Синтез абстрактных автоматов
Автоматом называется дискретное устройство способное принимать различное состояние под воздействием входных сигналов, переходить из одного состояния в другое и вырабатывать выходные сигналы.
Синтез абстрактного автомата заключается в получении таблицы переходов и таблицы выходов или графа. Далее осуществляется структурный синтез, цель которого состоит в построении схемы, реализующей автомат. В структурной теории автомат представляется как совокупность двух частей: памяти и комбинационной схемы.
Для синтеза схемы применяются D-триггеры и логические элементы базиса И-ИЛИ-НЕ. Синтез производится графическим методом.
Основные понятия о минимизации функций
Построению комбинационных логических схем обычно предшествует операция упрощения, при которых соответствующая схема будет иметь минимальное количество логических элементов. Для минимизации применяют теоремы булевой алгебры и вытекающие из них свойства булевых функций. Совершенно нормальные формы хотя и дают однозначные представления функции, но являются очень громоздкими. Реализация СНФ программно или схемотехнически является избыточной, что ведет к увеличению программного кода, поэтому существуют методы упрощения логической записи – минимизации.
Преобразование логических функций с целью упрощения их аналитического представления называются минимизацией. Существуют два направления минимизации: 1. Кратчайшая форма записи (цель – минимизировать ранг каждого терма). При этом получаются кратчайшие формы КДНФ, ККНФ, КПНФ. 2. Получение минимальной формы записи (цель – получение минимального числа символов для записи всей функции сразу). При этом следует учесть, что ни один из способов минимизации не универсален.
Конъюнктивные формы представления логических функций.
Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) – это произведение сумм, состоящих изпеременных и их отрицаний.
Пример: a(b + c), ab(c + a), a, - b,a + b конъюнктивные нормальные формы;
a(bc + c) - нет.
Дизъюнктивные формы представления логических функций
Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) – это сумма произведений, образованных изпеременных и их отрицаний. ДНФ не содержит скобок
Пример: b + ac, abc + ac, а, b - дизъюнктивные нормальные формы;
a(b + c) - нет.
Двухтактные триггеры, их разновидности. Область применения.
Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.
Триггеры подразделяются на две большие группы — динамические и статические. Названы они так по способу представления выходной информации.
Динамический триггер представляет собой управляемый генератор, одно из состояний которого (единичное) характеризуется наличием на выходе непрерывной последовательности импульсов определённой частоты, а другое (нулевое) — отсутствием выходных импульсов. Смена состояний производится внешними импульсами.
К статическим триггерам относят устройства, каждое состояние которых характеризуется неизменными уровнями выходного напряжения (выходными потенциалами): высоким — близким к напряжению питания и низким — около нуля. Статические триггеры по способу представления выходной информации часто называют потенциальными.
Несмотря на развитие электроники и особенно микроэлектроники до сих пор применяется простая логика на электромагнитных реле. Это связано с простотой реализации, высокой помехозащищённостью и хорошим уровнем электрической развязки входов и выходов таких схем по сравнению с полупроводниковой и ламповой электроникой. Но следует учитывать, что электромагнитные реле потребляют в большинстве своём значительный ток.
Таковы, например:
· триггерная схема «с самоподхватом» для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
· схемы автопереключения резервных источников питания в промышленности и питании зданий.
· Схемы автоматического перевода стрелки.
Структурные схемы цифровых автоматов. (Мили, Мура)
Обобщенная структурная схема автомата
Структурная схема с преобразователями входных и выходных сигналов
