Цифровой управляющий автомат Советский патент 1985 года по МПК G06F9/00 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано для получения управляющих сигналов в дискретных системах автоматизации. Известны управляющие цифровые авт маты, содержащие блок памяти, выпол.ненный на триггерах (триггерный регистр) , блок формирования сигналов возбуждения триггеров, блок формирований выходных сигналов и синхрониза тор tl Недостатком данных автоматов явля ется большой объем обо1 удования. Наиболее близким к предлагаемому является цифровой управляющий автомат , содержащий генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполнен ный на ЗК-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу эле ментов И дешифраторов состояний и регистр, выполненный на DKтриггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входам синхронизации JK-триггеров регистров первого и второго подавтоматов и пер выми входами элементов И групп первого и второго подавтоматов, вторые входы которых подключены к первой группе входов шифратора выходных сигналов и являются входами внешних условий автомата, выходы элементов И групп первого и второго подавтоматов соединены соответственно с входами шифраторов первого и второго подавто матов, выходы шифратора первого пода томата соединены с соответствукщими 3- и К- входами ЗК-триггеров регистр первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора СОСТОЯНРЙ первого подавт мата, выходы дешифраторов состояний группы второго подавтомата соединены с третьими входами элементов И групп первого подавтомата и подключены к второй группе входов шифратора выходных сигналов, выходы которого являются вьгкодами автомата С2 J. Недостатком данного автомата явля ется большой объем оборудования в результате нерационального использования регистров подавтоматов. Цепь изобретения - сокращение объема оборудования. Указанная цель достигается тем. что в цифровом управляющем автомате, содержащем, генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, вьтолненный на ЗК-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, группу дешифраторов состояний и регистр, вьтолненный на ЗК-триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации ЛК-триггеров регистров первого и второго подавтоматов и первыми входами элементов И группе первого и второго подавтоматов, вторые входы которых подключены к первой группе входов шифратора выходных сигналов и являются входами внешних условий автомата, выходы элементов И групп первого и второго подавтоматов соединены соответственно с входами шифраторов первого и второго подавтоматов, выходы шифратора первого подавтомата соединены с соответствующими - и К-входами JK-триггеров регистра первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствукщими входами дешифратора состояний первого подавтомата, выходы дешифраторов состояний группы второго подавтомата соединены с третьими входами элементов И группы первого подавтомата и подключены к второй группе входов шифратора .выходных сигналов, выходы кбторого являются выходами автомата, второй подавтомат содержит группу мультиплексоров, причем выходы шифратора второго подавтомата соединены с информационными входами соответствующих мультиплексоров группы, управляющие входы которых соединены с входами соответствующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и выходами соответствующих ЭК-триггеров регистра второго подавтомата, 3и К-входы которьрс соединены с выходами соответствующих мультиплексоров группы, выходы дешифратора состоя-НИИ первого подавтомата соединены со стробирующими входами соответствующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и третьими входами элементов И группы второго подавтомата и третьими входами элементов И группы второго подавтомата. На чертеже представлена функциональная схема цифрового управлтощего автомата. 3 Автомат содержит первый 1 и второй 2 подавтоматы, шифратор 3 выход ных сигналов и генератор 4 тактовых импульсов. Первый подавтомат содержит группу 5 элементов И, mie pafop 6, регистр 7 и дешифратор 8 состояний. Второй подавтомат содержит регистр 9, вьшолненный на ЗК-триггерах 10, группу дешифраторов 11 соетояний, группу 12 элементов И, пшфр тор 13 и группу мультиплексоров 14. Устройство работает следукяцим образом. Внутренним состояниям подавтомата 1 соответствует множество сигнаР {Р,. Р , которые формируются на выходах дешифратора состояний этого подавтомата. Входы дешифратора 8 состояний соединены с выходами регистра 7, имеющего п разрядов, который является блоком памяти подавтомата-селектора 1. Таким образом, количество сигналов Р может доходить до , т.е. -V«,. Сигналы Р несут информацию о режиме работы подавтомата 2. С выходо дешифратора 8 состояний сигналы Р поступают на входы группы 12 элемен тов И, на другие входы которой поступает множество сигналов входных переменных , У, ...,Х и син хросигнал Т от генератора 4 тактовы импульсов. На выходах группы 12 эле . ментов И формируются функции перехо дов F подавтомата 2, представляющие собой конъюнкции набора входных переменных X, выходных сигналов под автомата 1-Р и синхросигнала Т - , выходов группы 12 элементов И сигналы Р поступают на входы шифрат ра 13, на выходах которого формируют-45 ся функции W, представляющие собой дизъюнктивную форму следующего вида где ,2,...,2 «о - количество мультир . плексоров 14 J ,2,...,2 - разрядность информационных входов мультиплексоров 14 По - число разрядов (триггеров 10 ре7гистра 9) обобщенного подавтомата 2. Выходы шифратора 13 соединены с информационными входами мультиплексоров 14. Использование мультиплексоров позволяет упростить формирование сигналов возбуждения и унифицировать структуру цифрового автомата. В общем случае необходимо иметь 2п . мультиплексоров. Применение мультиплексоров оправдано при уменьшении количества разрядов цифрового автомата, так как при этом упрощается управлЁение мультиплексоров. Оптимальное количество управляющих входов мультиплексоров равно Управляющие входы V каждого из мультиплексоров 14 соединены с выходами триггеров 10 регистра 9, т.е. с выходами всех триггеров 10 за исключением того триггера, с вхоцом которого соединен выход этого мультиплексора. Выходы каждого мультиппексора соединены с входами О или К одного из триггеров. На выходе каждого мультиплексора формируется сигнал возбуждения Z или 2 , устанавливающий соответствующий триггер в состояние О или 1 соответственно 7 -/I ч (I Р тх у ко i К1.Х i r.j в . - количество внутренних сосгдетояний обобщенного подантомата 2, -{s. 5t.-,4l - множество внутренних состояний подавтомата 2. Значение S определяется выходным кодом регистра 9, выходы которого соединены с входами дешифраторов 11 состояний, причем выход каждого из триггеров 10 соединен с одноименным входом каждого из дешифраторов 11, т.е. Т1 с входом 1,Т2 с входом 2 и т.д. Управляющие входы V дешифраторов 11 соединены с выходами дешифратора 8 подавтомата 1 так, что .каждьй из дешифраторов 11 управляется одним из сигналов ,. ., В зависимости от кода регистра 10 подавтомата 2, поступающего на входы 1, ..., По дешифраторов 11, на выходах дешифраторов 11 формируется множество сигналов А, соответствующих внутренним состояниям исходного .цифрового автомата. К.«а.-.,Р,,5,Р,...,5,Р,5,р, Ч Ч) где N - количество внутренних состоя НИИ всего цифрового автомата Сигналы А поступают на входы шифр тора выходных сигналов, на выходах которого формируются выходные переменные Y. На другие входы щифратора поступают входные переменные X, кото рые в случае автомата Мура могут отсутствовать. Смена режима работы подавтомата 2 т.е. переход подавтомата 1 из соетояния Р в состояние, р. , определяется как входными переменными X, так и внутренним состоянием А всего цифрового автомата. Сигналы А, соответствующие внутренним состояниям цифрового автомата, в которых необходимо произвести переключение подавтомата 1, поступают на входы группы 5 элементов И этого подавтомата, на другие входы которого поступают сигналы входных переменных х и синхро

