Лабораторна робота №10

Тема:. Визначення принципів функціонування керуючого автомата Мілі

Мета: Отримати навички визначення принципів функціонування керуючого автомата з жорсткою логікою як автомата Мілі та в підготовці вихідних даних (мікроалгоритмів роботи і графа переходів) для його побудови.

Теоретичні відомості

Загальні принципи побудови керуючих автоматів з жорсткою логікою

Призначенням керуючого автомату є забезпечення реалізації певної послідовності дій, яка визначається мікроалгоритмом роботи пристрою, після отримання пускового сигналу без втручання інших пристроїв. Реалізація зазначеної послідовності дій реалізується шляхом формування сигналів керування для операційного пристрою.

Узагальнено структуру керуючого автомата з жорсткою логікою можна представити схемою, наведеною на рис.10.1.

Згідно з наведеною схемою, керуючий автомат з жорсткою логікою складається з комбінаційної схеми (КС) та блоку пам’яті, який, в свою чергу, складається з тригерів Т1-Тm.

Примітка 10.1. На схемі та в подальшому тексті розглядаються саме тригери, оскільки вони є елементарними запам’ятовуючими пристроями. В реальних схемах блок пам'яті може реалізовуватись на регістрах або інших елементах пам'яті.

Призначенням блоку пам’яті є визначення поточного стану керуючого автомата. Стан автомата визначається комбінацією сигналів на виходах тригерів блоку пам’яті і позначається літерою “а”. Кількість можливих станів автомата визначається кількістю значень, які можуть реально формуватись на виходах блоку пам’яті в ході реалізації мікроалгоритму роботи пристрою.

Призначенням комбінаційної схеми є формування сигналів керування операційним пристроєм y1-yp та сигналів переключення тригерів (функції збудження тригерів) блоку пам’яті q1-qm. Вхідними сигналами комбінаційної схеми є сигнали Q1-Qm, що визначають поточний стан пристрою, та сигнали умов x1-xn, що надходять з пристроїв, зовнішніх відносно пристрою керування (в тому числі і з операційного пристрою). В нашому прикладі сигналами умов є сигнал “Пуск” та сигнал р1.

Загалом процес синтезу керуючого автомата з жорсткою логікою передбачає реалізацію наступних етапів:

1. Складання переліку керуючих сигналів , що забезпечують виконання кожної мікрооперації.

2. Визначення тривалості кожного сигналу керування (в кількості тактів синхронізуючої частоти).

3. Складання закодованого мікроалгоритму.

4. Відмітка станів автомата.

5. Складання графа переходів автомата зі стану в стан.

6. Кодування станів автомата.

7. Складання структурної таблиці автомата.

8. Отримання МДНФ функцій збудження тригерів та керуючих сигналів.

9. Представлення функцій збудження тригерів та керуючих сигналів в операторній формі.

10. Розробка схеми керуючого автомата.

Перелік сигналів керування, які забезпечують виконання мікрооперацій Y1-Y4 (див. рис.9.1 та рис.9.2), наведено в табл. 10.1. (аналог табл. 9.1. – див. попередню лабораторну роботу).

Таблиця 10.1. Перелік керуючих сигналів

Мікрооперація	Y1	Y2	Y3	Y4
Перелік сигналів керування, які забезпечують виконання мікрооперації	y1	y2	y3;y4;y5	y6

Визначення тривалості сигналів керування виконується з допомогою часової діаграми, яка будується з урахуванням затримок сигналів в елементах операційного пристрою. Будемо вважати, що на підставі часової діаграми нами визначено, що для виконання сигналів керування y1-y2 та y5-y6 достатньо одного періоду синхронізуючої частоти, а для виконання сигналів керування y3-y4 необхідно два періоди синхронізуючої частоти (потреба в забезпеченні відповідної тривалості сигналів керування y3-y4 буде пояснена при описі закодованих мікроалгоритмів функціонування автомата Мілі).

Співставимо логічним умовам “Пуск=1” та “р1=1” мікроалгоритму (рис.9.2) позначення х1 та х2 відповідно.