0 |
j |
||||||
zo { |
0 |
d |
d |
d |
||||||
Рис. 8.7. KB-диаграмма для минимизации логической схемы на основе D- триггеров.
8.2.5.Полная таблица состояний
Теперь на основе уравнений управляющих сигналов могут быть установлены последовательности для пока неиспользованных состо яний 000, 011, 101 и 111. Полная таблица состояний (табл. 8.7) со ставлена при условии использования этих состояний.
Таблица 8.7. Полная таблица последовательности состояний для схемы управления светофором.
т |
^т |
m + l |
|||
^2" |
^1 |
ZQ |
^2 |
^ 1 |
^0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |