Курсовая работа на тему: Задание. Понятие о дискретном цифровом автомате. Основные понятия алгебры логики

Введение

В ходе выполнения курсовой работы было реализовано построение кодопреобразователя по заданным значениям функций входа и выхода.

На первом уровне реализации работы была составлена таблица соответствий входного и выходного сигналов для десяти заданных значений и произведены преобразования для соблюдения условия автоматности.

На следующем уровне работы было произведено построение граф-деревьев абстрактных автоматов Мура и Мили. Затем по графу составлены таблицы переходов и выходов для автомата Мили.

На третьем уровне работы произведена минимизация автомата Мили путём составления таблицы переходов с распределением неопределённостей, исключением недостижимых состояний проектируемого автомата, определение классов совместимости до получения нормализованного автомата, построение графа полученного автомата.

На четвёртом уровне работы был произведён структурный синтез цифрового автомата с кодированием двоичным кодом входной, выходной функций автомата, а также функции состояний. Определена таблица состояний выбранного для реализации кодопреобразователя D-триггера.

Пятым этапом выполнения работы была минимизация с помощью диаграмм Вейча, функций выхода кодопреобразователя и возбуждения D-триггера, а также их реализация в базисе И, ИЛИ, НЕ.

На последнем уровне работы была составлена схема последовательного кодопреобразователя заданного входного кода в заданный выходной на простейших цифровых автоматах с памятью.

Особенностью цифрового автомата является зависимость оператора преобразования А от предыдущих состояний кодопреобразователя, то есть наличие памяти у цифрового автомата. В частном случае отсутствия памяти у цифрового автомата, он является логической схемой. Таким образом, предметами исследования в теории цифровых автоматов являются как собственно цифровые автоматы (системы с памятью), так и автоматы без памяти или логические схемы.

Наиболее разработана теория цифровых автоматов применительно к канонической структуре цифрового автомата, представленной на рис.1. Для дальнейшего рассмотрения используется только эта структура цифрового автомата.

КСВХ - входная комбинационная схема; П - память; КсВЬ1Х - выходная комбинационная схема; Х- входной цифровой код; В - код возбуждения памяти; А - код состояния памяти; Y - выходной код.

Рис.1. Каноническая структурная схема цифрового автомата

По структурной схеме цифрового автомата видно, что входные коды входной и выходной комбинационных схем получаются в результате конкатенации (объединения) входного кода и кода состояния памяти цифрового автомата.

Оглавление

- Задание

- Введение 2

- Понятие о дискретном цифровом автомате

- Основные понятия алгебры логики

- Понятия теории графов

- Граф-дерево автомата Мура

- Граф-дерево автомата Мили

- Таблица переходов по автомату Мили

- Таблица выходов по автомату Мили

- Минимизация цифрового автомата Мили

- Таблица переходов с распределением неопределённостей

- Исключение недостижимых состояний

- Определение класса совместимости

- Классы единичной совместимости

- Классы двоичной совместимости

- Классы троичной совместимости

- Классы четверичной совместимости

- Классы пятеричной совместимости

- Таблица состояний и выходов нормализованного автомата

- Структурный синтез цифрового автомата

- Выбор триггера

- Представление функции возбуждения

- Таблица состояний и выходов нормализованного автомата

- Минимизирующие карты

- Минимизация функций по методу Квайна

- Минимизация функций по методу Мак-Класки

- Заключение 43

- Литература 44

Заключение

Восьмеричное число

В

Склеивание 3

Восьмеричное число

С

В

С

Минимизируем D4

Восьмеричное число

Склеивание 1

Восьмеричное число

В

С

Склеивание 2

Восьмеричное число

Н

В

С

Н

Минимизируем D3

Восьмеричное число

Склеивание 1

Восьмеричное число

С

Склеивание 2

Восьмеричное число

Н

С

Н

Минимизируем D2

Восьмеричное число

В

Склеивание

Восьмеричное число

С

Н

К

М

Р

В

С

Н

К

М

Р

Минимизируем D1

Восьмеричное число

В

С

Склеивание

Восьмеричное число

Н

К

В

С

Н

К

Минимизируем D0

Восьмеричное число

В

Склеивание 1

Восьмеричное число

Склеивание 2

Восьмеричное число

Н

К

В

Н

К

Заключение

Для получения оптимального варианта кодирования необходимо сопоставлять результаты минимизации комбинационных схем при использовании всех возможных вариантов кодирования.

Минимальный вариант построения принципиальной схемы может быть получен только после перебора и сравнения всех возможных вариантов построения цифрового устройства.

Для практического использования методов минимизации исключительное значение имеет инженерная интуиция при выборе вариантов кодирования и минимизации. Функции выхода цифрового автомата нужно задавать сравнительно редко, поскольку чаще всего применяются цифровые автоматы, не имеющие выходной комбинационной схемы. Для более сложных цифровых автоматов входная комбинационная схема, как правило, представляет собой преобразователь кода, или шифратор, состояния блок памяти цифрового автомата в выходной код цифрового автомата. Для большинства стандартных применений выходные комбинационные схемы цифровых автоматов минимизированы, разработаны и производятся в виде интегральных схем.

Таким образом, цель минимизации выходной комбинационной цифрового автомата зачастую сводится к выбору интегральных микросхем для конкретного использования.

Для структурного синтеза цифровых автоматов желательно применять табличные методы, так как они выполняются в более строгой форме, чем структурный синтез по графу, который требует огромного внимания на процессах синтеза и проверки его результатов. Количество ошибок при применении метода структурного синтеза по графу намного больше количества ошибок при использовании табличного метода структурного синтеза при всех прочих одинаковых условиях выполнения процесса синтеза.

В ходе выполнения курсовой работы было произведено построение кодопреобразователя по заданным входным и выходным функциям.

В процессе выполнения работы нами были приобретены практические навыки по курсам " Дискретная математика" и "Цифровые автоматы".

Список литературы

1. Гудилин А.В. Цифровая схемотехника. Челябинск, 2000.

2. Иванов В.И. Синтез цифровых автоматов для систем связи и управления. Челябинск, 1980

3. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Процедуры программирования логических матриц, - Микропроцессорные средства и системы, 1986, №2.

4. Иванов В.И. Синтез цифровых автоматов для систем связи и управления, Челябинск, ЧПИ, 1980.

5. Баранов СИ. Синтез микропрограммных автоматов. - Л.: Энергия, 1979.

6. Электронный конспект лекций Гудилин Алексей Евгеньевич.

7. Конспект лекций по курсу цифровые автоматы. ЮУрГУ 2004.