Piotr Kawalec

Wykład IV - 1

Wykład IV

Układy asynchroniczne

Technika cyfrowa

Piotr Kawalec

Wykład IV - 2

Technika cyfrowa

Sekwencyjne układy asynchroniczne



W układach asynchronicznych sygnały

wejściowe x

bezpośrednio oddziaływają na

stan wewnętrzny

układu, powodując jego

zmianę.



Nowy stan wewnętrzny ustala się po czasie



,

wynikającym z opóźnień elementów

logicznych,

od chwili zmiany stanu wejść

s(t + ) = (s(t), x(t)



W układach asynchronicznych wyróżnia się

stabilne stany wewnętrzne

trwające przez

cały czas, gdy stan wejść się nie zmienia

s(t + ) = s(t)

Piotr Kawalec

Wykład IV - 3

Technika cyfrowa

Sekwencyjne układy asynchroniczne



W układach asynchronicznych wyróżnia się

również

stany niestabilne

występujące w

momencie zmiany stanu wejść.

s(t + )  s(t)



Dla zapewnienia prawidłowej pracy układu

asynchronicznego wymagane jest

spełnienie dwóch warunków:



przy zmianie stanu wejść zmienia się tylko

jeden sygnał wejściowy

 następna zmiana stanu wejść może

nastąpić

dopiero po czasie



niezbędnym

dla ustalenia

się stanu wewnętrznego układu

Piotr Kawalec

Wykład IV - 4

Technika cyfrowa

Struktury automatów
asynchronicznych



układ kombinacyjny ze sprzężeniami

zwrotnymi

Układ

kombinacyjny

.
.
.

x

1

x

n

y

m

y

1

Q

1

Q

k

.
.
.

.
.
.

.
.
.

Piotr Kawalec

Wykład IV - 5

Technika cyfrowa

Struktury automatów
asynchronicznych



układ kombinacyjny z przerzutnikami

statycznymi

Układ

kombinacyjny

.
.
.

x

1

x

n

y

m

y

1

Q

1

Q

k

.
.
.

.
.
.

.
.
.

Piotr Kawalec

Wykład IV - 6

Technika cyfrowa

Tworzenie pierwotnych tablic
przejść-wyjść



Na podstawie opisu słownego, wykresu

czasowego lub grafu przejść buduje się tzw.
pierwotną tablicę

przejść-wyjść automatu.



Każdej kombinacji sygnałów wejściowych i

wyjściowych przypisuje się odrębny stan

stabilny

automatu



Należy rozróżnić stany wewnętrzne o

identycznych sygnałach wejściowych lecz
różnych stanach

następnych (stany

obciążone różną historią)

Piotr Kawalec

Wykład IV - 7

Technika cyfrowa

Przykład tworzenia pierwotnych
tablic przejść-wyjść

Przykład 1



Zaprojektować układ sterowania lampami

ostrzegawczymi umieszczonymi przed

dwutorowym przejazdem kolejowym.

Zakładamy że pociągi

poruszają się po

torach jednokierunkowo. Przy

torach

zostały umieszczone czujniki sygnalizujące

pojawienie się pociągu. Czujniki wykrywają cały

skład pociągu.



Układ sterowania powinien zapewnić palenie

się

lamp ostrzegawczych od momentu

wjazdu czoła

pociągu na czujniki przed

przejazdem, do momentu zjechania końca

pociągu z czujników za przejazdem

Piotr Kawalec

Wykład IV - 8

Technika cyfrowa

Minimalizacja pierwotnych tablic
przejść-wyjść



Minimalizacja pierwotnych tablic przejść-wyjść

jest operacją prostszą niż minimalizacja tablic

automatów synchronicznych:



tablice pierwotne są tablicami automatu

Moore’a



stany stabilne występują w wierszach

pojedynczo



stan niestabilny może wystąpić tylko w tej

kolumnie, w której występuje

odpowiadający

mu stan stabilny

Piotr Kawalec

Wykład IV - 9

Technika cyfrowa

Minimalizacja pierwotnych tablic
przejść-wyjść

Def.

Dwa stany zgodne mające stany stabilne w

jednej

kolumnie nazywamy stanami

pseudorównoważnymi



Dla stanów

pseudorównoważnych należy

przeprowadzić minimalizację, uwzględniając

możliwość warunkowej

pseudorównoważności



metodą tablicy trójkątnej



bezpośrednio z tablicy przejść-wyjść



Po usunięciu stanów pseudorównoważnych w

tablicy automatu asynchronicznego

nie

może

wystąpić zgodność warunkowa

Piotr Kawalec

Wykład IV - 10

Technika cyfrowa

Minimalizacja pierwotnych tablic
przejść-wyjść

Przykład 2

Usunąć stany pseudorównoważne w

tablicy

s x

00

01

11

10

y

1

1

4

10

--

--1

stany

pseudorównoważne

2

--

2

8

9

00

1,3,5 pod

warunkiem

3

3

2

10

--

01

2,4

4

1

4

--

9

00

stany 2,4

5

5

--

10

--

0--

8 i 10 pod

warunkiem

6

3

6

8

7

00

3,5

7

1

6

8

7

01

8

3

--

8

7

00

9

1

6

8

9

11

10

5

-- 10

7

00

Piotr Kawalec

Wykład IV - 11

Technika cyfrowa

Minimalizacja pierwotnych tablic
przejść-wyjść

Tablica po usunięciu stanów pseudorównoważnych

s x 00

01

11

10

y

{1,3,5} 1

1

2

5

--

01

{2,4} 2

1

2

5

6

00

{6} 3

1

3

5

4

00

{7} 4

1

3

5

4

01

{8,10} 5

1

--

5

4

00

{9} 6

1

3

5

6

11

Piotr Kawalec

Wykład IV - 12

Technika cyfrowa

Przykłady tworzenia pierwotnych
tablic przejść-wyjść

Przykład 3



Zaprojektować układ sterowania dwoma

wentylatorami chłodzącymi centralę

telefoniczną.

Przy temperaturze

t  t

1

oba

wentylatory

są wyłączone, przy

t > t

2

oba wentylatory

są włączone,

natomiast przy

t

1

< t  t

2

powinien

pracować ten wentylator, który ostatnio
pojedynczo nie pracował