Определение количества элементов памяти, определение количества триггеров
В соответствии с таблицей переходов и выходов конечного автомата составим таблицу переходов конечного автомата.
| xt At | X1 | X2 | X3 |
| a0 | a2 | a3 | a0 |
| a1 | a4 | a5 | a0 |
| a2 | a6 | a7 | a0 |
| a3 | a7 | a5 | a1 |
| a4 | a1 | a2 | a3 |
| a5 | a4 | a5 | a0 |
| a6 | a6 | a7 | a4 |
| a7 | a3 | a3 | a2 |
В соответствии с таблицей переходов определим количество элементов памяти (триггеров). Из таблицы переходов мы видим , что всего 8 внутренних состояний: a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7. И 3 набора входных двоичных переменных: X1, X2, X3.
Определим число триггеров ,необходимых для реализации памяти автомата:
N<=2m, где m-число триггеров, N-число внутренних состояний автомата.
8<=2m,m=3.
Чтобы задать 8 внутренних состояний, необходимо иметь 3 триггера.
Выбор элементов памяти типа триггер. Условное обозначение для триггеров. Таблицы переходов и характеристические таблицы триггеров.
В соответствии с заданием курсовой проект выполняется на двух видах триггеров : JK-триггер, D-триггер.
Триггер - базовый элемент цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Если выходные сигналы логических элементов и комбинационных микросхем однозначно определяются их текущими входными сигналами, то выходные сигналы микросхем с внутренней памятью зависят также еще и от того, какие входные сигналы и в какой последовательности поступали на них в прошлом, то есть они помнят предысторию поведения схемы. Именно поэтому их применение позволяет строить гораздо более сложные и интеллектуальные цифровые устройства, чем в случае простейших микросхем без памяти. Триггеры сохраняют свою память только до тех пор, пока на них подается напряжение питания. В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, а в двухступенчатом — две такие ступени. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе. Двухступенчатый триггер обозначают ТТ.
JK-триггеры подразделяются на универсальные и комбинированные. Универсальный JK-триггер имеет два информационных входа J и K. JK-триггер отличается от RS-триггера прежде всего тем что в нем устранена неопределенность, которая возникает в RS-триггере при определенной комбинации входных сигналов (т.е у него нет запрещённых входных сигналов). Универсальность JK-триггера состоит в том, что он может выполнять функции RS-, Т- и D-триггеров. Комбинированный JK-триггер отличается от универсального наличием дополнительных асинхронных входов S и R, для предварительной установки триггера в определенное состояние (логической 1 или 0).
Схема универсального JK-триггера (этот вид триггера используется в данном курсовом проекте):
J-информационный вход;
K-информационный вход;
Q- информационный выход;
Q- информационный выход;
TT- двухступенчатый триггер;
С-синхровход (тактовый вход), выдача сигнала по заднему фронту.
Таблица переходов JK-триггера:
| J t | K t | Q t+1 | |
| 0 | 0 | Q t | хранение установка 0 установка 1 инверсия |
| 0 | 1 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | Q t |
Характеристическая таблица JK-триггера:
| Q t → Q t+1 | J t | K t |
| 0 → 0 | * | |
| 0 → 1 | * | |
| 1 → 0 | * | |
| 1 → 1 | * |
D-триггером называют синхронный триггер, имеющий два входа: вход данных D и вход синхронизации С. D-триггер переключается только по сигналу на С-входе и притом в состояние, предписываемое D-входом. В некотором смысле он задерживает прохождение поступившего по D-входу уровня до появления С-сигнала, откуда и произошло название D-триггера (delay — задержка). Другое назначение D-триггера — сохранить данные (data), поступившие однажды по D-входу. С-сигналы в этом случае играют роль команды <<записать в триггер>>.
Схема D-триггера:
D-информационный вход;
С-синхровход (тактовый вход), выдача сигнала по заднему фронту;
TT- двухступенчатый триггер;
Q- информационный выход;
Q- информационный выход.
Таблица переходов D-триггера:
| D t | Q t+1 |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
Характеристическая таблица D-триггера: