Scopul acestei lucrări este proiectarea unei mașini de control digital.
Următoarele operațiuni trebuie efectuate în timpul funcționării. structura circuitului automat digital de control, construirea graficului de tranziție pentru Ts. Mura, codarea statelor Moore, calculul numărului de elemente de memorie, construirea unei tabele de tranziții și ieșiri. Moore, minimizarea sistemelor de ecuații logice optimizarea funcțiilor schemei CA, estimarea complexității și vitezei mașinii digitale.
Scopul ar trebui să fie adus la construirea unui circuit funcțional al dispozitivului digital (automat).
1 Informații teoretice
Un automat este un sistem de mecanisme, dispozitive în care procesele de obținere, transformare, transfer de energie, materiale, informații sunt complet automatizate. Termenul "automat" este folosit în două aspecte: tehnic și matematic. În abordarea matematică, un automat este un model matematic al unui dispozitiv tehnic, care trebuie să aibă starea și ieșirile de intrare, abordarea tehnică a unui automat fiind înțeleasă ca un dispozitiv foarte real.
Un caz important al automatului este un automat digital, în care procesele de recepție, transformare, stocare și livrare a informațiilor digitale sunt complet automatizate.
Un automat digital este un dispozitiv logic, în care, pe lângă elementele logice, există elemente de memorie. Valoarea semnalelor de ieșire ale acestui aparat depinde nu numai de argumentele de intrare pentru un moment dat, dar, de asemenea, pe mașina de stare anterioară este fixat elemente de memorie. Declanșatoarele pot fi folosite ca elemente de memorie. Fiecare stat internă a aparatului de stat este definit de starea inițială și declanșează o secvență de semnale de intrare care acționează la intrare, în orice moment dat, cu toate acestea, astfel de dispozitive sunt numite circuite secvențiale. Pentru schemele secvențiale este posibil să se efectueze: declanșatoare, contoare, registre. Schema de circuit a automatului digital este prezentată în figura 1.1.
Figura 1.1 - Schema de funcționare a automatului digital
În orice dispozitiv digital de procesare a informației, se pot distinge două unități principale: mașina de operare și automatul de comandă.
Mașina de operare servește la stocarea cuvintelor de informație, efectuarea unui set de micro-operații și calcularea valorilor condițiilor logice, adică Mașina de operare este o structură organizată pentru a efectua acțiuni privind informațiile.
Automatul de control generează o secvență de semnale de comandă prescrise de firmware și care corespund valorilor condițiilor logice. Cu alte cuvinte, automatul de control definește ordinea execuției acțiunilor în OA, care rezultă din algoritmul de efectuare a operațiilor. Automatul de control poate fi reprezentat în două forme: un automat cu logică rigidă (cu logică de circuit) și un automat cu logică flexibilă (cu logică programabilă). Diferența dintre aparatul cu o logică rigidă și un pistol cu o logică flexibilă a costurilor de hardware necesare pentru a pune în aplicare aceleași funcții, adică. E. În costul de mașini. Cantitatea de echipamente din mașină cu logică tare crește aproape proporțional cu complexitatea firmware-ului. Pentru automatele cu logică flexibilă, costurile unitare tipice sunt tipice pentru implementarea microprogramelor relativ simple. Automatele cu logică tare au viteză mai mare decât mașinile automate cu logică flexibilă.
Astfel, orice dispozitiv este o compoziție a dispozitivelor de operare și
automatele de control. Mașina de operare, realizând acțiuni asupra cuvintelor de informație, este partea executivă a dispozitivului, a cărui funcționare este controlată de automatul de control generând secvențele necesare de semnale de control.
Din punctul de vedere al semnalelor Ц.А. Este util să se definească ca un sistem care poate recepționa semnalele de intrare, sub influența lor, să treacă de la o stare la alta, să o salveze până când sosește următorul semnal de intrare și emite semnalele de ieșire.
TS.A. este finită dacă seturile de semnale de intrare x, stări s și semnale de ieșire y sunt finite.
