РефератыКоммуникации и связьРаРазработка функциональной схемы конечного автомата

Разработка функциональной схемы конечного автомата

Елабужский Филиал Казанского Государственного Технического Университета им. А.Н. Туполева


Курсовая работа


по дисциплине:


"Схемотехника"


на тему:


"Разработка функциональной схемы конечного автомата"


Выполнила: студентка 3 курса


группы 22304 Шакирова Г.Р.


Проверила: Калганова Е.С.


Елабуга 2009


Содержание


Абстрактный синтез


Автомат Мили


Структурный синтез


Кодирование состояний автомата


Таблица кодирования входных сигналов


Таблица кодирования выходных сигналов


Таблица переходов и выходов абстрактного автомата


Абстрактный синтез

Товары стоимостью 3 и 7 рублей, принимаемые монеты достоинством 1 и 2 рубля.


1-й товар:


1+1+1


1+1+2 (сдача 1 руб.)


1+2


2+1


2+2 (сдача 1 руб.)


2-й товар:


1+1+1+1+1+1+1


2+1+1+1+1+1


1+2+1+1+1+1


1+1+2+1+1+1


1+1+1+2+1+1


1+1+1+1+2+1


1+1+1+1+1+2


2+2+1+1+1


2+1+2+1+1


2+1+1+2+1


2+1+1+1+2


1+2+2+1+1


1+1+2+2+1


1+1+1+2+2


1+2+1+2+1


2+2+2+1


1+2+2+2


2+1+2+2


2+2+1+2


2+2+2+2 (сдача 1 руб.)


1+1+1+1+1+1+2 (сдача 1 руб.)


1+1+1+2+1+2 (сдача 1 руб.)


1+1+2+1+1+2 (сдача 1 руб.)


1+2+1+1+1+2 (сдача 1 руб.)


2+1+1+1+1+2 (сдача 1 руб.)


1+1+1+1+2+2 (сдача 1 руб.)


X= (x1
, x2
, x3
, x4
) - множество входных сигналов


x1
- выбор 1-го товара


x2
- выбор 2-го товара


x3
- бросок 1 рубля в монетоприемник


x4
- бросок 2 рублей в монетоприемник


Y= (y0
, y1
, y2
, y3
; y4
, y5
) - множество выходных сигналов


y0
- ожидание выбора товара, щель монетоприемника закрыта


y1
- идет прием денег


y2
- выдача 2-го товара без сдачи


y3
- выдача 2-го товара со сдачей 1 руб.


y4
- выдача 1-го товара


y5
- выдача 1-го товара со сдачей 1 руб.


A= (a0
, a1
, a3
, a4
, a5
, a6
, a7
, a8
, a9
, a10
, a11
, a12
, a13
, a14
) - множество состояний


a0
- начальное состояние


a1
- выбран 1-ый товар, в автомате 0 руб.


a2
- выбран 1-ый товар, в автомате 1 руб.


a3
- выбран 1-ый товар, в автомате 2 руб.


a4
- выбран 1-ый товар, в автомате 3 руб. - выдача 1-го товара


a5
- выбран 1-ый товар, в автомате 4 руб. - выдача 1-го товара со сдачей 1 руб.


a6
- выбран 2-ой товар, в автомате 0 руб.


a7
- выбран 2-ой товар, в автомате 1 руб.


a8
- выбран 2-ой товар, в автомате 2 руб.


a9
- выбран 2-ой товар, в автомате 3 руб.


a10
- выбран 2-ой товар, в автомате 4 руб.


a11
- выбран 2-ой товар, в автомате 5 руб.


a12
- выбран 2-ой товар, в автомате 6 руб.


a13
- выбран 2-ой товар, в автомате 7 руб. - выдача 2-го товара


a14
- выбран 2-ой товар, в автомате 8 руб. - выдача 2-го товара со сдачей 1 руб.


