Цифровой управляющий автомат
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.
СОК) 3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (! 9) (11) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3655681/24-24 (22) 24.10.83 (46) 15.04.85. Бюл. Ф 14 ;(72) М.Л.Архангельский, Я.К.Лифшиц и В.Л.Соловьев (53) 681.325(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР N 641451, кл. G 06 Р 9/00, 1976. 2. Гаврилов М.А. и др. Логическое проектирование дискретных автоматов. М., "Наука", 1977,.с. 173-179 (прототип), (54)(57) циФРовой улРАвляющий АвтоМАТ, содержащий генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполненный íà 34 триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, группу дешифраторов состояний и регистр„ выполненный на 3К-триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации 3k -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 шифрато-. ра первого подавтомата соединены с соответствующими Э и К-входами 3К-триггеров регистра первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора состояний первого полуавтомата, ! 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 которого являются выходами автомата, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения оборудования, второй подавтомат содержит группу мультиплексоров, причем выходы шифратора второго подавтомата соединены с информационными входами соответствующих муль-= типлексоров группы, управляющие входы . 9 которых соединены с входами соответствующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и выходами соответствующих ЭК-триггеров регистра второго подавтомата,3- и К- входы которых соединены с выходами соответствующих мультиплексоров группы, выходы дешифратора состояний первого подавтомата соединены со стробирующими входами соответствующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и третьими входами элемен- З " тов И группы второго подавтомата. 1150627 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике н может быть использовано для получения управляющих сигналов в дискретных системах автоматизации. 5 Известны управляющие цифровые автоматы, содержащие блок памяти, выпол.ненный на триггерах (триггерный регистр), блок формирования сигналов возбуждения триггеров, блок формиро- tO ваиия выходных сигналов и синхронизат.ор 13. Недостатком данных автоматов является большой объем оборудования. Наиболее близким к предлагаемому t5 является цифровой управляющий автомат, содержащий генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, деши- 20 фратор состояний и регистр, выполненный на 3К-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И группу дешифраторов состояний и регистр,.выполненный на 3К- Ы триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации 3К-триггеров регистров первого и второго подавтоматов н первыми входами элементов И групп .пер- ЗО вого 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 вводами шифраторов первого и второго подавтоматов, выходы шифратора первого подавтомата соединены с соответствующими 4О 3- и К- входами 3К-триггеров регистра первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствующими 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 которого являются выходами автомата Г2 3. Недостатком данного автомата является большой объем оборудования в результате нерационального использования регистров подавтоматов. Цель изобретения - сокращение объема оборудования. Укаэанная цель достигается тем, что в цифровом управляющем автомат, содержащем, генератор тактовых импульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполненный на 3К-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, группу дешифраторов состояний и регистр, выполненный на 3К-триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации 3К-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 3К-триггеров регистра первого подавтомата, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора состояний первого подавтомата, выходы дешнфраторов 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 дешнфраторов состояний группы второго подавтомата и выходами соответствующих 3К-триггеров регистра второго подавтомата, 3и К-входы которых соединены с выходами соответствующих мультиплексоров группы, выходы дешифратора состоя-ний 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 управляющего автомата. 11S0627 5No q 121 j =1: 5=(5,, 5,,5< %. W 1-U а.