Итоговая практическая работа.

«Исследование методов программно-аппаратной реализации

алгоритмов управления »

 

Задание:

1. Проанализировать исходный алгоритм функционирования устройства логического управления (УЛУ).
2. Построить блок-схему исходного алгоритма функционирования УЛУ.
3. Построить ЛСА по полученной блок-схеме работы УЛУ.
4. Построить отмеченную ГСА по полученной блок-схеме работы УЛУ.
5. Построить граф автомата Мура или Мили по отмеченной ГСА, полученной в предыдущем пункте.
6. Минимизировать логические функции формирования входных сигналов УЛУ.
7. Построить схему формирования входных сигналов для аппаратной реализации УЛУ по минимизированным логическим функциям.
8. Разработать аппаратную реализацию управляющего автомата УЛУ (используя канонический метод структурного синтеза).
9. Разработать программную модель УЛУ на любом языке программирования.

 

Примечание: после выполнения каждого пункта задания и перед выполнением следующих пунктов задания необходимо показывать преподавателю полученные результаты для проверки и контроля.

 

Общие соглашения:

1. Устройство логического управления получает на своих входах данные с 4-х датчиков X1..X4 и выдает в объект управления управляющие воздействия через выходы Y1..Y5, что необходимо иметь в виду при разработке программной модели УЛУ.
2. При разработке программной модели необходимо предусмотреть визуализацию переходов автомата из состояния в состояние (вывод номера текущего состояния, его кода, значений входных (F_i) и выходных (y_j) сигналов, номер и код состояние, в которое будет осуществлен переход).

 

Содержание отчета:

1. Титульный лист с указанием номера варианта итоговой практической работы.
2. Текст задания.
3. Описание исходного алгоритма функционирования УЛУ.
4. Описание всего процесса разработки аппаратной и программной реализаций исходного УЛУ согласно всем пунктам задания.
5. Тестовые примеры работы программной модели, демонстрирующие все возможные варианты движения по графу.
6. Вывод по проделанной работе.
7. Текст разработанной программы.

 

Варианты заданий:

 

Вариант 1: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 0, идти к 2

3. Y1, Y4, Y5

4. Y2, Y3

5. Если F2 = 1, идти к 9

6. Если F3 = 1, идти к 10

7. Если F4 = 1, идти к 11

8. Идти к 10

9. Y2, Y4

10. Y3,Y5

11. Y2,Y3,Y4

12. Если F1 = 1, идти к 5

13. Конец

F1 = X1X2X3 V X2^X3X4 V ^X1^X2 V X1^X2X3^X4 V X3X4

F2 = X1^X2 V X1^X2X3 V X2X3 V ^X1X2^X3

F3 = X2X4 V X1^X3 V ^X1X3^X4 V X3X4 V ^X1^X2X3

F4 = X1^X2X3 V X1^X3^X4 V ^X1^X2^X3X4 V ^X2X3X4 V X1^X2^X4

Вариант 2: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 0, идти к 2

3. Если F2 = 0, идти к 2

4. Y1, Y2, Y3

5. Если F3 = 1, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y5

12. Идти к 9

13. Конец

F1 = X1X2 V ^X2^X3 V X1^X2X3 V ^X1^X3 V ^X1X2X3

F2 = ^X1^X2X3 V X1X3 V X2^X3 V X2X4 V X1^X3^X4

F3 = ^X2^X3 V X1X2X3 V X1^X3 V ^X1^X2X3 V ^X1X2

Вариант 3: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 9

3. Если F2 = 0, идти к 2

4. Y1, Y2

5. Если F2 = 0, идти к 11

6. Если F3 = 0, идти к 13

7. Y4,Y5

8. Идти к 5

9. Y1,Y2,Y3

10. Идти к 5

11. Y2,Y3

12. Идти к 14

13. Y1, Y4

14. Конец

F1 = X1X2 V X3X4 V ^X1^X2X3 V X2^X3^X4 V X2X3

F2 = X1X2 V X2X3 V ^X1^X4 V X1^X2X3

F3 = X1^X2^X4 V ^X1X2 V X1X3 V X2X3X4 V X1X4

Вариант 4: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 9

3. Y1, Y2

4. Если F2 = 0, идти к 2

5. Если F3 = 0, идти к 11

6. Y3,Y4

7. Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y3

10. Идти к 4

11. Y3, Y5

12. Если F2 = 0, идти к 5

13. Конец

 

F1 = X1^X2X3 V X2^X3X4 V X3^X4 V X1X4 V ^X2^X3

F2 = X1X3X4 V X1^X2 V ^X3^X4 V X2X4 V ^X1X2^X4

F3 = X1X3 V X2^X4 V ^X1^X2X4 V ^X1^X3X4 V ^X1^X4

Вариант 5: Мура.

