- •1 Лабораторна робота №1 вивичення схем булевих функцій двох змінних
- •1.1 Основні положення
- •1.2 Варіанти індивідуальних завдань
- •1.3 Загальні зауваження до виконання індивідуальних завдань
- •1.4 Порядок виконання роботи
- •1.5 Зміст звіту
- •1.6 Контрольні запитання
- •2 Лабораторна робота №2 комбінаційні схеми
- •2.1 Основні положення
- •2.2 Варіанти індивідуальних завдань
- •2.3 Порядок виконання роботи
- •2.4 Зміст звіту
- •2.5 Контрольні запитання
- •3.1.3 Асинхронні тригери. Тригер типуRs
- •3.1.4 Синхронні тригери, що тактуються імпульсом
- •3.1.5 Синхронний двоступінчастий jk-тригер типу ms
- •3.1.6 Синхронний d-тригер з динамічним керуванням
- •3.1.7 Jk-тригер із внутрішньою затримкою й динамічним керуванням
- •3.1.8 Приклад розгляду схем із тригерами, їхнього аналізу й застосування в ца
- •3.2 Варіанти індивідуальних завдань
- •3.2.1 Аналіз jk-тригера із внутрішньою затримкою й динамічним керуванням
- •3.2.2 Дослідження тригерних схем, побудованих на базі d- і jk- тригерів
- •3.2.3 Дослідження схеми перетворення синхропослідовності у двофазну послідовність на частоті, рівної 1/2f генератора сі
- •3.2.4 Схема формування двох послідовностей імпульсів зі зрушенням на чверть періоду відносно один одного
- •3.2.5 Синхронізатор зовнішнього одиночного імпульсу довільної тривалості
- •3.2.6 Синхронізатор зовнішнього одиночного імпульсу з додатковою функцією генерації пачки імпульсів
- •3.3 Порядок виконання роботи й зміст звіту
- •3.4 Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4 регістри й лічильники на основі тригерів. Аналіз і синтез
- •4.1 Регістри. Основні положення
- •4.2 Лічильники. Основні положення
- •4.3 Індивідуальні завдання. Дослідження готових імс регістрів і лічильників в інтегральному виконанні
- •4.4 Порядок виконання роботи
- •4.5 Зміст звіту
- •4.5 Контрольні запитання
- •5 Лабораторна робота № 5 аналіз і синтез моделей цифрових автоматів
- •5.1 Основні положення
- •5.1.1 Математичні моделі цифрових автоматів
- •5.1.2 Табличний спосіб завдання ца
- •5.1.3 Канонічний метод синтезу ца
- •5.1.4 Приклад синтезу ца канонічним методом
- •5.1.5 Завдання ца графом
- •5.2 Приклад синтезу ца із «жорсткою» логікою управління
- •5.2.1 Принцип роботи мікропрограмного автомата із жорсткою логікою управління
- •5.2.2 Приклад проектування мікропрограмного автомата із жорсткою логікою управління
- •5.3 Варіанти індивідуальних завдань (із)
- •5.4 Зміст звіту
- •Література
5.1.4 Приклад синтезу ца канонічним методом
Завдання. Синтезувати цифровий частковий автомат ,заданий таблицею 5.2 переходів і виходів. Використати канонічний метод структурного синтезу автоматів. Прийняти: як елементарні автомати − логічний розширений базис Буля; як елементи пам’яті − повний автомат Мура з бінарним алфавітом вхідних/вихідних сигналів і станів.
Таблиця 5.2 – Таблиця переходів і виходів автомата
Рішення. Для переходу від абстрактного автомата до його структурного подання, закодуємо вхідні/вихідні сигнали каналів й стани автомата Мілі − і автомата Мура −.У заданому абстрактному автоматікожний каналХі, має два стани: або сигналу немає −, або сигнал є −. Вихідні канализа аналогією –b1,b2. Тому, у структурному автоматі на кожний абстрактний канал досить вибрати один вхідний або один вихіднийсигнал із двома станами0,1кожний. Результати кодування сигналів і таблиця переходів для структурного автомата представлені таблицею 5.3.
Таблиця 5.3 – Приклад кодів сигналів і таблиця переходів
Автомат має чотири стани (див. таблицю 5.1), тому необхідні два елементи пам’яті П1і П2. Три (X1,X2,X3) абстрактних вхідних і чотири (Y1,Y2,Y3,Y4) вихідних сигнали можуть бути представлені кодами двох вхідних і двох вихідних каналів. Представимо структурну схему автомата на рис.5.3.
Рисунок 5.3 – Структурна схема автомата А
Структурна схема представлена канонічним методом структурного синтезу цифрових автоматів. Вона розподілена на дві частини: комбінаційну та два елементи пам’яті, які складають другу частину схеми.
Присвоїмо коди вхідним/вихідним каналам та каналу переключення елементів пам’яті. В таблиці 5.4 структурного автомата А представлені кінцеві результати присвоєння кодів вхідним, вихідним сигналам, заданих таблицею 5.2 для абстрактного ЦА і переключення станів елементів П1, П2.
Таблиця 5.4 – Коди вхідних/вихідних каналів та станів А
Тепер переходимо до кодування функцій переходів і виходів структурного автомата А (таблиця 5.5), використовуючи коди таблиці 5.4 і підставляючи їх у таблицю 5.2 заданого абстрактного автомата.
Застосовуючи математичну модель канонічного методу структурного синтезу автомата (рисунок 5.3), будуємо систему логічних функцій:
;
;
Таблиця 5.5 – Переходи і виходи автомата А
Функцію отримаємо відразу безпосередньо з таблиці 4.5 для виходів структурного автомата, як диз’юнкцію наборів зміннихна яких функції приймають значення 1. Ці значення розміщені в кодах на пересіченні стовпціві рядків.Перша цифра відповідає значенню функції, а друга. Запишемо функції:
(5.1)
Для одержання логічних функцій ,, необхідно побудувати таблицю сигналів переключенняелементів пам’яті П1і П2. Для одержання цієї таблиці використаємо таблицю 4.5 переходів структурного автомата. В цій таблиці на пересіченні стовпців і рядків розміщенні значення переходів станів елементів пам’яті П1, П2(перша цифра − значення П1, друга − П2), а в заголовках стовпців розміщенні значення вихідних сигналів П1, П2або (ототожнюючи вихід Пі − стан) значення станів П1, П2, що були до переключення. Порівнюючи ці стани зі станами переходів, визначаємо елементи пам’яті, які треба переключати (на їхні входи треба подавати сигнал) і які не треба переключати (на їхні входи треба подавати сигнал). Заповнюючи цими значеннями таблицю 5.6, одержимо таблицю сигналів для переключення елементів пам’яті.
Таблиця 5.6 – Таблиця переключення
Безпосередньо з цієї таблиці визначаємо систему логічних функцій в ДДНФ для одиничних наборів:
(5.2)
Логічні функції систем рівнянь 5.1, 5.2 є математичним рішенням поставленого завдання структурного синтезу логічної схеми ЦА канонічним методом. За цими функціями будуємо логічну схему. Приклад схемного рішення логічної функції системи 5.2 представлен рис. 5.4.
Рисунок 5.4 – Логічна схема функції u1
В якості елемента пам’яті зручно вибрати тригер з лічильним входом. Він має прямій і інверсний вихід. Таблиця переходів тригера збігається з таблицею переходів автомата Мура П таблиці 5.2.