Автомат Мили

Запишем алгоритм работы автомата Мили в табличном виде.


ai
-
состояния абстрактного автомата, xj
- входные сигналы абстрактного автомата

























































































Таблица № 1

ai


xj


a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 a12 a13 a14
x1

a1


y1


a1


y1


a2


y1


a3


y1


a0


y0


a0


y0


a6


y1


a7


y1


a8


y1


a9


y1


a10


y1


a11


y1


a12


y1


a0


y0


a0


y0


x2

a2


y1


a1


y1


a2


y1


a3


y1


a0


y0


a0


y0


a6


y1


a7


y1


a8


y1


a9


y1


a10


y1


a11


y1


a12


y1


a0


y0


a0


y0


x3

a0


y0


a2


y1


a3


y1


a4


y4


a0


y0


a0


y0


a7


y1


a8


y1


a9


y1


a10


y1


a11


y1


a12


y1


a13


y2


a0


y0


a0


y0


x4

a0


y0


a3


y1


a4


y4


a5


y5


a0


y0


a0


y0


a8


y1


a9


y1


a10


y1


a11


y1


a12


y1


a13


y1


a14


y3


a0


y0


a0


y0



Запишем алгоритм работы автомата Мили, используя графический способ задания автомата.





Рисунок № 1


Структурный синтез

R =] log215 [=4 - количество элементов памяти


L=] log2
4 [=2 - количество входных каналов


N=] log2
6 [=3 - количество выходных каналов


Синтез автомата Мили будем проводить на Т-триггерах.


Т-триггер (триггер со счетным входом) имеет один вход. Он "переворачивается", изменяя свое состояние, каждый раз, когда на его вход поступает сигнал, соответствующий логической единице.


При поступлении фронта импульса значение входного напряжения изменяет значение с уровня, равного логическому нулю, на значение, равное логической единице. При поступлении среза импульса значение входного напряжения изменяет значение с уровня, равного логической единице, на значение, равное уровню логического нуля.


Кодирование состояний автомата

Qk
- состояния элементарного автомата, ai
- состояния абстрактного автомата




































































































Таблица № 2

Qk


ai


Q1 Q2 Q3 Q4
a0 0 0 0 0
a1 0 0 0 1
a2 0 0 1 0
a3 0 0 1 1
a4 0 1 0 0
a5 0 1 0 1
а6 0 1 1 0
а7 0 1 1 1
а8 1 0 0 0
а9 1 0 0 1
а10 1 0 1 0
а11 1 0 1 1
а12 1 1 0 0
а13 1 1 0 1
а14 1 1 1 0

Таблица кодирования входных сигналов

αm
- входные сигналы структурного автомата, xj
- входные сигналы абстрактного автомата
























Таблица № 3

αm


xj


α1 α2
x1 0 0
x2 0 1
x3 1 0
x4 1 1

Таблица кодирования выходных сигналов

zp
- выходные сигналы структурного автомата, ys
- входные сигналы абстрактного автомата







































Таблица № 4

zp


ys


z1 z2 z3
y0 0 0 0
y1 0 0 1
y2 0 1 0
y3 0 1 1
y4 1 0 0
y5 1 0 1

Таблица переходов и выходов абстрактного автомата

ai
- состояния абстрактного автомата, xj
- входные сигналы абстрактного автомата






















































Таблица № 5

ai


xj


a0


0000


a1


0001


a2


0010


a3


0011


a4


0100


a5


0101


a6


0110


a7


0111


00

0001


001


0001


001


0010


001


0011


001


0000


000


0000


000


0110


001


0111


001


01

0010


001


0001


001


0010


001


0011


001


0000


000


0000


000


0110


001


0111


001


10

0000


000


0010


001


0011


001


0100


100


0000


000


0000


000


0111


001


1000


001


11

0000


000


0011


001


0100


100


0101


101


0000


000


0000


000


1000


001


1001


001


















































Таблица № 5 (продолжение)

