Człowiek- najlepsza inwestycja

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską

w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy

Podstawy

Automatyki

Automatyki

Podstawy

Podstawy

Automatyki

Automatyki

Politechnika Warszawska

Instytut Automatyki i Robotyki

Dr inż. Wieńczysław Kościelny

PODSTAWY AUTOMATYKI

część 2

Układy synchroniczne

Układy synchroniczne

3

Projektowanie układów
synchronicznych

W układach synchronicznych nie występuje problem wyścigów;
dlatego można w dowolny sposób kodować stany wewnętrzne.

00 01 11 10

y

0

0

1

0

0

0

1

0

1

2

-

0

2

0

1

2

2

1

Q

n+1

2

1

Q

Q

0

1

2

00

01

11

n

Q

2

1

x

x

Wyścig w układzie
asynchronicznym

Układy synchroniczne

4

00 01 11 10 y

0
0

00 01 00 00 0

0
1

00 01 11

-

0

1
1

00 01 11 11 1

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

)

0

(

)

1

(

)

2

(

00 01 11 10 y

0
0

00 01 00 00 0

0
1

00 01 11

-

0

1
1

00 01 11 11 1

1
0

-

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Zakodowana tablica
przejść i wyjść układu
synchronicznego

Zakodowana tablica
przejść i wyjść układu
synchronicznego,
rozszerzona do postaci
tablicy Karnaugha

Na podstawie tablicy
rozszerzonej można
wyznaczyć funkcję wyjść.

1

Q

y 

Układy synchroniczne

5

Zakodowana rozszerzona tablica przejść umożliwia
wyznaczenie wzbudzeń przerzutników
synchronicznych.

Realizacja układu z wykorzystaniem
przerzutników D

1





t

t

Q

Q

0

1

1

1

1

0

0

0









D

0

1

1

0

Macierz przejść
przerzutnika D

00 01 11 10 y

0
0

00 01 00 00 0

0
1

00 01 11

-

0

1
1

00 01 11 11 1

1
0

-

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Biorąc pod uwagę macierz przejść przerzutnika D,
tablicę przejść układu można traktować jako tablicę
wzbudzeń przerzutników D.

Układy synchroniczne

6

00 01 11 10

0
0

00 01 00 00

0
1

00 01 11

-

1
1

00 01 11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

2

1

D

D

1

2

1

x

Q

D





1

2

2

1

2

x

Q

x

x

D









Wyznaczanie wzbudzeń przerzutników

1

D

1

Q

1

Q

c

2

D

2

Q

2

Q

c

c

1

2

1

x

Q

D





1

2

2

1

2

x

Q

x

x

D









1

Q

y 

Struktura
układu

Układy synchroniczne

7

Realizacja układu z wykorzystaniem
przerzutników JK

0

1

1

1

1

0

0

0









1





t

t

Q

Q

JK

1

0

1

0









00 01 11 10

0
0

00 01 00 00

0
1

00 01 11

-

1
1

00 01 11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Na podstawie zakodowanej tablicy przejść i macierzy
przejść przerzutnika JK tworzy się tablice wzbudzeń
poszczególnych przerzutników.

00 01 11 10

0
0

0- 0- 0- 0-

0
1

0- 0- 1-

-

1
1

-1 -1 -0 -0

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

1

1

K

J

2

1

1

Q

x

J





1

1

x

K 

Tablica wzbudzeń
przerzutnika Q

1

.

Tablica
przejść

Macierz
przejść

Układy synchroniczne

8

0

1

1

1

1

0

0

0









1





t

t

Q

Q

JK

1

0

1

0









00 01 11 10

0
0

00 01 00 00

0
1

00 01 11

-

1
1

00 01 11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Podobnie tworzy się tablicę wzbudzeń
przerzutnika Q

2

.

00 01 11 10

0
0

0- 1- 0- 0-

0
1

-1 -0 -0

-

1
1

-1 -0 -0 -0

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

2

2

K

J

2

1

2

x

x

J





2

1

2

x

x

K





Tablica wzbudzeń
przerzutnika Q

1

.

Tablica
przejść

Macierz
przejść

Funkcja wyjść układu pozostaje
bez zmian:

1

Q

y 

Układy synchroniczne

9

Wygodnie jest posłużyć się tablicą
uniwersalną.

00 01 11 10

0
0

00 01 00 00

0
1

00 01 11

-

1
1

00 01 11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Zwykła tablica
przejść

Uniwersalna tablica
przejść

00 01 11 10

0
0

00 0

1

00 00

0
1

0

0

01 1

1

-

1
1

0
0

0

1

11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

J=ΣF1(F1,F0,F-) oraz K=ΣF0(F0,F1,F-)

Wzbudzenia przerzutników wyznacza się na podstawie
tablicy uniwersalnej wykorzystując zależności:

Układy synchroniczne

10

Uniwersalna tablica
przejść

00 01 11 10

0
0

00 0

1

00 00

0
1

0

0

01 1

1

-

1
1

0
0

0

1

11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Uniwersalna tablica
przejść dla
przerzutnika Q

1

00 01 11 10

0
0

0

0

0

0

0
1

0

0

1

-

1
1

0

0

1

1

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

1

Q

Wyznaczanie wzbudzeń przerzutnika Q

1

na podstawie

tablicy uniwersalnej

2

1

1

Q

x

J





1

1

x

K 

Układy synchroniczne

11

Uniwersalna tablica
przejść

00 01 11 10

0
0

00 0

1

00 00

0
1

0

0

01 1

1

-

1
1

0
0

0

1

11 11

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

'

1

Q

Q

Uniwersalna tablica
przejść dla
przerzutnika Q

2

00 01 11 10

0
0

0

1

0

0

0
1

0

1

1

-

1
1

0

1

1

1

1
0

-

-

-

-

2

1

x

x

2

1

Q

Q

'

2

Q

Wyznaczanie wzbudzeń przerzutnika Q

2

na podstawie

tablicy uniwersalnej

2

1

2

x

x

J





2

1

2

x

x

K





Układy synchroniczne

12

1

J

1

Q

1

Q

c

2

J

2

Q

2

Q

c

c

1

Q

y 

Struktura układu synchronicznego z

wykorzystaniem przerzutników JK

2

1

2

x

x

J





2

1

2

x

x

K





2

1

1

Q

x

J





1

1

x

K 

1

K

2

K