Приклади синтезу ЦА послідовнісного типу
Технічне завдання
Синтезувати послідовнісний цифровий автомат (ЦА) (рис. 1), який відноситься до автомата Мура і працює наступним чином:

Рис.1 Блок-схема цифрового автомату (ЦА)
1. Сигнал скиду ЦА в нуль (Reset) на від’ємному фронті імпульсу встановлює на виході ЦА нульовий кодовий стан.
2. Сигнали від синхрогенератора або тактові імпульси (CLK) на від’ємному фронті імпульсів змінюють код на виході ЦА послідовно в часі згідно таблиці 1, причому перший тактовий імпульс приводить до появи першого вихідного коду ЦА, позначеного буквою А.
Табл. 1
Тактові
імпульси
CLK
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15


Скид
Reset
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O

Q1 (мр)
0
0
1
0
0
1
0
1
~
~
~
~
~
~
~
~

Q2
0
0
1
0
0
1
1
1
~
~
~
~
~
~
~
~

Q3
0
0
1
0
0
0
1
0
~
~
~
~
~
~
~
~

Q4 (ср)
0
0
0
0
1
0
0
0
~
~
~
~
~
~
~
~


3. Кількість кодових станів ЦА дорівнює 7, стани позначені буквами латинського алфавіту від А до G плюс стан скиду.
4. Останній кодовий стан ЦА (буква G) приводить до появи першого кодового стану (буква А), тобто зміна вихідних кодів ЦА проходить по циклу.
5. ЦА реалізувати на JK-тригерах SN74112 серії 74F (аналог К1531ТВ9) та на логічних елементах 7408 серії SN74F або серії SN74ALS (аналоги К1531 і К1533).
Рішення
1. Часова діаграма роботи ЦА.

Рис.2 Часова діаграма роботи ЦА
2. Графи переходів станів ЦА.

Рис.3 Граф переходів станів ЦА
3. Умовне позначення JK-тригера та характеристична таблиця функціонування цього тригера, тобто його таблиця переходів (табл. 2).
Табл.2
d
Примітка: Символ ( означає 0 або 1.
4. Карти Карно і система мінімізованих бульових функцій.

Для зручності доцільно розбити кожну із цих карт на дві окремі карти - по входах J та K тригера, тобто залишити в клітинах карт ліві позначення (вхід J) і, відповідно, праві позначення (вхід К) та провести мінімізацію бульових функцій.


Таким чином, отримуємо систему бульових функцій:




5. Функціональна схема ЦА на JK-тригерах та логічних елементах, які реалізують систему бульових функцій, приведена на рис. 4.
На рисунку (для зручності) з’єднання між вузлами зведено у спільну шину, яка виділена чорним кольором, а кінці з’єднань позначені відповідними символами. Схема дає розуміння функцій кожного вузла (тригерів, логічних елементів) та роботи всієї схеми і тому називається функціональною схемою.