Функции возбуждения элементов памяти автомата

 

Состояние автомата	Функции возбуждения триггеров
(0,1)	(1,0)	(0,0)

 

Учитывая невозможность одновременного нахождения автомата сразу в двух и более состояниях, в незаполненные клетки каждой карты Карно можно поставить символ «Х», означающий возможность принятия функцией как нулевого, так и единичного значения.

 

 

Рис. 9.4. Минимизация функций возбуждения триггеров методом карт Карно

Для минимизации функций , , , определяющих состояние автомата в зависимости от состояния входящих в его структуру триггеров, также воспользуемся методом карт Карно (рис. 9.5).

 

Рис. 9.5. Минимизация функций, определяющих состояние автомата

 

При проектировании автомата необходимо предусмотреть принудительную его установку в одно из рабочих состояний , или в случае возникновения неиспользуемой комбинации: , .
Последнее достигается путем формирования в данной комбинации сигнала установки в нулевое состояние, подаваемого на входы R всех триггеров автомата.

Функции выходов , автомата могут быть реализованы на основании полученных ранее соответствующих секвенций.

Структурная схема проектируемого автомата, описываемого моделью Мура, представлена на рис. 9.6. В состав структуры входят: схема формирования состояний; схема формирования функций возбуждения элементов памяти автомата; элементы памяти; схема кодирования состояний и схема реализации функций выхода.

Для изменения состояния автомата, кроме соответствующего изменения входных сигналов , , необходимо поступление специальных синхронизирующих импульсов на входы «С» триггеров автомата, используемых в качестве элементов памяти (рис. 9.6). Формирование таких импульсов может осуществляться специальным генератором тактовых импульсов (ГТИ), частота которого должна быть больше частоты изменения входных сигналов.

Методика определения функций возбуждения элементов памяти и функций выхода автомата (при описании его моделью Мили) аналогична рассмотренной на примере модели Мура.

 

Рис. 9.6. Схема проектируемого автомата, описываемого моделью Мура

 

Синтез логической структуры автомата также можно производить на основе метода, используемого при проектировании синхронных счетных схем [6, 9]. Использование рассматриваемого метода для синтеза требуемой структуры рассмотрим на примере проектирования автомата с тремя устойчивыми состояниями, заданного направленным графом (рис. 9.7, а). Составленная для данного автомата кодированная таблица переходов, представлена на рис. 9.7, б.

В левой части таблицы для каждого состояния автомата, определяемого значениями сигналов на выходах триггеров , , указываются все возможные комбинации входных сигналов. На основании графа или таблицы переходов определяются состояния, в которые переходит автомат из предыдущего состояния при поступлении на его входы данного набора сигналов. Значения функций возбуждения каждого триггера, необходимые для осуществления его перехода из состояния, определенного для момента времени t в состояние, определенное для момента времени t + 1, находятся на основании составленной для данного типа триггера матрицы переходов (см. рис. 6.3, б). Для определения функций возбуждения триггеров используем метод карт Карно (см. рис. 9.7, в).

 

 

Рис. 9.7. Структурный синтез конечного автомата, заданного моделью Мура: а – задание автомата; б – таблица переходов; в – минимизация функций возбуждения триггеров

 

Структурная схема проектируемого автомата, описываемого моделью Мура, представлена на рис. 9.8.

 

 

Рис. 9.8. Полученная структура проектируемого автомата