МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЛИАЛ В Г. ИШИМБАЕ
Кафедра АПП
Реферат
по предмету: Математические основы дискретно-логических систем
Синтез дискретно-логического устройства управления электронныхчасов
Выполнил: ст. гр. АТП-208
Шарипов Д.В.
Проверил: к. ф. — м. н., ст. преп.
Мугафаров М.Ф.
Ишимбай 2006
План
Цель работы
Граф управляющего автомата
Общая структурная схема
Кодирование входных и выходных воздействий
Минимальные функции блоков F и FL
Остановка часов
Будильник
Общая функциональная схема
Функциональная схема блоков F и FLЦель работы
Целью работы является синтез функциональной схемы электронныхчасов по описанию их дополнительных возможностей по отношению к возможности простогоотображения времени (базовый вариант).Граф управляющего автомата
Построим возможный граф перехода в состояния автомата.
/>
Состояния автомата:
1 — отображение текущего времени. На индикаторах отображаютсячасы и минуты.
Однократное нажатие кнопки b включает/выключает будильник
2 — режим корректировки минут. На индикаторах отображаются минуты.Однократное нажатие кнопки b добавляетединицу к значению минут.
3 — режим корректировки часов.
На индикаторах отображаются часы. Однократное нажатие кнопкиb добавляет единицу к значению часов.
4 — режим установки минут будильника. На индикаторах отображаютсяминуты будильника.
будильник дискретный логический управление
Однократное нажатие кнопки b добавляет единицу к значению минут будильника.
5 — режим установки часов будильника. На индикаторах отображаютсячасы будильника. Однократное нажатие кнопки b добавляет единицу к значению часов будильника.
Опишем управляющие сигналы:
L1 — разрешает или запрещает отображениеминут
L2 — разрешает или запрещает отображениечасов
L3 — управление МС, которая позволяетвыводить на индикаторы текущее время или время будильника.
i1 — подается для корректировки минут
i2 — подается для корректировки часов
i3 — подается для установки минут будильника
i4 — подается для установки часов будильника
i5 — включает/выключает будильник
Опишем режимы и связанные с ними микрокоманды:
1. Отображение времени
L1=1 L2=1 L3=0
Должен поступать внешний сигнал i5
2. Режим корректировки минут
L1=1 L2=0 L3=0
Должен поступать внешний сигнал i1
3. Режим корректировки часов
L1=0 L2=1 L3=0
Должен поступать внешний сигнал i2
4. Режим установки минут будильника
L1=1 L2=0 L3=1
Должен поступать внешний сигнал i3
5. Режим установки часов будильника
L1=0 L2=1 L3=1
Должен поступать внешний сигнал i4Общая структурная схема
Граф, построенный в предыдущем пункте, не является полностьюопределенным, поскольку переходы под воздействием сигнала a не имеют выходных сигналов. Поэтому, составим схему конечногоавтомата.
/>
Изобразим общую структурную схему
/>
Кодирование входных и выходных воздействий
Составим таблицу состояний.Вход Состояние След. Состояние Выход a 1 2 z6 b 1 1 z5 a 2 3 z6 b 2 2 z1 a 3 4 z6 b 3 3 z2 a 4 5 z6 b 4 4 z3 a 5 1 z6 b 5 5 z4
Закодируем входы и выходы состояний автомата и после этого построимтаблицы истинности для элементов F иFL.
Для кодирования состояний возьмем 3 двоичных разряда:
1 000
2 001
3 010
4 011
5 100
Входных сигнала два: x a 1 b
Закодируем выходные импульсы y1/i1 y2/i2 y3/i3 y4/i4 y5/i5 z1 1 z2 1 z3 1 z4 1 z5 1 z6
Проведем кодирование выходных сигналовВход Текущ. Сост. След. Сост. Выход q1 q2 q3 Q1 Q2 Q3 y1 y2 y3 y4 y5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Проведем кодирование выходных сигналов для блока FLq1 q2 q3 L1 L2 L3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Минимальные функции блоков F и FL
При помощи карт Карно построим и минимизируем функции Q1,Q2,Q3,y1,y2,y3,y4,y5 от аргументов x,q1,q2,q3, а такжефункции L1,L2,L3от аргументов q1,q2,q3.
/>
/>
/>
Q1 = xq2q3 \/ xq1
Q2 = xq2 \/ q2q3 \/ xq2q3
Q3 = xq3 \/ xq1q3
y1 = xq1q2q3
y2 = xq2q3
y3 = xq2q3
y4 = xq1
y5 = xq1q2q3
L1 = q3 \/ q1q2
L2 = q3
L3 = q1 \/ q2q3
По полученным формулам могут быть построены функциональные схемыблоков F и FL.Остановка часов
Необходимо организовать остановку часов после корректировки минут(только если была добавлена хотя бы одна минута). При этом следует учесть следующиеусловия:
а). остановка часов должна происходить только, если была добавленахотя бы одна минута
б). запуск часов осуществляется нажатием любой кнопки в режимеотображения времени
Для этого необходимо, чтобы импульсы от генератора тактовых импульсовне поступали на счетчик Счк1. Эту функцию будет реализовывать блок ST, схема которого имеет следующий вид:
/>
Принцип работы блока ST следующий: если при корректировке минут была добавлена минута,то сигнал i1 сбросит триггер T7в нулевое состояние, что не позволит пройти импульсам от генератора тактовых импульсов.Находиться в нулевом состоянии триггер T7 будет находитьсядо тех пор, пока на его вход s неподастся напряжение низкого уровня. Это произойдет, когда часы будут находитьсяв режиме отображении времени (q1=0 q2=0q3=0) и будет нажата любая кнопка (нажатию кнопки соответствуетпоявление синхроимпульса s, т.е. s=1).
Будильник
Для того, чтобы проектируемые часы имели будильник, заведем системусчетчиков Счк7-Счк10, которые будут хранить время, при наступлении которого необходимоподать звуковой сигнал. Таким образом, нам необходимо сравнивать значения счетчиков,хранящие время будильника, со значениями соответствующих счетчиков, отсчитывающихвремя. Сравнение будем производить с помощью свойства импликации функции эквивалентности:
pq = pq \/ pq
Приведем схему блока сравнения пары соответствующих разрядов.
/>
Qб — разряд со счетчика будильника
Q — разряд со счетчика, предназначенногодля отсчета времени
Для того, чтобы сравнить значения пары соответствующих счетчиков,необходимо проверить все их разряды по этой схеме. Если хотя бы одна пара двоичныхразрядов не эквивалентна, то счетчики хранят разные значения; если все разряды эквивалентны,то счетчики хранят одно и то же значения. Исходя из этого, построим схему блока,который будем обозначать , сравнивающий значения пары соответствующих счетчиков.
Для трехразрядных счетчиков:
/>
Таким образом, время, при наступлении которого необходимо податьзвуковой сигнал, характеризуется логической единицей на выходе данного блока.
Для того, чтобы проектируемые часы были обеспечены возможностьюотключения режима будильника введем счетчик Счк12 с коэффициентом пересчета к=2и одним двоичным разрядом. Значению счетчика соответсвует:
0 — будильник выключен
1 — будильник включен
Значение счетчика Счк12 будет меняться при появлении сигналаi5, которому соответствует нажатие кнопки b в режиме отображания времени.
Для того, чтобы прекратить подачу звукового сигнала по истечению10 секунд, построим следующую схему:
/>
Общая функциональная схема
Для просмотра нажмите сюда
Функциональная схема блоков F и FL
/>