1. Начало

2. Если F2 = 1, идти к 2

3. Y1, Y3, Y5

4. Y2, Y4

5. Если F2 = 0, идти к 9

6. Если F3 = 1, идти к 10

7. Если F1 = 0, идти к 11

8. Идти к 10

9. Y1, Y4

10. Y1,Y5

11. Y2,Y3,Y5

12. Если F1 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = X1X2X4 V X1X3 V X2^X4 V ^X1^X3X4 V ^X1^X2

F2 = X1X2^X3 V ^X2X3 V ^X1^X2 V ^X2^X3

F3 = X1X3 V X2X3 V ^X1^X3 V ^X1^X2X3 V X1X2^X3

Вариант 6: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 2

3. Если F2 = 1, идти к 5

4. Y1, Y2, Y5

5. Если F3 = 0, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y4

12. Идти к 9

13. Конец

F1 = X1X2 V ^X1^X3 V ^X1^X2^X4 V ^X1^X2X3X4 V X1X4

F2 = X1^X2X4 V ^X3^X1X4 V ^X1X2X3^X4 V X1^X3X4 V ^X1^X2

F3 = ^X1^X2X3 V X1X2X3 V ^X1X2X3 V X1^X2X3

Вариант 7: Мура.

1. Начало

2. Если F2 = 0, идти к 9

3. Если F1 = 1, идти к 2

4. Y1, Y2

5. Если F2 = 0, идти к 11

6. Если F3 = 0, идти к 13

7. Y4,Y5

8. Если F2 = 1, идти к 5

9. Y1,Y2,Y3

10. Идти к 5

11. Y2,Y3

12. Идти к 14

13. Y1, Y4

14. Конец

F1 = X1^X2X3X4 V ^X1X2^X3X4 V X1X2X3^X4

F2 = X1X2X3 V ^X1X2X3X4 V X1^X2^X3^X4

F3 = ^X1^X2X3^X4 V X1X2X3 V X1X2X3X4 V ^X1X2X3^X4

Вариант 8: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 0, идти к 9

3. Y1, Y3

4. Если F1 = 1, идти к 2

5. Если F3 = 0, идти к 11

6. Y3,Y5

7. Y6

8. Если F1 = 0, идти к 13

9. Y2,Y3

10. Идти к 4

11. Y3, Y5

12. Если F2 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = ^X1X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2^X3

F2 = X1X2X3X4 V X1X2X3X4^X4 V X1^X2^X3X4 V X1X2^X3

F3 = X1^X2^X3X4 V X1X2X3X4 V X1X2^X3X4 V X1X2X3^X4

Вариант 9: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 2

3. Y1, Y3, Y5

4. Y2, Y3

5. Если F2 = 1, идти к 9

6. Если F3 = 0, идти к 10

7. Если F4 = 1, идти к 11

8. Идти к 10

9. Y2, Y4

10. Y3,Y5

11. Y2,Y3,Y4

12. Если F1 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = ^X1X3 V ^X1X2 V X1X3X4 V ^X1X2X3 V ^X1^X2

F2 = ^X1^X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2^X3X4 V X1X2^X3

F3 = ^X1^X2^X3X4 V ^X1X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2X3^X4

F4 = ^X1^X3 V ^X1^X2 V X1X3X4 V ^X3X2X1 V ^X1X2X4

Вариант 10: Мура.

1. Начало

2. Если F3 = 0, идти к 2

3. Если F2 = 0, идти к 11

4. Y1, Y2, Y4

5. Если F3 = 1, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y5

12. Идти к 9

13. Конец

F2 = X1X2X3 V ^X1X2X3X4 V X1^X2^X3^X4

F3 = X2X4 V X1^X3 V ^X1X3^X4 V X3X4 V ^X1^X2X3

Вариант 11: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 0, идти к 2

3. Если F2 = 0, идти к 2

4. Y1, Y2, Y3

5. Если F3 = 1, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y5

12. Идти к 9

13. Конец

F1 = X1X2 V ^X2^X3 V X1^X2X3 V ^X1^X3 V ^X1X2X3

F2 = ^X1^X2X3 V X1X3 V X2^X3 V X2X4 V X1^X3^X4

F3 = ^X2^X3 V X1X2X3 V X1^X3 V ^X1^X2X3 V ^X1X2

Вариант 12: Мили.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 9

3. Если F2 = 0, идти к 2

4. Y1, Y2

5. Если F2 = 0, идти к 11

6. Если F3 = 0, идти к 13

7. Y4,Y5

8. Идти к 5

9. Y1,Y2,Y3

10. Идти к 5

11. Y2,Y3

12. Идти к 14

13. Y1, Y4

14. Конец

F1 = X1X2 V X3X4 V ^X1^X2X3 V X2^X3^X4 V X2X3

F2 = X1X2 V X2X3 V ^X1^X4 V X1^X2X3

F3 = X1^X2^X4 V ^X1X2 V X1X3 V X2X3X4 V X1X4

Вариант 13: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 9

3. Y1, Y2

4. Если F2 = 0, идти к 2

5. Если F3 = 0, идти к 11

6. Y3,Y4

7. Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y3

10. Идти к 4

11. Y3, Y5

12. Если F2 = 0, идти к 5

13. Конец

 