тХ К, 1=1 50 где е1,2,...,2 и количество мультиплексоров 14; разрядность информационных входов 55 мультиплексоров 14; число разрядов (триггеров 10 реtie-1 I 1,2,...52 Автомат содержит первый 1 и второй 2 подавтоматы, шифратор 3 выходных сигналов и генератор 4 тактовых импульсов. Первый подавтомат содержит группу 5 элементов И, шифратор 6, регистр 7 и дешифратор 8 состояний. Второй подавтомат содержит регистр 9, выполненный на 3К-триггерах 10, группу дешифраторов 11 сос- 1О тояний, группу 12 элементов И, шифратор 13 и группу мультиплексоров 14, Устройство работает следующим образом. Внутренним состояниям подавтомата 1 соответствует .множество сигналов Р = (Р,, 5 P, ..., Р,1 «5 которые формируются на выходах дешифратора 8 состояний этого подавтомата. Входы дешифратора 8 состояний соединены с выходами регистра 7, имеющего разрядов, который является блоком памяти подавтомата-селектора 1. Таким образом, количество сигналов P может доходить до 2"«-1, т.е. 25 55Ñ Ъ ФФ 2 с — 1, Сигналы Р несут информацию о режиме работы подавтомата 2. С выходов дешифраторе 8 состояний сигналы P поступают на входы группы 12 элемен- З0 тов И, на другие входы которой поступает множество сигналов входных переменных Х=(X„, Х, ...,Х ) и синхросигнал Т от генератора 4 тактовых импульсов. На выходах группы 12 эле, ментов И формируются функции переходов F подавтомата 2, представляющие собой конъюнкции набора входных переменных Х, выходных сигналов подавтомата 1-P и синхросигнала Т F. =-P. Т х ...Х i i "е С выходов группы 12 элементов И сигналы 1- поступают на входы шифратора 13, на выходах которого формируют-45 ся функции %, представляющие собой диэъюнктивную форму следующего вида гистра 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 2г, мультиплексоров. Применение мультиплексоров оправдано при уменьшении количества раз-. рядов цифрового автомата, так как при этом упрощается управление мультиплексоров. Оптимальное количество управляющих входов мультиплексоров равно н, -1. Управляющие входы V каждого иэ мультиплексоров 14 соединены с выходами п,-1 триггеров 10 регистра 9, т.е. с выходами всех триггеров 10 за исключением того триггера, с входом которого соединен выход этого мультиплексора. Выходы каждого мультиплексора соединены с входами 3 или К одного иэ триггеров. На выходе каждого мультиплексора формируется сигнал возбуждения Zqо или Z,, устанавливающий соответст. вующий триггер в состояние 0 или 1 . соответственно где, — количество внутренних состояний обобщенного подавтомата 2, — множество внутренних состояний подавтомата 2. Значение 3 определяется выходным кодом регистра 9, выходы которого соединены с входами дешифраторов 11 состояний, причем выход каждого иэ триггеров 10 соединен с одноименным входом каждого иэ дешифраторов 11, т.е. Т1 с входом " 1",Т2 с входом "2" и т.д. Управляющие входы V дешифраторов !1 соединены с выходами дешифратора 8 подавтомата 1 так, что .каждый иэ дешифраторов 11 управляется одним иэ сигналов Р= (Р, . ..,, Pq). В зависимости от кода регистра 10 подавтомата 2, поступающего на вхоВНИИПИ Заказ 2145/38 Тираж 710 Подписное Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 В 1150б ды 1 ° ° ° ° в о дешифраторов 11, на выходах дешифраторов 11 формируется множество сигналов А, соответствующих внутренним состояниям исх исходного цифрового автомата. 5 1 1 1 2 " Й1 (1 11 2 1 ") Р1) 1 2)..., . ." 3 I где м — количество внутренних состоя- 10 ний всего цифрового автомата. Сигналы А поступают на входы шифратора выходных сигналов, на выходах которого формируются выходные переменные У.,На другие входы шифратора 3 15 поступают входные переменные Х, которые в случае автомата Мура Могут отсутствовать. Смена режима работы подавтомата 2, т.е. переход подавтомата 1 из сос- 20 тояния Р; в состояние Р, определяется как входными переменными Х, 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 30 сигналы входных переменных Х и синхросигнал Т. На выходах шифратора 6 формируются сигналы возбуждения для регистра 7, поступающие на входы и К триггеров:этого регистра и представляющие собой дизъюнктивную форму U Б,.т(к„,х,> Синхронизация триггеров регистров 7 и 9 производится по сигналу Т генератора 4, который поступает на входы синхронизации триггеров. Формирование сигналов P определяется дешифратором 8, подключенным к выходам регистра 7. Таким образом, сложный цифровой автомат с числом внутренних состояний может быть реализован посредстний Н вом разбиения на два подавтомата: обобщенный подавтомат с числом внутренних состояний N,« è, работающий в одном иэ q, режимов, и подавтомат, имеющий внутренних состояний, который переключает режим работы обобщенного подавтомата. При этом и м и М,+ g.N. При и = суммарное число внутренних состояний подавтоматов Может быть снижено до величины -215 что, в свою очередь, приводит к снижению аппаратурных затрат по сравнению с автоматом-прототипом.