ai


αm


a8


1000


a9


1001


a10


1010


a11


1011


a12


1100


a13


1101


a14


1110


00

1000


001


1001


001


1010


001


1011


001


1100


001


0000


000


0000


000


01

1000


001


1001


001


110


001


1011


001


1100


001


0000


000


0000


000


10

1001


001


1010


001


1011


001


1100


010


1101


010


0000


000


0000


000


11

1010


001


1011


001


1100


001


1101


001


1110


011


0000


000


0000


000











































































































































































































































































































































































































































































































<
tr>












































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Таблица № 6
α1 α2 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 (t+1) Q2 (t+1) Q3 (t+1) Q4 (t+1) z1 z2 z3 T1 T2 T3 T4
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0
0 0 1 1 1 1 - - - - - - - - - - -
0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 1 1 - - - - - - - - - - -
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1
1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1
1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1
1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1
1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1
1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1
1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1
1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1
1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0
1 0 1 1 1 1 - - - - - - - - - - -
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0
1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0
1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0
1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0
1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0
1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0
1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0
1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0
1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 - - - - - - - - - - -





























































































Т1 Таблица № 7

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 - 1 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 - 1 0 0 0 0
11 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 - 1 0 0 0 0
10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 - 1 0 0 0 0





























































































Т2 Таблица № 8

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 - 1 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 - 1 0 0 0 0
11 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 - 1 1 1 0 0
10 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 - 1 0 1 0 0





























































































Т3 Таблица № 9

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0
01 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0
11 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 - 1 1 1 1 1
10 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 - 1 0 1 1 0





























































































Т4 Таблица № 10

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 - 0 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 - 0 0 0 0 0
11 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 - 0 0 0 0 0
10 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 - 0 1 1 1 1





























































































Z1 Таблица № 11

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0
11 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0
10 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0





























































































Z2 Таблица № 12

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0
11 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 - 0 0 0 0 0
10 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 - 0 0 0 0 0





























































































Z3 Таблица № 13

Qk


αm


0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
00 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 - 0 1 1 1 1
01 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 - 0 1 1 1 0
11 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 - 0 1 1 1 1
10 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 - 0 1 1 1 1

Записываем выражения для функции возбуждения и выходов.


T1=α1 α2Q1Q2Q3+ α1Q1Q2Q3Q4+Q1Q2Q4+Q1Q2Q3=


=Q2 (α1Q1 (Q3 (α2+Q4)) +Q1 (Q4+Q3))


T2= α1Q1Q2Q3Q4+ α1 α2 Q1Q3+ +α1Q1Q2Q4+Q1Q2Q3+Q1Q2Q4+Q1Q2Q3+ α1 α2Q1Q3+


+α1 Q1Q2Q3Q4=


=α1 Q3 (α2+Q2Q4) +Q2


T3= α1 α2Q1Q2Q3Q4+ α1Q1Q2Q4+ α1 α2Q1+ +α1Q1Q2Q3Q4+ α1 α2Q1Q2Q3Q4+Q1Q2Q3+ α1 α2Q1Q2+ +α1Q1Q2Q4=


=α1Q1 (α2+Q2Q3Q4) + α2Q3Q4+Q1 (α1Q2 (α2+Q4) +Q2Q3)


T4= α1 α2Q1Q2Q3Q4+ α1 α2Q1+ α1 α2Q1+Q1Q2Q3Q4+ +α1 α2Q1Q2Q3+Q1Q2Q4+ α1 α2Q1Q2=


= α1 α2Q1 (Q2Q3+Q2) + α2Q1 ( α1Q2Q3Q4+ +α1) +Q2Q4 (Q1Q3+Q1)


z1= α1Q1Q2Q3Q4+ α1 α2Q1Q2Q3=


= α1Q1Q2 (Q3 (Q4+ α2))


z2= α1Q1Q2Q2Q4


z3= α1Q1Q2+ α2Q1Q2Q4+ α1 α2Q1Q3Q4+Q1Q2Q3+


+ α1Q1Q2Q3Q4+ α2Q1Q2Q3Q4=


=Q1Q2Q3Q4 ( α1+α2) + Q1 (Q2 ( α1+ α2Q4)) +Q3 (α1 α2Q4+Q2)

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Разработка функциональной схемы конечного автомата

Слов:3289
Символов:49753
Размер:97.17 Кб.