2. Синтез устройства управления (уу) с использованием принципа схемной логики

2.1. Построение схемы алгоритма.

При практическом построении цифрового автомата обычно задается его словесное описание. Затем следует процесс формализации задачи. В предлагаемой работе задание уже формализовано и представлено в виде алгоритма, где блок решение (символ - ромб) какой входной сигнал (признак) определяет условие перехода, блок процесс (символ -прямоугольник) определяет какие выходные сигналы при данном переходе должен сформировать автомат.

Схема алгоритма приведена на рис. 2.1.

у4, у6

у3

у1, у2, у5, у7

Рис. 2.1

2.2 Разметка состояний ЦА по алгоритму

Устройство управления (УУ) − это устройство последовательностного типа, которое имеет некоторое число устойчивых состояний. Для определения числа состояний УУ производят разметку алгоритма следующим образом.

Начало и конец отмечают символом а_0. Блок 1 является операторным блоком, поэтому символом а₁ отмечается вход следующим за ним блок 2 условного перехода по признаку х₂ . Затем выбирается следующий операторный блок- блок 4 и символом а₂ отмечается вход следующего за ним блока 5. Таким образом полученные отметки а₀, а₁, а₂ соответствуют состояниям устройства и таким образом УУ имеет 3 состояния.

2.3 Построение графа функционирования МПА

Состояния УУ в графе представляются узлами (изображаемыми кружками с записью внутри них обозначений соответствующих состояний). Дуги соединяющие узлы показывают возможные переходы из одного состояния в другое, на дугах записываются условия (признаки), поступающие на входы УУ с ОУ и МК которая должна выдаваться УУ. Отсутствие признака или МК обозначается знаком « - ». Граф синтезируемого УУ приведен на рис. 2.2.

Х₂ ; −

Х₂;Х₁; У_1,У_2, У_5, У₇

−; У_{4 ,}У₆

Х₂ ; Х₁; У₃

−; У_1, У_2, У_5, У₇

Рис. 2.2

2.4 Кодирование состояний УУ

При кодировании каждому состоянию УУ присваивается некоторая кодовая комбинация. Число разрядов кода выбирается исходя из соотношения: М < 2^к, где к – минимальное целое число; М – число состояний. В рассматриваемом случае М = 3; то к= 2. Таким образом, состояния УУ отображаются двухразрядными кодовыми комбинациями. Следовательно для хранения двухразрядных комбинаций потребуется двухразрядный регистр.

Приведем таблицу состояний УУ и кодовых комбинаций.

Таблица 2.1

Состояние устройства	Кодовые комбинации
	Q2	Q1
А0	0	0
А1	0	1
А2	1	0

5. Структурная схема УУ

Структурная схема УУ представлена на рис. 2.3 и содержит регистр состояний на RS – триггерах и комбинационный узел.

Регистр является регистром текущего состояния (напр. зафиксируем состояние 00) Это состояние с выходов регистра Q2 и Q1 поступает в комбинационный узел и в соответствии со значениями условий Х1 и Х2 с выхода ОУ определяется новое состояние УУ (напр. 01) при этом формируются сигналы S2, R2; S1,R1 которые в момент фронта синхроимпульса С устанавливают в регистре новую кодовую комбинацию, соответствующую следующему состоянию устройства. Комбинационный узел также формирует управляющие сигналы У1 ….У7, под действием которых в ОУ выполняются микрооперации.