Синтез автомата управления автомата по продаже штучного товара по магнитной карте

Размещено на http://www.allbest.ru/

15

Содержание

• Введение
• 1. Абстрактный синтез автомата
• 1.1 Представление автомата в виде черного ящика
• 1.2 Задание автомата на структурно-ориентированном языке
• 1.3 Составление структурной схемы управления автоматом
• 1.4 Задание автомата на начальном автоматном языке
• 2. Структурный синтез автомата
• 2.1 Синтез автомата Мура на ПЛМ
• 3. Разработка схем автомата
• 3.1 Разработка схемы операционного автомата
• 3.2 Разработка схемы управляющего автомата
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• автомат продажа товар магнитный карта
• Различные автоматически управляемые системы возлагают на управляющие автоматы весьма сложные функции. Увеличение числа функций, выполняемых автоматами, приводит к росту их сложности.
• Управление работой отдельных устройств и всей системы в целом организуется управляющим автоматом. Его можно рассматривать как некоторое устройство, реализующее алгоритм функционирования системы управления, т.е. последовательность выполнения отдельных шагов (микроопераций) по управлению каким-либо объектом.
• Во время работы управляющий автомат в соответствии с алгоритмом вырабатывает последовательность сигналов, воздействующих на объект управления. При этом последовательность вырабатываемых управляющим автоматом сигналов зависит от состояния самого автомата и внешнего сигнала, который может быть подан извне.
• В данном курсовом проекте будет выполнен синтез автомата управления автомата по продаже штучного товара по магнитной карте.
• Автомат предназначен для автоматического расчета за товар. Он должен выполнять следующие функции, проверять подлинность карты, определять наличие монет, записывать сдачу на карту, не принимать карты при отсутствии товара.
• 1. Абстрактный синтез автомата
• 1.1 Представление автомата в виде черного ящика
• Согласно методике синтеза конечных автоматов на начальном этапе проектирования автомат представляется в виде черного ящика. Который, имеет множество входных (Х) и выходных (Y) сигналов. Представим наш управляющий автомат для продажи штучного товара в виде черного ящика. Входными сигналами автомата будут, сигнал наличия карты в устройстве ввода, сигнал подлинности карты, сигнал о наличии монет , сигнал об отсутствии товара и сигнал со счетчика при его значении больше двух. К выходным сигналам относятся , сигнал на запись, блокировка считывания, сигнал на пульт, сигнал на индикатор об отсутствии монет, сигнал на индикатор об отсутствии товара, увеличение счетчика на 1, обнуление счетчика, разрешение считывания с первой дорожки, разрешение считывания со второй дорожки.
• 1.2 Задание автомата на структурно-ориентированном языке
• Составим словесное описание функционирования автомата. В начальном состоянии автомат ожидает ввода карты. При использовании карты на автомат подается сигнал использования карты затем проверка наличия товара. При отсутствии товара СОТ = ВКЛ, на индикатор выводится сообщение, что товар отсутствует.
• В случае, когда товар есть, подается сигнал, разрешающий считывание с первой дорожки, данные с которой поступают на схему определения подлинности. Схема определения подлинности вырабатывает единичный сигнал, если карта подлинна и нулевой, если карта поддельна. Если карта поддельна, автомат вырабатывает сигнал, увеличивающий счетчик, если значение счетчика 2 и более, то подается сигнал на пульт. И автомат переходит в исходное состояние.
• Если карта подлинна, автомат обнуляет счетчик и выдает сигнал на считывание со второй дорожки, данные с которой поступают на схему определения наличия монет. Схема определения наличия монет формирует сигнал о наличии монет и сдачу, в случае, когда монет достаточно.
• Если монет недостаточно, то автомат вырабатывает сигнал на индикатор, об отсутствии средств, и переходит в исходное состояние.
• В случае, когда монет достаточно автомат формирует сигнал на запись сдачи на карту, после чего переходит в исходное состояние.
• По данному словесному описанию составим сначала содержательную граф-схему работы алгоритма работы, а затем по ней перейдем к символической граф-схеме.

• 1.3 Составление структурной схемы управления автоматом
• Разделим конечный автомат, представленный в виде черного ящика, на управляющий и операционный, множество сигналов автомата на сигналы, поступающие от объекта управления, внешние сигналы и сигналы, генерируемые самим автоматом.
• 1.4 Задание автомата на начальном автоматном языке
• Заключительным этапом абстрактного синтеза является составление графа работы автомата.

