Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Декабря 2011 в 14:02, курсовая работа
В любой сфере человеческой деятельности – в науке, технике, производстве – методы и средства вычислительной техники направлены на повышение производительности труда. В настоящее время на практике широко применяется цифровая вычислительная техника и микропроцессорные системы. Они используются для автоматизирования управления технологическими процессами, включая автоматизированные контроль и диагностику технических средств, а также для автоматизированного проектирования научных исследований и административно – организационного управления.
Главной составляющей любой цифровой вычислительной машины является процессор или микропроцессор. Он осуществляет непосредственно обработку данных и программное управление процессом обработки данных. Он синтезируется в виде соединения двух устройств: операционного и управляющего. Операционное устройство – устройство, в котором выполняются операции, а управляющее устройство – это устройство, которое управляет процессом выполнения операции. В силу того, что управляющее устройство определяет микропрограмму, т. е. какие и в какой временной последовательности должны выполняться микрооперации, оно получило название микропрограммного автомата.
Введение
1 Основные понятия о цифровом автомате
2 Синтез цифрового автомата
2.1 Определение состояний цифрового автомата
2.2 Построение графа функционирования
2.3 Кодирование состояний и выбор триггеров
2.4 Таблица функционирования 2.5 Запись логических выражений для комбинационной части схемы
2.6 Построение схемы
2.7 Проверка на переходе
Заключение
Список использованных источников
Переход |
J |
K |
0 0 |
0 |
- |
0 1 |
1 |
- |
1 0 |
- |
1 |
1 1 |
- |
0 |
Заполняется таблица 3 по графу переходов автомата. Пример заполнения первой строки: исходное состояние автомата а6, затем следует переход в состояние а0
Выходной
сигнал y1 должен быть сформирован,
если автомат находится в состоянии а1,
или в состоянии а2 и признаки х4=0,
х5=1 , или в состоянии а3, или
в состоянии а5. Это выражение в виде
логической функции имеет вид:
(5)
Аналогично
записываются функции для выходных
сигналов y2, y3, y4,y5,
y6, y7:
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
Также
записываются функции для комбинационной
части схемы формирования сигналов
управления триггерам:
,
,
,
,
,
, (17)
, (18)
.
В результате анализа исходного алгоритма и выполненных расчётов, получены логические выражения для построения схемы цифрового автомата.
2.6 Переход функций к базису И-НЕ
Для
перехода к базису И-НЕ следует преобразовывать
логические функции (5) - (19), пользуясь теоремой
де Моргана (упростив перед этим функции
по закону склеивания): отрицание любого
сложного выражения равно аналогичному
выражению, в котором знаки дизъюнкции
меняются на знаки конъюнкции и наоборот,
и при этом все аргументы инвертируются.
Преобразование функции y1 имеет
вид:
(5)
Аналогично
записываются функции для выходных
сигналов y2, y3, y4,y5,
y6, y7:
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
,
,
,
,
,
, (46)
, (47)
.
2.6
Построение схемы ЦА
После
записи функций переходим
При
построении схемы необходимо учитывать
начальное состояние автомата. Будем предполагать,
что синхросигнал и сигнал начальной установки
поступает с других схем, для этого дополним
схему разъемными соединениями. Для установления
триггеров в состояние а5 (соответствующее
кодовой комбинации 0101) служат входы S
и R (S-вход установки триггера в состояние
"1", R в "0").Следовательно, подключаем
входы R1, S2, R3,S4 микросхем D1, D2 к источнику
питания с напряжением +5В, которое поступает
черезR разъема Х1. Установка в состояние
5 производится при подаче "0" на цепь
R. Во время работы схемы, на цепь R разъема
Х1 подаются сигналы высокого уровня. Для
преобразования, кодовой комбинации состояние
триггеров, в одиночный управляющий сигнал
соответствующий состоянию ЦА потребуется
дешифратор. В составе 531 серии нет нужного
дешифратора, по этому дешифратор строим
на элементах И-НЕ. Для этого составляем
таблицу функционирования дешифратора
(таблица 4). Заполнение производится следующим
образом: в столбцах 1-4 записываются соответствующие
кодовые комбинации, а в столбцах 5-16 единица
ставится в тот столбец которому соответствует
двоичная кодовая комбинация, в остальные
ставится "0". После заполнения таблицы,
переходим к записи логических выражений,
это производится следующим образом. Выходной
сигнал в столбце которого записана "1"
будет записываться через конъюнкцию
входных сигналов, при чем если входной
сигнал равен "0", то в выражении он
записывается с инверсией, если "1",то
в прямом значении.
Схема
Заключение
В процессе расчета данного курсового проекта был выполнен синтез ЦА и в итоге построена схема этого ЦА по принципу схемной логики. Построенный ЦА реализует последовательность цифровых кодов и выдачу управляющих сигналов. Данное устройство может применяться в управляющих системах обработки информации и в системах управления каким-либо технологическим процессам.
После построения схемы ЦА следовала проверка ее работы на заданном переходе. Результат проверки показал, что построенная схема работает верно, так как переход из одного состояния в другое под внешнего признака (х), необходимого для осуществления данного перехода, сопровождается формированием выходных сигналов, которые и должны быть сформированы ЦА при заданном переходе на выходном разъеме схемы.
Также при работе автомата в схеме формирования сигналов управления триггерами на заданном переходе происходит формирование именно тех сигналов, которые необходимы для того, чтобы регистр состояний, построенный на триггерах, сформировал кодовую комбинацию состояния, в которое должен перейти автомат при подаче следующего импульса.
Итак,
в ходе работы над курсовым проектом
были закреплены теоретические знания
и практические навыки по расчету и построению
схемы ЦА по заданному изначально алгоритму
функционирования данного ЦА.
Список использованных источников