Aufgab Digitaltechnik, Hilfe bei Zustandsautomat

[Dousa B. (ayoooo)]

Die Ausgangssignale R (Rot), Y (Yellow), und G (Grün) steuern die zu den 
Autos gerichteten Ampellichter. Die zwei Signale N1 und N2, welche 
genutzt werden können um andere Schaltungen über den aktuellen Zustand 
des Automat zu informieren. Als Eingangssignale nimmt der Automat den 
Knopfdruck der Fußgängerin (Knopf), und Benachrichtigung über 
abgelaufene Verzögerungszeiten T1 und T2 entgegen. Alle Eingänge sind 
logisch 1 wenn sie aktiv sind.

FRAGEN:
1. Erstelle eine Zustandsübergangstabelle für den Automat zur 
Ampelsteuerung.

2. Wähle eine Zustandskodierung und begründe deine Wahl.

3. Stelle die Boole’schen Gleichungen für die Zustandsübergangsfunktion 
und Ausgangsfunktion auf.


4. Zeichne einen Schaltplan für deinen Automaten mit Hilfe deiner 
Zustandskodierung und Boole’schen Gleichungen.

5. Entwerfe eine Schaltung welche nach einer Verzögerung von 4 Sekunden 
ein Signal erzeugt
das logisch 1 ist, und dieses Signal aufrecht erhält bis sie 
aufgefordert wird wieder von Vorne anzufangen.

6. Entwerfe eine weitere Schaltung, welche wie die vorherige 
funktioniert aber eine Verzögerung von 12 Sekunden aufweist.

7. Überlege wie du die bisherigen Schaltungen miteinander kombinieren 
kannst um die Funktion einer Fußgängerampel zu erhalten. Erstelle einen 
Schaltplan für deine Idee, deiner Schaltung .

8. Überlege wie du zusätzlich die Ampellichter für die Fußgänger steuern 
kannst. Erstelle einen Schaltplan für deine Idee, und übertrage deine 
Schaltung auf den FPGA. Nutze auch für die Fußgängerlichter LEDs.

kann jemand mir bei diese Aufgabe helfen ?? und Danke im Voraus!!

[Georg A. (georga)]

Dousa B. schrieb:
> kann jemand mir bei diese Aufgabe helfen

Hausaufgaben werden hier nicht gelöst, das bringt dir nämlich gar 
nichts. Es gibt nur Hilfe zu Selbsthilfe, wenn du sagst, was du schon 
hast und wo du nicht mehr weiterkommst.

[Falk B. (falk)]

Siehe Statemachine

[WIRO (Gast)]

Ich will Dir eine kurze Starthilfe geben:
An den Pfeilen stehen die Bedingungen für die Zustandsübergänge. Die 
verbalen Aussagen müssen zunächst durch die Eingangssignalkombinationen 
ersetzt werden (siehe Bild). Wenn für einen Zustandswechsel der Wert 
eines Eingangssignals beliebig ist, habe ich ein x geschrieben.
Aus der Anzahl der Zustände (4) kann man auf die Anzahl (y) der 
benötigten FlipFlops schließen. Jedes FlipFlop besitzt einen 
Dateneingang. Diese Dateneingänge werden von den Eingangssignalen Knopf, 
T1, T2  über eine zu ermittelnde Kombinatorik versorgt. Jedem Zustand 
des Automaten ordnet man dazu eine eindeutige Codierung zu. Diese 
Codierung kann beliebig erfolgen oder aber zur Reduzierung des 
Gatteraufwandes entsprechend der jeweiligen Kombination der 
Ausgangssignale gewählt werden.
Die vervollständigte Grafik kann man dann als Übergangstabelle 
schreiben, die die Abhängigkeit der (y) FlipFlop-Eingänge von den 
Eingangssignalen Knopf, T1, T2 beinhaltet. Hieraus berechnet man dann 
die Kombinationsschaltung.
Um die Bildung der Ausgangssignale kann man sich danach kümmern.

Gruß
WIRO

[Dousa B. (ayoooo)]

Danke für Ihre Hilfe. Ich habe diese Zustandstabelle erstellt . ist es 
richtig???. Meine Frage ist , wie kann ich  die Boole’schen Gleichungen 
für die Zustandsübergangsfunktion und Ausgangsfunktion aufstellen, wenn 
die Eingänge don´t cares enthält(wie kann ich mit Karnaugh Diagramm 
???). Und Danke im Voraus!!

[WIRO (Gast)]

Ja, so könnte die Zustandstabelle aussehen. Die gewählte Kodierung der 
Zustände ist aber nicht optimal, siehe hierzu mein Satz von oben:

"Diese Codierung kann beliebig erfolgen oder aber zur Reduzierung des
Gatteraufwandes entsprechend der jeweiligen Kombination der
Ausgangssignale gewählt werden."

Wenn man durch entsprechende Kodierung der Zustände bereits Kombinatorik 
zur Bildung von Ausgangssignalen einsparen kann, sollte man es tun! Sieh 
Dir bitte die 5 Ausgangssignale an und suche die zwei Bit heraus, die in 
jedem Zustand eine andere Kombination aufweisen (können)! Entsprechend 
dieser beiden Bit vergibst Du dann die Kodierung der 4 Zustände.
Bitte um Antwort mit einer neuen Zustandstabelle, in der die Zustände 
optimal kodiert sind!

Im Karnaughplan setzt man beliebige Eingangssignale so, dass möglichst 
große Blöcke entstehen.

Gruß
WIRO

[Dousa B. (ayoooo)]

Meinen Sie das???

[WIRO (Gast)]

Also:
In der ersten Spalte "Alter Zustand" (ganz schlechtes Foto!) müssen die 
Minuszeichen durch konkrete Werte ersetzt werden, die Kodierung soll ja 
festgelegt werden. Laut Frage 2 der Aufgabenstellung soll die Kodierung 
auch begründet werden.

Stelle die Tabelle zur besseren Übersicht ohne die 5 Ausgangssignale 
auf!
Die 5 Ausgangssignale sind vom jeweiligen Zustand abhängig und können 
später in einer eigenen Tabelle betrachtet werden 
(R,Y,G,N1,N2=f(Q1,Q0)).

Verwende eindeutige Signalnamen, für die Flipflop-Eingänge D1, D0 (neuer 
Zustand), für die Ausgänge Q1, Q0 (alter Zustand)!

Überlege, ob der Karnaughplan für die Übergangsbedingungen geeignet ist!

Nachdem alle Kombinationsschaltungen berechnet sind, müssen wir auch 
noch an die Realisierung des Startmechanismus denken.

Gruß
WIRO