F1 = X1^X2X3 V X2^X3X4 V X3^X4 V X1X4 V ^X2^X3

F2 = X1X3X4 V X1^X2 V ^X3^X4 V X2X4 V ^X1X2^X4

F3 = X1X3 V X2^X4 V ^X1^X2X4 V ^X1^X3X4 V ^X1^X4

 

Вариант 14: Мили.

1. Начало

2. Если F2 = 1, идти к 2

3. Y1, Y3, Y5

4. Y2, Y4

5. Если F2 = 0, идти к 9

6. Если F3 = 1, идти к 10

7. Если F1 = 0, идти к 11

8. Идти к 10

9. Y1, Y4

10. Y1,Y5

11. Y2,Y3,Y5

12. Если F1 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = X1X2X4 V X1X3 V X2^X4 V ^X1^X3X4 V ^X1^X2

F2 = X1X2^X3 V ^X2X3 V ^X1^X2 V ^X2^X3

F3 = X1X3 V X2X3 V ^X1^X3 V ^X1^X2X3 V X1X2^X3

Вариант 15: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 2

3. Если F2 = 1, идти к 5

4. Y1, Y2, Y5

5. Если F3 = 0, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y4

12. Идти к 9

13. Конец

F1 = X1X2 V ^X1^X3 V ^X1^X2^X4 V ^X1^X2X3X4 V X1X4

F2 = X1^X2X4 V ^X3^X1X4 V ^X1X2X3^X4 V X1^X3X4 V ^X1^X2

F3 = ^X1^X2X3 V X1X2X3 V ^X1X2X3 V X1^X2X3

Вариант 16: Мили.

1. Начало

2. Если F2 = 0, идти к 9

3. Если F1 = 1, идти к 2

4. Y1, Y2

5. Если F2 = 0, идти к 11

6. Если F3 = 0, идти к 13

7. Y4,Y5

8. Если F2 = 1, идти к 5

9. Y1,Y2,Y3

10. Идти к 5

11. Y2,Y3

12. Идти к 14

13. Y1, Y4

14. Конец

F1 = X1^X2X3X4 V ^X1X2^X3X4 V X1X2X3^X4

F2 = X1X2X3 V ^X1X2X3X4 V X1^X2^X3^X4

F3 = ^X1^X2X3^X4 V X1X2X3 V X1X2X3X4 V ^X1X2X3^X4

 

Вариант 17: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 0, идти к 9

3. Y1, Y3

4. Если F1 = 1, идти к 2

5. Если F3 = 0, идти к 11

6. Y3,Y5

7. Y6

8. Если F1 = 0, идти к 13

9. Y2,Y3

10. Идти к 4

11. Y3, Y5

12. Если F2 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = ^X1X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2^X3

F2 = X1X2X3X4 V X1X2X3X4^X4 V X1^X2^X3X4 V X1X2^X3

F3 = X1^X2^X3X4 V X1X2X3X4 V X1X2^X3X4 V X1X2X3^X4

Вариант 18: Мура.

1. Начало

2. Если F1 = 1, идти к 2

3. Y1, Y3, Y5

4. Y2, Y3

5. Если F2 = 1, идти к 9

6. Если F3 = 0, идти к 10

7. Если F4 = 1, идти к 11

8. Идти к 10

9. Y2, Y4

10. Y3,Y5

11. Y2,Y3,Y4

12. Если F1 = 0, идти к 5

13. Конец

F1 = ^X1X3 V ^X1X2 V X1X3X4 V ^X1X2X3 V ^X1^X2

F2 = ^X1^X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2^X3X4 V X1X2^X3

F3 = ^X1^X2^X3X4 V ^X1X2X3X4 V X1X2X3X4 V X1^X2X3^X4

F4 = ^X1^X3 V ^X1^X2 V X1X3X4 V ^X3X2X1 V ^X1X2X4

Вариант 19: Мили.

1. Начало

2. Если F3 = 0, идти к 2

3. Если F2 = 0, идти к 11

4. Y1, Y2, Y4

5. Если F3 = 1, идти к 9

6. Y1,Y3

7. Y5,Y6

8. Идти к 13

9. Y2,Y4

10. Если F2 = 0, идти к 7

11. Y2, Y5

12. Идти к 9

13. Конец

F2 = X1X2X3 V ^X1X2X3X4 V X1^X2^X3^X4

F3 = X2X4 V X1^X3 V ^X1X3^X4 V X3X4 V ^X1^X2X3