Цифровой управляющий автомат

(51) С ЕЛЬСТВ14ский, Я.К.Лифши детельство ССС9/00, 1976.и др. Логичесскретных авта 977,.с, 173-17 оГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСНОЬЛЪГ СВИД(прототип),(54) (57) ЦИФРОВОЙ УПРАВЛЯЮПИЙ АВТО -МАТ, содержащий генератор тактовыхимпульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащийшифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполненный на ЭХ -триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группуэлементов И, группу дешифраторов состояний и регистр выполненный наЗК-триггерах, причем выход генератра тактовых импульсов соединен с входами синхронизации ЭК -триггеров регистров первого и второго подавтоматов и первыми входами элементов Игрупп первого и второго подавтоматов;вторые входы которых подключенык первой группе входов шифраторавыходных сигналов и являются входамивнешних условий автомата, выходыэлементов И групп первого ивторогоподавтоматов соединены соответственно с входами шифраторов первого и второго подавтоматов, выходы шифрато-. ра первого подавтомата соединены с соответствующими Э и К-входами ЗК-триггеров регистра первого подав- томата, 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 щ и й с я тем, что, с целью сокращения оборудования, второй подавтомат содержит группу мультиплексоров, причем выходы шифратора второ- С го подавтомата соединены с информационными входами соответств х ль-: типлексоров группы, управляющие входы Ффффф которых соединены с входами соответствующих дешифраторов состояний группы второго подавтомата и выходами соответствующих 3 К-триггеров регистра второго подавтомата,Э- 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" Зфф тов И группы второго подавтомата, 1150627Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано для получения управляющих сигналов в дискретных системахавтоматизации. 5Известны управляющие цифровые автоматы, содержащие блок памяти, выпол.ненный на триггерах (триггерный регистр), блок формирования сигналоввозбуждения триггеров, блок формироваиия. выходных сигналов и синхронизат.ор 13.Недостатком данных автоматов является большой объем оборудования.Наиболее близким к предлагаемому 15является цифровой управляющий автомат, содержащий генератор тактовыхимпульсов, шифратор выходных сигналов, первый подавтомат, содержащийшифратор, группу элементов И, дешифратор состояний и регистр, выполненный на ЗК-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И группу дешифраторов состояний и регистр,.выполненный на ЗК- г 5триггерах, причем выход генераторатактовых импульсов соединен с входамисинхронизации ЗК-триггеров регистровпервого и второго подавтоматов и первыми входами элементов И групп .пер- З 0вого и второго подавтоматов, вторыевходы которых подключены к первойгруппе входов шифратора выходныхсигналов и являются входами внешнихусловий автомата, выходы элементов Игрупп первого и второго подавтоматовсоединены соответственно с вводамишифраторов первого и второго подавтоматов, выходы шифратора первого подавтомата соединены с соответствующими 403- и К- входами ЗК-триггеров регистрапервого подавтомата, выходы которыхсоединены с соответствующими входамидешифратора состояний первого подавтомата, выходы дешифраторов состоянийгруппы второго подавтомата соединеныс третьими входами элементов И группыпервого подавтомата и подключенык второй группе входов шифратора выходных сигналов, выходы которого являются выходами автомата Г 2 3.Недостатком данного автомата является большой объем оборудования в результате нерационального использования регистров подавтоматов.55Цель изобретения - сокращение объема оборудования.указанная 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 ЭК-триггерах, второй подавтомат, содержащий шифратор, группу элементов И, группу дешифраторов состояний и регистр, выполненный на ЭК-триггерах, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации ЗК-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 ЗК-триггеров регистра пер - вого 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 ЭК-триггеров регистра второго подавтомата, Э- и 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 подав- томата и третьими входами элементовИ группы второго подавтомата.На чертеже представлена функциональная схема цифрового управляющего автомата.1150627 5 Б 5 5,50 где в 1,22ф-Р "1 ь 2,2 3Автомат 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 3 К-триггерах 10, группу дешифраторов 11 сос Отояний, группу 12 элементов И, шифратор 13 и группу мультиплексоров 14.Устройство работает следующим образом.Внутренним состояниям подавтомата 1 соответствует множество сигналов Р = Р Р ,, Р, , которые . формируются на выходах дешифратора 8состояний этого подавтомата. Входы дешифратора 8 состояний соединены с выходами регистра 7, имеющего о, разрядов, который является блоком памяти подавтомата-селектора 1. Таким образом, количество сигналов Рможет доходить до 2 "-1, т.е. 25-1Сигналы Р несут информацию о режиме работы подавтомата 2. С выходов дешифраторе 8 состояний сигналы Р поступают на входы группы 12 элемен- З 0 тов И, на другие входы которой поступает множество сигналов входных переменных Х=Х, Х , ,Хо и синхросигнал Т от генератора 4 тактовых импульсов. На выходах группы 12 эле, ментов И формируются функции переходов Г подавтомата 2, представляющиесобой конъюнкции набора входных переменных Х, выходных сигналов подавтомата 1-Р и синхросигнала Т40Г.=Р.Т Х Хз з "еС выходов группы 12 элементов И сигналы 1- поступают на входы шифратора 13, на выходах которого формируют ся функции %, представляющие собойдиэъюнктивную форму следующего вида количество мультиплексоров 14;разрядность информационных входов 55 мультиплексоров 14; число разрядов (триггеров 10 регистра 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 2 о, мультиплексоров.Применение мультиплексоров оправдано при уменьшении количества разрядов цифрового автомата, так как при этом упрощается управление мультиплексоров. Оптимальное количество управляющих входов мультиплексоров равно н, -1, Управляющие входы Ч 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 Э или К одного иэ триггеров.На выходе каждого мультиплексора формируется сигнал возбуждения 2 О или 2 устанавливающий соответст вующий триггер в состояние 0 или 1, соответственно где й, - количество внутренних состояний обобщенного подавтомата 2, - множество внутренних состояний подавтомата 2,Значение 5 определяется выходнымкодом регистра 9, выходы которогосоединены с входами дешифраторов 11состояний, причем выход каждого иэтриггеров 10 соединен с одноименнымвходом каждого иэ дешифраторов 11,т.е. Т 1 с входом " 1",Т 2 с входом "2"И ТДУправляющие входы ч дешифраторов 1 соединены с выходами дешифратора 8 подавтомата 1 так, что .каждыйиэ дешифраторов 11 управляется однимиэ сигналов Р= Р . Рс. В зависимости от кода регистра 10 подавтомата 2, поступающего на вхоПодписное ул.Проектная, 4 тент", г,ужго филиал П В 1150 б ды 1, ,по дешифраторов 11, на выходах дешифраторов 11 формируется множество сигналов А, соответствующих внутренним состояниям исходисходного цифрового автомата, 52 1" 5 н Р 1 Л 1 Р 5,Ргде м - количество внутренних состояний 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 тояния Р; в состояние Р определя-Уется как входными переменными Х, так и внутренним состоянием А всего цифрового автомата, Сигналы А, соответствующие внутренним состояниям цифрового автомата, в которых необходимо произвести переключение подав- томата 1, поступают на входы группы 5 элементов И этого подавтомата, на другие входы которого поступают 30 сигналы входных переменных Х и синхроИПИ Заказ 2145/38 Тираж 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 Ф йО БТ(к.,Х.Синхронизация триггеров регистров 7 и 9 производится по сигналу Т генератора 4, 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 Н может быть реализован посредством разбиения на два подавтомата: обобщенный подавтомат с числом внутренних состояний й,и, работающий в одном иэ 1, режимов, и подавтомат, имеющийвнутренних состояний, который переключает режим работы обобщенного подавтомата. При этом йо - й и М + . к. При й: суммарное число внутренних состояний подавтоматов может быть снижено до величины :2 б, что, в свою очередь, приводит к снижению аппаратурных затрат по сравнению с автоматом-прототипом.