TS.A. numit convertor de informații discret capabil să recepționeze diferite stări, comutând sub influența semnalelor de intrare sau a instrucțiunilor de program dintr-o stare în alta și ieșind semnalele de ieșire.
Modelul matematic al lui Ts. este un automat abstract definit de 6 componente (A, Z, W, # 948 ;, # 955 ;, a0), unde:
- A este setul de stări
- Z - set de semnale de intrare
W este setul de semnale de ieșire
- b - funcția de tranziție, indică starea în care aparatul pornește la intrarea semnalului
- # 955; - o funcție de ieșire care arată ce semnal de ieșire este generat la ieșirea mașinii sub acțiunea unui semnal
- a0 este starea inițială a automatului
Pentru descrierea lui Ts.A. Se folosesc diferite limbi numite limbi. Limbile sunt împărțite în primar și în automate.
Cele mai frecvente atunci când se generează semnale de ieșire pentru formarea de noi stări prin acțiunea semnalelor de intrare este reflectată de legea funcționării automatului:
Legea funcționării este o colecție de două funcții: funcția de tranziție și funcția de ieșire, unde t este timpul automat dat.
Se vede că această stare depinde de cea anterioară, de asemenea semnalul de ieșire determină starea anterioară și semnalul de intrare la un moment dat.
Prin modul de formare a funcției de ieșire, automatele sunt împărțite în automatele Mealy și Moore.
Diferența dintre automatul Moore și mașina Mile este că semnalul de ieșire din automatul Moore depinde doar de starea curentă a automatului și nu depinde în mod explicit de semnalul de intrare. În mașina Miley, semnalele de ieșire sunt definite ca stări și semnale de intrare.
Legea de funcționare a automatului Moore:
T-flip-flop (Toggle - switch) este numit adesea un declanșator, deoarece este cel mai simplu contor de până la 2.
Flip-flop-ul asincron nu are o intrare de intrare a rezoluției de numărare - T și comută peste fiecare impuls de ceas la intrarea C.
Funcționarea în circuit a asincron cu două trepte T-flip-flop cu intrare paraphase la doua D-declanseaza paraphase opt ventilyah2I logica NOR. Intrări stânga, pe dreapta - ieșiri. Culoarea albastră corespunde cu 0, culoarea roșie corespunde cu 1. Figura 1.2 prezintă simbolul grafic convențional pentru flip-flop-ul sincron.
Figura 1.2 - Desemnarea grafică condiționată a unui flip-flop sincron T
Sincronă declanșare T [17]. când un T de intrare la fiecare ciclu de ceas, la intrarea C își schimbă starea logică opusă, și nu se schimbă starea de ieșire la zero, la intrarea bistabilul T. T poate fi construit pe JK-flip-flop pentru două etape (Master-Slave, MS) D -trigger și pe două D-flip flops cu o singură treaptă și un invertor.
După cum se poate vedea în tabelul de adevăr JK-trăgaci, merge în starea inversată de fiecare dată în timp ce alimentarea J intrările și logica K 1. Această funcție vă permite să creați pe baza JK-flip-flop T-FF, care combină J intrările și K.
În două faze (Master-Slave, MS) D-flip-flop, ieșirea inversă Q este conectată la intrarea D, iar impulsurile de intrare sunt alimentate la intrarea C. Ca urmare, declanșatorul la fiecare impuls de numărare își amintește valoarea lui Q, adică va trece la starea opusă.
Flip-flopul T este adesea folosit pentru a reduce frecvența cu un factor de 2, în timp ce intrarea în T este alimentată în unitate, iar la C la un semnal cu o frecvență care va fi împărțită la 2.
În funcție de sarcină, proiectați un control digital
având în vedere o diagramă grafică substanțială a algoritmului. Analizați diferitele variante ale construirii unei scheme de combinații. și alegeți cele mai simple.
Pentru această variantă, construiți o schemă funcțională. Pentru a evalua complexitatea constructivă a C.A. Oferiți recomandări privind alegerea elementului de bază pentru implementarea mașinii digitale.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: