Loesung3.pdf
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1<br />
Flip-Flops Wahrheitstabellen<br />
T-Flip-Flop<br />
JK-Flip-Flop D-Flip-Flop<br />
Q<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
Q<br />
0<br />
0<br />
Q´<br />
K<br />
J<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
Q´<br />
D<br />
Q<br />
1<br />
Q<br />
0<br />
Q´<br />
T<br />
Flip-Flops Übergangstabellen<br />
T-Flip-Flop<br />
JK-Flip-Flop D-Flip-Flop<br />
0<br />
D<br />
1<br />
1<br />
1<br />
D<br />
0<br />
1<br />
D<br />
1<br />
1<br />
0<br />
D<br />
0<br />
0<br />
0<br />
K<br />
J<br />
Q´<br />
Q<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
D<br />
Q´<br />
Q<br />
0<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
T<br />
Q´<br />
Q
Entwurf einer Zustandsmaschine<br />
Systematische Vorgehensweise:<br />
1. Aufstellen eines Zustandsdiagramms<br />
2. Aufstellen einer Zustandstabelle<br />
3. Auswahl einer binären Zustandskodierung und Generierung<br />
einer binären Zustandstabelle<br />
4. Auswahl eines Flip-Flop Typs, Erstellung einer Flip-Flop<br />
Ansteuerungstabelle und der Ansteuerungsgleichungen<br />
5. Ermittlung der Ausgabegleichungen<br />
6. Minimierung von Ansteuerungs- und Ausgabegleichungen<br />
Wichtig!!!<br />
Moore Automat – Ausgang ist nur von Zustand abhängig<br />
Mealy Automat – Ausgang ist von Eingang und von Zustand abhängig<br />
2
Moore- und Mealy-Automaten<br />
Moore und Mealy – Beschriftung der Zustandstabellen<br />
Moore – 2 Tabellen (Zustand+Ausgang, Übergänge)<br />
Zustände<br />
FF-Zustände (T n)<br />
FF-Zustände<br />
FF-Eingänge<br />
Automaten Ausgänge<br />
FF-Zustände (T n+1)<br />
Mealy – 2 Tabellen (Zustand, Übergänge+Ausgang)<br />
Zustände<br />
FF-Zustände<br />
(T n)<br />
FF-Zustände<br />
FF-Eingänge<br />
FF-Zustände<br />
(T n+1)<br />
FF-<br />
Ausgänge<br />
FF-Ausgänge<br />
Automaten<br />
Ausgänge<br />
3
Moore- und Mealy-Automaten<br />
Moore – Übertragung in die Tabellen<br />
FF-Zustände<br />
(Q1, Q0)<br />
Automaten Ausgänge<br />
(A1,A2)<br />
X=00, Y=10<br />
Zustände (X, Y) A1=01, A2=11<br />
Freiwählbar!<br />
FF-Zustände (T n)<br />
Q1, Q0<br />
A1,A2<br />
FF-Eingänge<br />
E1,E2<br />
E1,E2<br />
1,0<br />
X / 0,1 Y / 1,1<br />
0,1<br />
FF-Zustände (T n+1)<br />
Q1´, Q0´<br />
FF-Ausgänge<br />
Abhängig von FF-Typ<br />
4
Zustände (X, Y)<br />
FF-Zustände<br />
(T n)<br />
Q1, Q0<br />
Moore- und Mealy-Automaten<br />
Mealy – Übertragung in die Tabellen<br />
FF-<br />
Eingänge<br />
E1,E2<br />
E1,E2<br />
FF-Zustände<br />
(Q1, Q0)<br />
X=00, Y=10<br />
Freiwählbar!<br />
FF-Zustände<br />
(T n+1)<br />
Q1´, Q0´<br />
1,0 / 1,1<br />
A1,A2<br />
X Y<br />
0,1 / 0,1<br />
FF-Ausgänge<br />
Abhängig von FF-Typ<br />
Automaten<br />
Ausgänge<br />
A1, A2<br />
5
Pegel steigt = NW<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Niedrigwasser (NW)<br />
Hochwasser (HW)<br />
Pegel fällt = HW<br />
1<br />
Fehler (F)<br />
0<br />
6
0d<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Moore Automat<br />
Eingänge<br />
SO, SU<br />
11<br />
00<br />
NW/00 HW/10<br />
0d<br />
10 10<br />
F/d1<br />
10<br />
Zustandsdiagramm<br />
Ausgänge<br />
H, F<br />
d1<br />
11<br />
Mealy Automat<br />
00/00<br />
NW HW<br />
0d/00<br />
Eingänge<br />
SO, SU<br />
10/d1 10/d1<br />
F<br />
Ausgänge<br />
H, F<br />
0d/00 11/10<br />
d1/10<br />
10/d1<br />
11/10<br />
7
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Moore und Mealy<br />
NW<br />
HW<br />
F<br />
NN<br />
Q1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Zustandstabelle<br />
Q0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
H<br />
0<br />
1<br />
d<br />
d<br />
F<br />
0<br />
0<br />
1<br />
d<br />
NUR Moore<br />
Soll nicht vorkommen – sonst ist die Zustandsmaschine kaputt!!!<br />
ABER muß trotzdem berücksichtigt werden<br />
8
9<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Übergangstabelle<br />
d<br />
d<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
Q0´<br />
Q1´<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
d<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
d<br />
1<br />
d<br />
0<br />
1<br />
1<br />
d<br />
1<br />
d<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
d<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
d<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
d<br />
0<br />
d<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
d<br />
d<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
d<br />
0<br />
d<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
d<br />
d<br />
1<br />
d<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
d<br />
0<br />
d<br />
0<br />
d<br />
0<br />
0<br />
0<br />
F<br />
H<br />
D0<br />
D1<br />
K0<br />
J0<br />
K1<br />
J1<br />
SU<br />
SO<br />
Q0<br />
Q1<br />
d<br />
1<br />
d<br />
0<br />
d<br />
0<br />
d<br />
0<br />
d<br />
1<br />
d<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
Moore und Mealy NUR Mealy<br />
FF (Q x �Q x ´)
10<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Übergangsfunktionen<br />
Flip-Flops<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
D<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
D<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
Q<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
K<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
J<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
K<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
J<br />
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Ausgänge<br />
0<br />
1<br />
Q<br />
F<br />
Q<br />
H<br />
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0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
Q<br />
SO<br />
SU<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
F<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
SU<br />
SO<br />
Q<br />
Q<br />
H<br />
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(Ausgänge Moore – Siehe Folie 8)<br />
(Ausgänge Mealy – Siehe Folie 9)
SU<br />
SO<br />
Q0<br />
Q0<br />
Q1<br />
Q1<br />
Clk<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Eingabelogik<br />
Moore Schaltung mit JK-FF<br />
J Q<br />
1<br />
K Q<br />
J Q<br />
0<br />
K Q<br />
H<br />
F<br />
11
SU<br />
SO<br />
Q0<br />
Q0<br />
Q1<br />
Q1<br />
Clk<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Moore Schaltung mit D-FF<br />
Eingabelogik<br />
D Q<br />
1<br />
Q<br />
D Q<br />
0<br />
Q<br />
H<br />
F<br />
12
SU<br />
SO<br />
Q0<br />
Q0<br />
Q1<br />
Q1<br />
Clk<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Eingabelogik<br />
Mealy Schaltung mit JK-FF<br />
J Q<br />
1<br />
K Q<br />
J Q<br />
0<br />
K Q<br />
Ausgabelogik<br />
13<br />
H<br />
F
SU<br />
SO<br />
Q0<br />
Q0<br />
Q1<br />
Q1<br />
Clk<br />
Aufgabe 3 – Moore- und Mealy-Automaten<br />
Mealy Schaltung mit D-FF<br />
Eingabelogik<br />
D Q<br />
1<br />
Q<br />
D Q<br />
0<br />
Q<br />
H<br />
F<br />
14
Aufgabe 4 – Einarmiger Bandit<br />
(0 bis 2 Zähler)<br />
Zustandskodierung / Wahrheitstabelle für 0 bis 2 Zähler<br />
(0 – Kirsche(K=00), 1 – Birne(B=01), 2 – Joker(J=10))<br />
Q1 Q0 Q1´ Q0´ T1 T0<br />
0 0 0 1 0 1<br />
0 1 1 0 1 1<br />
1 0 0 0 1 0<br />
1 1 D D D D<br />
Clock<br />
T0 Q<br />
Q<br />
Q0 Q1<br />
T1 Q<br />
Q<br />
K B<br />
J<br />
DEC<br />
15
Aufgabe 4<br />
Einarmiger Bandit<br />
Clock A<br />
Clock B<br />
Clock C<br />
Start/Stop<br />
T0 Q<br />
Q<br />
T0 Q<br />
Q<br />
T0 Q<br />
Q<br />
Q0 Q1<br />
T1 Q<br />
Q<br />
Q0 Q1<br />
T1 Q<br />
Q<br />
Q0 Q1<br />
T1 Q<br />
Q<br />
DEC<br />
DEC<br />
DEC<br />
Kirsche<br />
Birne<br />
Joker<br />
Kirsche<br />
Birne<br />
Joker<br />
Kirsche<br />
Birne<br />
Joker<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Joker<br />
Joker<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Kirsche<br />
Joker<br />
Kirsche<br />
16
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