3.Регістер станів автомата

Питання вибору регістра пам”яті зводиться до вибору числа N тригерів і способу кодування станів. Мінімальне число рівне більшому цілому від кількості станів Ks, Максимальне число – число станів, коли кожному стану надається 1 в одному тригері. В цьому випадку можна обійтися без дишифратора, в іншому випадку, необхідно ставити дишифратор стану. При складних задачах інколи доцільно взяти щось середнє. При кодуванні станів, вершини графа переходів нумеруються в довільному порядку в 2-й системі.

Але об”єм комбінаційної схеми можна зменшити якщо для вершин графа, звязаних великою кількістю дуг переходів, підбирати коди, що відрізняються меншим числом розрядів. Тоді для переходу прийдеться заводити сигнали на входи меншого числа тригерів. Деколи для зменшення числа перимикаючих тригерів збільшують їх числою. Все це творчий процес, процес проб і корекцій.

В реальному автоматі треба враховувати гонки при передачі сигналів між елементами. В сучасній елементній базі затримка тригера сумірна з затримкою одного елемента, тому затримка комбінаційної схеми середньої складності більша затримки тригера. Складні автомати мусять мати засоби знешкодження гонок, одним з яких є синхронізація роботи елементів з використанням синхроімпульсів [4].

Для памяті проєктованого замка візьмемо два тригера. Кодування станів з кодуванням: Q0=00, Q1=11, QP=11, Qa=10. Коди Q0 i Q1, Q1 i QP вибрані так, щоб вони відрізнялися одним розрядом (сусіднє кодування). Це дозволяє зменшити об”єм логічних схем (ці стани звязані великою кількістю дуг).

Оскільки пристрій можна розмістити на одній платі, синхронізація вибирається однофазною, а тригери – синхронні JK-тригери. Генератором синхроімпульсів може бути мультивібратор на логічних мікроелементах. Вхідні сигнали привязуються до синхронізації за допомогою схем – синхронізаторів. Дребезг контактів схема не боїться, таблиця переходів побудована так, що повтор сигнала не порушує роботу автомата.

4.Комбінаційна схема автомата

Після вибору способу колування станів, є все необхідне для побудови комбінаційної схеми автомата, табл. 3, яка повторяє табл.2, але з розшифрованим біжучими і наступними станами у виді значень Q2, Q1, виходів тригерів регістра памяті і їх входів J2,K2, J1,K1.

Комбінаційна схема має 7 входів і повна таблиця ситуацій мала би мати 128 стрічок. Скоротити їх до 6-ти вдається завдяки 2-ом універсальним способам.

Табл.3

N п\п	Входи комбінаційної схеми КС								Наступний стан	Виходи КС
	Стани Z			Вхідні сигнали X						Код переходу в наступний стан , Р				Вихід Y
	Ім”я	Код
		Q2	Q1	П1	Н1	П2	Н2	Д		J2	K2	J1	K1	P
1	Всі	x	x	x	x	x	x	1	Z0	0	1	0	1	0
2	Z0	0	0	1	0	x	x	0	Z1	0	0	1	0	0
3	Z1	0	1	0	x	x	1	x	Z0	0	0	0	1	0
4	Z1	0	1	x	x	1	0	0	ZP	1	0	0	0	0
5	ZP	1	1	x	x	x	x	x	ZP	0	0	0	0	1
6	Za	1	0	1	0	x	x	0	Z1	0	1	1	0	0

По перше. Конфліктуючим вхідним сигналам були присвоєні пріоритети. Чим вищий пріоритет даного сигнала, тим більше в таблиці на рядку, де стоіть цей сигнал, появляються мітки (х), а кожний (х), що відноситься до довільної змінної, відтворює відразу 2-а рядка – для значення цієї змінної 0 і 1. Один рядок з 4-ма мітками (х) заміняє 16 рядків. Перший рядок в табл.3 вібрав в себе всі дуги скиду автомата в стан Z0 сигналом Д (рядки 2,5,6 табл.2), в тому числі і стан ZP. Тому в рядки ZP (рядок 3 табл.3) достатньо було відобразити лише значення вихідного сигнала Р.

По друге. В якості тригерів використані JK-тригери, які при J=0, K=0 зберігають свій стан. Отже в рядки з такими комбінаціями входів КС , що не викликають зміну стану автомата, то значить перемикання тригерів, можна в таблиці не вносити. Все одно на виході КС вони дають 0 і тому в склад досконалих дизюнктивних нормальних функцій не війдуть. Іншими словами, будуючи таблицю, достатньо заносити в неї тільки мітки на дугах зміни станів автомата і не потрібно заносити мітки петель, що вказують на збереження стану. Тому петлі можна було з самого початку на графі не показувати. Якщо б замість JK-тригерів використовувати D-тригери то число стрічок у у таблиці переходів було б значно більше, оскільки для простої підтримки виходу D-тригера в 1 на його вхід обов”язково при кожному такті подавати сигнал 1.

Таблиця 3 дозволяє побудувати логічні функції для всіх 5-и виходів комбінаційної схеми.

Комбінаційна схема автомата – це заданий таблицею кодовий перетворювач певного вхідного кода у вихідний і при такому трактуванні для його побудови можна використовувати будьякі пристрої, в тому числі програмовані матриці або постійні запам”ятовуючі пристрої. Існують

мікросхеми програмованих матриць в склад яких входить невеликий тригерний регістер. Тому проєктований замок можна виконати на одному корпусі такої мікросхеми.

Література

1. Потемкин И.С. Функциональнии узли цифровой техники. М. Єнергия. 1998. стр.320.

2. Захаров В.Н., Поспелов Д.А.,Хазацкий В.Е. Системі управления. Задание. Проектирование.

Реализация. М., Єнергия, 1972.

3. Гуржій А.М., Поворознюк Н.І., Самсонов В.В. Інформатика та інформаційеі технологіїю. Харків,

„Компанія СМІТ”, 2003. стр.351.

4. Лазер И.И., Шубарев В.А. Устойчивость цифрових микроєлектронних устройствю. Москва :

Радио и связь, 1983.

Навчальне видання