. ТГТТ Pfi

c:i:::ir:z .:zi::: J..ii

ЧЛ ; 11506 5 7б сигнал Т. На выходах шифратора 6 формируются сигналы возбуждения для регистра 7, поступающие на входы :/ и К триггеров этого регистра и представляющие собой дизъюнктивную форму и й.т(х X 1 i-,, 1 1 --1Лр/. Синхрониэация триггеров регистров 7 и 9 производится по сигналу Т генератора А, который поступает на входы синхронизации триггеров. Формирование сигналов Р определяется дешифратором 8, подключенным к выходам регистра 7. Таким образом, сложный цифровой автомат с числом внутренних состояний N может быть реализован посредством разбиения на два подавтоматаобобщенный подавтомат с числом внутренних СОСТОЯНИЙ , работающий в одном из CV режимов, и подавтомат, имеющий .внутренних состояний, который переключает режим работы обобщенного подавтомата. При этом N, и Nfl + H-N. При суммарное чисдо внутренних состояний подавтоматов Может быть снижено до величины х,, что, в свою очередь, приводит к сниению аппаратурных затрат по сравнеию с автоматом-прототипом.

ЦИФРОВОЙ УПРАВЛЯЩИЙ АВТОМАТ, содержащий генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполненный на 3«-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, группу дешифраторов состояний и регистр, выполненный на Лс-триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации ЭК -триггеров регистров первого и второго подавтоматов и первыми входами элементов И групп первого и второго подавтоматов , вторые входы которых подключены к первой группе входов шифратора выходных сигналов и являются входами внешних условий автомата, выходы элементов И групп первого и второго подавтоматов соединены соответственно с входами шифраторов первого и второго подавтоматов, выходы шифратора первого подавтомата соединены с соответствующими О и К-входами JK-триггеров регистра первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствукщими входами дешифратора состояний первого подавтомата, выходы децгифраторов состояний группы второго подавтомата соединены с третьими входами элементов И группы первого подавтомата и подключены к второй группе входов шифратора выходных сигналов, выходы которого являются выходами автомата, отличающийся тем, что, с целью (О С сокращения оборудования, второй подавтомат содержит группу мультиплексоров, причем выходы шифратора второго подавтомата соединень с информая. ционными входами соответствующих муль I типлексоров группьз, управляющие входы -h Сл которых соединены с входами соответст вующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и выходами соотО О5 ветствующих ЭК-триггеров регистра второго подавтомата,О- и К- входы to которых соединены с выходами соответствукяцих мультиплексоров группы, выходы дешифратора состояний первого подавтомата соединены со стробирующими входакш соответствующих дешифраторов состояний группы второго под автомата и третьими входами элементов И группы второго подавтомата.