Синтез синхронного тактируемого конечного автомата на примере реализации устройства управления светодиодной гирляндой
Автор: RyzhBurger • Апрель 22, 2023 • Курсовая работа • 1,437 Слов (6 Страниц) • 136 Просмотры
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ОЦЕНКА ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
должность, уч. степень, звание | подпись, дата | инициалы, фамилия |
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ На тему: Синтез синхронного тактируемого конечного автомата на примере реализации устройства управления светодиодной гирляндой. |
по дисциплине: Цифровые устройства |
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № | ||||
номер группы | подпись, дата | инициалы, фамилия | ||
Студенческий билет № |
Санкт-Петербург 2023
Вариант работы
[pic 1]
Термин «Конечный автомат» - общее название последовательностных схем. «Конечный» - указывает на конечное количество состояний последовательностного устройства.
«Тактируемый» - указывает на тот факт, что элементы памяти в конечном автомате (триггеры) имеют тактовый вход.
«Синхронный» - означает, что все триггеры используют один и тот же тактовый сигнал. Состояние такого конечного автомата изменяется только в тот момент дискретного времени, когда в тактовом сигнале происходит переключающий переход (разрешающий сигнал).
- Определим тип синхронного тактируемого конечного автомата и опишем его структурную схему.
Работа гирлянды должна быть следующей: последовательное непрерывное (циклическое) выполнение циклов 1, 2, 3.
Цикл 1: «Бегущий огонь»
[pic 2]
- й такт: включены светодиоды 10 и 11;
- й такт: выключены светодиоды 10 и 11, включены светодиоды 7 и 8;
- й такт: выключены светодиоды 7 и 8, включены светодиоды 4 и 5;
- й такт: выключены светодиоды 4 и 5, включены светодиоды 1 и 2.
Цикл 2: «Мигание» 7 раз
[pic 3]
Один такт: включены светодиоды 1, 3, 5, 7, 9, 11;
Следующий такт: включены светодиоды 2, 4, 6, 8, 10;
Переключение повторить 7 раз.
Цикл 3: «Бегущий огонь»
[pic 4]
Аналогично 1-му циклу в обратном порядке.
…4-ый такт: все светодиоды выключены. Возвращение к 1 циклу.
- Опишем состояния системы и составим диаграмму состояний. А – горят светодиоды 10 и 11;
Б – горят светодиоды 7 и 8; В – горят светодиоды 4 и 5; Г – горят светодиоды 1 и 2;
Д – горят светодиоды 1, 3, 5, 7, 9, 11;
Е – горят светодиоды 2, 4, 6, 8, 10; Ж - все светодиоды выключены.
Количество выходных состояний системы (А..Ж) – 7.
Количество внутренних состояний системы (количество тактов полного цикла работы) – N = 22.
Количество триггеров в счетчике – 5 – определяется количеством необходимых внутренних состояний (N = 22) как округление до ближайшего большего целого числа log2 𝑁 = log2 22
Диаграмма состояний изображена на рисунке 1.
[pic 5]
Рисунок 1 Диаграмма состояний
- Составим таблицу состояний счетчика (зеленая) и таблицу истинности комбинационной части (синяя).
N такта | Таблица состояний (счетчик) | Таблица истинности (светодиоды) | ||||||||||||||
Q4 | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | Y6 | Y7 | Y8 | Y9 | Y10 | Y11 | |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
5 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
9 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
10 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
12 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
13 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
14 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
15 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
16 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
17 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
18 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
19 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
20 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
21 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
22 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | Первое запрещенное состояние, возврат к такту № 0 | ||||||||||
23-31 | Запрещенные состояния, отсутствуют в счетчике, т. к. счетчик принудительно обнуляется после такта № 21 |
Таблица 1
...