• 2. Структурный синтез автомата
• 2.1 Синтез автомата Мура на ПЛМ
• Синтез автомата на ПЛМ обусловлен достаточно большим количеством аргументов. Согласно структурной схеме автомат имеет пять входных сигналов, а согласно графу автомат имеет девять состояний, для хранения которых потребуется четыре триггера.
• В качестве элементов памяти будем использовать D - триггеры. После выбора элементов памяти перейдем к получению прямой таблицы переходов.
• 2.1.1 Получение прямой таблицы переходов
• Таблица 2.1- Таблица переходов

№	am, Y(am,as)	Q3	Q2	Q1	Q0	as	Q3+1	Q2+1	Q1+1	Q0+1	X(am,as)	D3	D2	D1	D0
1	a0	0	0	0	0	a1	0	0	0	1	1	0	0	0	0
2	a1,y2,y5	0	0	0	1	a1	0	0	0	1	X4	0	0	0	1
3	a1,y2,y5	0	0	0	1	a2	0	0	1	0	X4	0	0	1	0
4	a2	0	0	1	0	a2	0	0	1	0	X1	0	0	1	0
5	a2	0	0	1	0	a3	0	0	1	1	X1	0	0	1	1
6	a3,y8	0	0	1	1	a4	0	1	0	0	X2	0	1	0	0
7	a3,y8	0	0	1	1	a5	0	1	0	1	X2	0	1	0	1
8	a4,y6	0	1	0	0	a4	0	1	0	0	X1 X5	0	1	0	0
9	a4,y6	0	1	0	0	a6	0	1	1	0	X5	0	1	1	0
10	a4,y6	0	1	0	0	a0	0	0	0	0	X1 X5	0	0	0	0
11	a5,y7,y9	0	1	0	1	a7	0	1	1	1	X3	0	1	1	1
12	a5,y7,y9	0	1	0	1	a8	1	0	0	0	X3	1	0	0	0
13	a6,y3	0	1	1	0	a6	0	1	1	0	X1	0	1	1	0
14	a6,y3	0	1	1	0	a0	0	0	0	0	X1	0	0	0	0
15	a7,y4	0	1	1	1	a7	0	1	1	1	X1	0	1	1	1
16	a7,y4	0	1	1	1	a0	0	0	0	0	X1	0	0	0	0
17	a8,y1	1	0	0	0	a8	1	0	0	0	X1	1	0	0	0
18	a8,y1	1	0	0	0	a0	0	0	0	0	X1	0	0	0	0


• Таблица 2.2- Таблица включений

б	в
qi	Q3	Q2	Q1	Q0	x5	x4	x3	x2	x1	y9	y8	y7	y6	y5	y4	y3	y2	y1	D3	D2	D1	D0
1	0	0	0	0	-	-	-	-	-	*	*	*	*	*	*	*	*	*	0	0	0	1
2	0	0	0	1	-	1	-	-	-	*	*	*	*	1	*	*	1	*	0	0	0	1
3	0	0	0	1	-	0	-	-	-	*	*	*	*	1	*	*	1	*	0	0	1	0
4	0	0	1	0	-	-	-	-	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*	0	0	1	0
5	0	0	1	0	-	-	-	-	1	*	*	*	*	*	*	*	*	*	0	0	1	1
6	0	0	1	1	-	-	-	0	-	*	1	*	*	*	*	*	*	*	0	1	0	0
7	0	0	1	1	-	-	-	1	-	*	1	*	*	*	*	*	*	*	0	1	0	1
8	0	1	0	0	0	-	-	-	1	*	*	*	1	*	*	*	*	*	0	1	0	0
9	0	1	0	0	1	-	-	-	-	*	*	*	1	*	*	*	*	*	0	1	1	0
10	0	1	0	0	0	-	-	-	0	*	*	*	1	*	*	*	*	*	0	0	0	0
11	0	1	0	1	-	-	0	-	-	1	*	1	*	*	*	*	*	*	0	1	1	1
12	0	1	0	1	-	-	1	-	-	1	*	1	*	*	*	*	*	*	1	0	0	0
13	0	1	1	0	-	-	-	-	1	*	*	*	*	*	*	1	*	*	0	1	1	0
14	0	1	1	0	-	-	-	-	0	*	*	*	*	*	*	1	*	*	0	0	0	0
15	0	1	1	1	-	-	-	-	1	*	*	*	*	*	1	*	*	*	0	1	1	1
16	0	1	1	1	-	-	-	-	0	*	*	*	*	*	1	*	*	*	0	0	0	0
17	1	0	0	0	-	-	-	-	1	*	*	*	*	*	*	*	*	1	1	0	0	0
18	1	0	0	0	-	-	-	-	0	*	*	*	*	*	*	*	*	1	0	0	0	0

• Затем составим таблицу прошивки ПЛМ. Из таблицы 2.2 видно, что выходных сигналов 13, но схем ПЛМ с тринадцатью и более выводами промышленностью не выпускается, поэтому синтезируем две таблицы прошивки. Первая будет отвечать за генерацию выходных сигналов автомата, а вторая за генерацию сигналов возбуждения триггеров. Выходных сигналов автомата 9, но из таблиц видно, что сигналы у7 и у9 идентичны, следовательно их можно объединить.
• На данном этапе структурный синтез завершается. Перейдем к синтезу функциональных схем автомата.
• 3. Разработка схем автомата
• 3.1 Разработка схемы операционного автомата
• В состав операционного автомата входит схема определения подлинности и схема определения монет. Для их реализации необходимо задействовать два восьмиразрядных сдвигающих регистра, которые будут формировать параллельный код при считывании с карты. Данные с регистров поступают на СОП или СОНМ в зависимости от состояния автомата.
• Алгоритм проверки подлинности заключается в следующем, в каждой из четверок разрядов данных([1, 5, 9, 13], [2, 6, 10,14,], [3, 7, 11, 15 ], [4, 8, 12, 16]) должна быть хотя бы одна единица. Для реализации данного алгоритма разряды ([1, 5, 9, 13], [2, 6, 10,14,], [3, 7, 11, 15 ], [4, 8, 12, 16]) подадим на 4-х входовые элементы ИЛИ, затем объединим их по И. В случае истинного результата будем считать карту подлинной, в противном случае поддельной.
• Проверку наличия монет будем проводить следующим образом. На счетчики будем записывать значение денег на карте, затем вычитать стоимость товара и сравнивать значения счетчиков с нулевым значением. В случае, когда на счетчиках нули, средств на карте недостаточно. Если значение хотя бы одного счетчика не нулевое, то денег на карте достаточно и на счетчике сформирована сдача, которую необходимо затем записать обратно на карту.
• Для реализации данного алгоритма потребуется четыре 4-х разрядных счетчика с предустановкой, в которые будет записываться сумма с карточки. Регистр для хранения цены и два счетчика, в которые будет записываться цена. При поступлении сигнала на считывании со 2-й дорожки данные с карты поступают на регистры, а затем на счетчики. Также на другие два счетчика будет записана цена товара, затем значения счетчиков параллельно уменьшаются до тех пор, пока на счетчиках, в которые была записана цена, не будет ноль. Затем производится анализ значений счетчиков хранящих данные с карты. В случае, когда значение равно 0 схема вырабатывает сигнал о недостаточности монет. В противном случае монет на карте достаточно и сигнал имеет активный уровень.
• Функциональная схема операционного автомата приведена в приложении А.
• 3.2 Разработка схемы управляющего автомата
• Как уже говорилось ранее схему управляющего автомата целесообразнее всего синтезировать на ПЛМ. Все расчеты по синтезу автомата были проведены в первых двух разделах, на их основании была синтезирована схема управляющего автомата. На рисунке 3.1 приведена функциональная схема управляющего автомата.
• Заключение
• В данной курсовой работе разработан автомат по продаже штучного товара по магнитной карте.
• В ходе выполнения курсовой работы была разработана структурная схема автомата, рассчитаны управляющий и операционный автоматы, синтезированы функциональные схемы автоматов и разработана принципиальная схема управляющего автомата.
• Список литературы
• 1. Сидоркин В.П. Синтез цифровых автоматов: Лабораторный практикум / под редакцией А.В. Гусаров. - Рыбинск: РГАТА, 2003. 103 с., ч.1.
• 2. Сидоркин В.П. Синтез цифровых автоматов: Лабораторный практикум / под редакцией А.В. Гусаров. - Рыбинск: РГАТА, 2003. 107 с., ч.2.
• 3. Гусаров А.В. Синтез конечных автоматов: Лабораторный практикум. - Рыбинск: РГАТА, 2005. - 76 с.
• 4. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В. Тарабрин, С.В. Якубовский, Н.А. Барканов и др.; Под ред. Б.В. Тарабрина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1990. 810 с.: ил.
• Размещено на Allbest.ru