Geum.ru

Задание на третий раздел курсовой работы по курсу «Математические основы теории систем»

Вид материалаДокументы

Содержание


N поступают сигналы от двух импульсных генераторов напряжения V1
L, и каждый из них выдает постоянный сигнал, пока какая-нибудь часть автомобиля проходит перед ним. Длина ГА считается большей L
Порядок выполнения работы
Подобный материал:

Задание на третий раздел курсовой работы по курсу
«Математические основы теории систем»


Синтезировать функциональную схему автомата с памятью, если известно содержательное описание алгоритма его функционирования, его возможные параметры и тип триггера. Заданием предусматривается 48 вариантов, которые приводятся в нижеследующей таблице. В этой таблице варианты отличаются друг от друга значениями трех показателей, а именно: алгоритмом функционирования, параметрами алгоритма и типом триггеров, используемых в качестве элементов памяти.


Вариант
Код
алго-ритма
Параметр алгоритма
Тип триггера

1-4
1
слова типа un...d
1. D; 2. T; 3. RS; 4. JK

5-8
2
нет
5. D; 6. T; 7. RS; 8. JK

9-12
3
три этажа
9. D; 10. T; 11. RS; 12. JK

13-16
3
четыре этажа
13. D; 14. T; 15. RS; 16. JK

17-20
4
нет
17. D; 18. T; 19. RS; 20. JK

21-24
5
нет
21. D; 22. T; 23. RS; 24. JK

25-28
6
три разряда
25. D; 26. T; 27. RS; 28. JK

29-32
6
четыре разряда
29. D; 30. T; 31. RS; 32. JK

33-36
7
нет
33. D; 34. T; 35. RS; 36. JK

37-40
8
две кнопки
37. D; 38. T; 39. RS; 40. JK

41-44
8
три кнопки
41. D; 42. T; 43. RS; 44. JK

45-48
9
нет
45. D; 46. T; 47. RS; 48. JK

49-52
10
нет
49. D; 50. T; 51. RS; 52. JK


Ниже приводится содержательное описание десяти алгоритмов, каждый из которых имеет свой код в соответствии с порядковым номером в следующем перечислении.
  1. Автомат должен просматривать английский текст из 26 букв и пробелов и подсчитывать число слов с заданными характеристиками [3].
  2. Автостраду пересекает второстепенная дорога. На перекрестке установлен светофор, система управления которого получает сигналы от реле времени и от параллельно соединенных датчиков давления, вмонтированных в полотно второстепенной дороги в определенных местах. Система должна функционировать следующим образом. Сигнал от реле времени отсутствует в течение 60 сек. (х1=0) и появляется на 30 сек. (х1=1). Красный сигнал светофора (z=1) на автостраде может включаться лишь на интервале, на котором х1=1. Включившись в начале этого интервала, он должен оставаться включенным на протяжении всего интервала. Срабатывание датчиков давления (х2=1) приводит к включению светофора (z=1) на автостраде на очередном интервале включения реле (х1=1) [5].
  3. Грузовой лифт обслуживает многоэтажный магазин, имеет кнопку вызова на каждом этаже и работает по следующим правилам: если нажата одна кнопка, то лифт движется на соответствующий этаж; если одновременно нажаты несколько кнопок, то лифт движется на самый нижний из всех этажей, на которых нажаты кнопки. Ни одна кнопка не может быть нажата во время движения [3].
  4. На схему N поступают сигналы от двух импульсных генераторов напряжения V1 и V2. Каждый генератор генерирует положительный или отрицательный импульс с периодом 1 мкс. Элемент Р вызывает задержку на 1 мкс. Схема N выдает положительный импульс, когда оба поступающие на ее входы импульса положительны, и отрицательный во всех других случаях (см. рис. 1) [3].


  1. Десятичный счетчик. Автомат имеет блок памяти (БП), выходные сигналы триггеров которого формируют кодовый набор, интерпретирующий как десятичная цифра в двоично-десятичном коде. Каждый синхронизирующий импульс сигнала С увеличивает значение кода, которое достигнув 9, переводится следующим синхронизирующим импульсом в 0. При переходе от 9 к 0 автомат выдает выходной сигнал Р=1, который указывает на переполнение счетчика (сигнал называют сигналом переноса).



Входной сигнал R=1 сбрасывает текущее значение состояния автомата в начальное, соответствующее цифре 0. Структурная схема автомата представлена на рис. 2. [2]
  1. Реверсивный двоичный счетчик. Автомат имеет два входных сигнала (U - сигнал управления направлением счета, R - сигнал сброса текущего состояния в исходное), и два выходных сигнала (Р - сигнал переполнения счетчика, Z - сигнал, указывающий на ситуацию противоположную переполнению). Выходным сигналом блока памяти формируют кодовый набор, интерпретируемый как двоичная величина. При поступлении каждого синхронизирующего импульса сигнала С содержимое счетчика увеличивается при U=1 на единицу и уменьшается на единицу при U=0. Сигнал переполнения счетчика (P=1) появляется при переходе от кодового набора 11...1 к набору 00...00. Сигнал заема (Z=1) появляется при переходе от кодового набора 00...0 к набору 11...1. Структурная схема автомата представлена на рис. 3 [2]



  1. Автомат светофора. Синтезировать автомат светофора на перекрестке главной улицы с второстепенной. Перекресток имеет четыре кнопки К1-К4 для пешеходов и два датчика Д1-Д2 наличия автомобилей на второстепенной улице. Схема перекрестка приведена на рис. 4



Автомат должен работать таким образом, чтобы зеленый сигнал светофора для второстепенной улицы включался только по сигналам датчиков Д1-Д2 или в случае запросов от пешеходов, вводимых с помощью кнопок К1-К4 через 30 сек. после нажатия кнопки. В остальное время зеленый сигнал светофора должен быть выключен для основной дороги. Желтый свет включается на 10 секунд. [1].
  1. Разработать функциональную схему кодового замка комнаты. Соленоид должен оттягивать ригель замка после поочередного нажатия определенного ряда различных кнопок (двух, трех и т.д.) из десяти кнопок. В исходное состояние схема возвращается единичным уровнем сигнала, снимаемого с контакта при открывании двери [4].
  2. По заданному участку дороги с односторонним движением движутся грузовые (ГА) и легковые (ЛА) автомобили. Необходимо разработать систему, отделяющую одни от других. При этом использовать пару фотоэлементов х1 и х2, разместив их в определенных точках дороги (см. рис. 5)



Фотоэлементы разделены расстоянием L, и каждый из них выдает постоянный сигнал, пока какая-нибудь часть автомобиля проходит перед ним. Длина ГА считается большей L, но меньшей 2L, а все ЛА короче L. Предполагается, что при прохождении перед фотоэлементами, расстояние между соседними автомобилями не может быть меньше чем 2L. Выход системы z возбуждается всякий раз при прохождении по дороге ГА слева направо.

10. Автомат включает сбрасыватель в том случае, когда изделие, движущиеся по конвейеру, находится на расстоянии L либо меньше от предыдущего изделия. Измерение L производится двумя фотодатчиками D1 и D2 , расположенными вдоль конвейера (рис. 6)


ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1. В соответствии с одной из методик синтезировать формальное описание абстрактного автомата заданного типа в виде таблицы переходов и таблицы выходов.
  2. Произвести кодирование входных, выходных символов и состояний абстрактного автомата в произвольном двоичном коде.
  3. Построить обобщенную функциональную схему структурного автомата с учетом заданного типа триггеров.
  4. Записать для своего варианта в общем виде каноническую систему логических функций, описывающих функционирование синтезирующего автомата.
  5. Минимизировать полученные логические функции любым известным методом.
  6. Построить функциональную схему синтезируемого автомата.



ЛИТЕРАТУРА

  1. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. - М: Энергоавтомиздат, 1987. - 304 с.
  2. Компьютеры: Справочное руководство. В 3-х т. Т.1./ Под ред. Г.Хелмса - М.: Мир, 1986. - 416 с.
  3. Гилл А. Введение в теорию конечных автоматов. - М.: Наука, 1966. - 272 с.
  4. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энергоавтомиздат, 1988. - 320 с.
  5. Ангер С. Асинхронные последовательностные схемы. М.: Наука, 1977.   400 с.
  6. Якубайтес Э.А. Синтез асинхронных конечных автоматов. Рига: Зинатне. – 1970. 328 с.