Bài giảng môn kỹ thuật số 2 chương 2 GV nguyễn hữu chân thành

CẤU TRÚC CỦA LƯU ĐỒ ASM Hộp trạng thái state box  Hộp quyết định decision box  Hộp ngõ ra có điều kiện conditional output box... CẤU TRÚC CỦA LƯU ĐỒ ASM tt Khối ASM: chỉ chứa chính x

Trang 1

X2 S1

X2

Z3

Z2 S2

X3 Z2

X1

(AB) 00

Trang 2

1 CẤU TRÚC CỦA LƯU ĐỒ ASM

 Hộp trạng thái (state box)

 Hộp quyết định (decision box)

 Hộp ngõ ra có điều kiện (conditional output box)

Trang 3

1 CẤU TRÚC CỦA LƯU ĐỒ ASM (tt)

 Khối ASM: chỉ chứa chính xác một hộp trạng thái và có thể có

các hộp quyết định và các hộp ngõ ra điều kiện

hiện tại

Trang 4

ASM thì các ngõ ra trong hộp trạng thái sẽ được kích hoạt

 Các điều kiện trong hộp quyết định sẽ được định trị để xác

định đi theo đường nào qua khối ASM

các ngõ ra trong hộp đó sẽ được kích hoạt

là đường nối (link path)

Trang 5

W1

W2

Trang 6

thức hoàn chỉnh cho hàm ngõ ra điều kiện hoặc hàm trạng thái kế tiếp

thị yếu tố thời gian, tất cả các hộp khác xem như được kích hoạt đồng thời

 Lưu đồ ASM chỉ có một trạng thái biểu diễn hệ tổ hợp.→ biểu diễn hệ tổ hợp

Trang 7

khác nhau

Trang 8

 Phải đảm bảo mỗi trạng thái chỉ dẫn đến một trạng thái kế

tiếp duy nhất ứng với mỗi tập hợp xác định các điều kiện vào

Một vài cấu trúc biểu diễn ASM sai

Trang 9

không thỏa mãn

Trang 10

Biểu đồ ASM với các đường nối sai

Trang 11

Một vài cấu trúc biểu đồ ASM đúng

Trang 12

đương cho các hộp quyết định trong một khối ASM

Trang 13

các hộp ngõ ra điều kiện

Trang 14

Trang 15

Bài tập: Xác định các lỗi trong lưu đồ ASM sau:

Trang 16

Ví dụ 2.1: Xét lưu đồ ASM:

Giản đồ thời gian:

X

Za S0

X

Zb S1

Zc S2

0

1 0

S0

Z1

Trang 17

Bài tập

Hoàn tất giản đồ thời gian cho lưu đồ ASM sau:

X2 S0

X1

Z3 X3

Z1 S1

X2

Z1 S2

0 1

1 0

Clock State X1 X2 X3 Z1

S0

Z2 Z3

Trang 18

2 THÀNH LẬP LƯU ĐỒ ASM

Các bước thực hiện:

Ví dụ 2.2: Vẽ lưu đồ ASM cho bộ đếm đồng bộ 2-bit kích bằng

cạnh lên của xung clock Bộ đếm thực hiện đếm lên khi ngõ vào là 0 và đếm xuống khi ngõ vào là 1

Trang 19

0 1

1

0

Trang 20

2 THÀNH LẬP LƯU ĐỒ ASM (tt)

Ví dụ 2.3: Vẽ lưu đồ ASM cho một máy trạng thái đồng bộ phát

hiện hướng xe đi qua một con đường vào bãi đậu xe như trên hình Hai chùm tia sáng đặt cách nhau một khoảng nhỏ hơn chiều dài của xe hơi Các cảm biến X1, X2 cho mức logic 0 khi chùm tia sáng không bị cắt và cho mức logic 1 khi chùm tia sáng bị cắt và được đưa vào các ngõ vào của máy trạng thái Giả sử đường xe đi hẹp chỉ cho phép mỗi lần một xe hơi

đi vào hay đi ra Hệ thống có 2 ngõ ra: Z1 =1 nếu xe đi vào bãi đậu xe và ngược lại Z2 =1 nếu xe đi ra khỏi bãi đậu xe

Trang 21

1 0

X2 S4

1

Trang 22

3 THÀNH LẬP BẢNG ASM

Xét lưu đồ ASM sau:

Trang 23

3 THÀNH LẬP BẢNG ASM (tt)

Các khối ASM và các đường nối:

Trang 24

Trang 25

Bảng đầu ra trạng thái

Trang 26

Trang 27

Bảng ASM kết hợp

Trang 28

Trang 29

4 LIÊN KẾT CÁC MÁY TRẠNG THÁI

nhau theo một cách nào đĩ

và ngược lại

Liên kết nối tiếp 2 ASM đồng bộ

Trang 30

4 LIÊN KẾT CÁC MÁY TRẠNG THÁI (tt)

Trang 31

Liên kết nối tiếp với các phép gọi lồng nhau

Trang 32

Trang 33

Bài tập

trạng thái được xác định

bởi lưu đồ ASM cho trên

hình Vẽ mỗi khối ASM

và các đường nối Xây

dựng bảng ASM kết hợp

Trang 34

Các khối ASM và các đường nối

Trang 35

B ng ASM k t h pảng ASM kết hợp ết hợp ợp

Trang 36

Một thuật toán máy

trạng thái được xác định

bởi lưu đồ ASM cho trên

hình Vẽ mỗi khối ASM

và các đường nối

Xây dựng bảng ASM

kết hợp

X2 S0

X1

Z1 S1

X2

Z1 S2

0

1

0

Trang 37

5 NÉN BẢNG KARNAUGH

 Có thể chuy n bảngển bảng

Karnaugh c a các hàmủa các hàm

nhiều biến thành bảng

nhỏ hơn bằng cách nhập

các biến dư vào bảng

3 biến được nén thành dạng

2 biến

Trang 38

5 NÉN BẢNG KARNAUGH (tt)

Trang 39

Trang 40

Trang 41

5 NÉN BẢNG

KARNAUGH (tt)

nén bảng 4 biến

thành 2 biến:

Trang 42

Trang 43

Trang 44

 Ví dụ 2.4: Rút ra bảng Karnaugh cho các hàm kích thích ứng

với các loại D-FF, JK-FF và SR-FF cho bảng ASM sau:

Trang 45

 Ví dụ 2.4: Rút ra bảng Karnaugh cho các hàm kích thích ứng

với các loại D-FF, JK-FF và SR-FF cho bảng ASM sau:

Trang 46

 Ví duï 2.4: (tt)

Trang 47

 Ví dụ 2.5: Rút ra bảng Karnaugh cho các hàm trạng thái kế

tiếp cho bảng ASM trong hình sau:

Trang 48

 Ví dụ 2.5: Rút ra bảng Karnaugh cho các hàm trạng thái kế

tiếp cho bảng ASM trong hình sau:

Trang 49

đưa biến vào bảng Karnaugh:

 Đặt tất cả các biến dư (hay hàm dư) bằng 0 và đơn giản

hóa trên các số 1 còn lại trên bảng

 Phục hồi lại các biến, đặt các số 1 thành don’t care và tối

thiểu hóa với mỗi biến hoặc hàm dư

 Kết hợp các biểu thức được tạo ra ở bước 1 và 2 để có

biểu thức hoàn chỉnh của hàm

Trang 50

 Ví dụ 2.6: Rút ra các hàm trạng thái kế tiếp cho ví dụ 2.4:

FF

D C

B A X B A X C B DC

ZA B A X YC BC

DB

ZAB C

B A X BC DA

B KC

B A X B A X JC

A Z C A X KB

ZA YC

JB

Z B KA

C B X BC JA

1 RC

C B X B X A SC

ZA A

X C B RB

A Z A Y B C A SB

ZB A

RA

A B X C B C B SA

Trang 51

 Ví dụ 2.7: Rút ra các hàm ngõ ra cho ví dụ 2.4:

AB C

A

HJ  

C X B A LL

ZAB C

A X C B A HK

Trang 52

Bài tập

Dẫn ra các phương trình trạng thái kế tiếp và phương trình ngõ

ra ở dạng tối thiểu dùng phương pháp đưa biến vào bảng Karnaugh cho lưu đồ ASM sau:

X2 S0

X1

Z1 S1

X2

Z1 S2

0

1 0

Trang 53

6 CÀI ĐẶT ASM

6.1 Cài đặt bằng cổng rời rạc

 Ví dụ 2.8: Cài đặt mạch cho bảng ASM trong ví dụ 2.4:

Trang 54

6.2 Cài đặt bằng ULM (Universal Logic Module)

Trang 55

6.2 Cài đặt bằng ULM (tt)

 Ví dụ 2.9: Thực hiện các hàm hai biến trên MUX 2:1

Trang 56

 Ví dụ 2.10: Sử dụng MUX 4:1 như một ULM3

Trang 57

 Ví dụ 2.11: Các cấu trúc có thể của ULM4

Trang 58

 Ví dụ 2.12: Các cấu trúc có thể của ULM5

Trang 59

 Ví dụ 2.13: Thiết kế ASM của ví dụ 2.4 bằng các phần tử

Trang 60

 Ví dụ 2.13: Thiết kế hàm kích thích của ví dụ 2.4 dùng JK-FF

Trang 61

 Ví dụ 2.14: Thiết kế hàm trạng thái kế tiếp cho ví dụ 2.5

Trang 62

Trang 63

Bài tập

Thực hiện bảng ASM sau chỉ dùng ULM và D-FF:

Trang 64

Q&A

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	2,83 MB