Automaten (Digitaltechnik), dringend Hilfe?

01.03.2024, 00:21

Ganz oben sollte z1 und z0 stehen.

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet
AMG38
Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer
Elektrotechnik
01.03.2024, 17:09

Diese Wahrheitstabelle nennt man "Folgezustandstabelle". D.h. umgangssprachlich:

"Welcher Zustand folgt, wenn ich in einem bestimmten Zustand bin und der Eingangsvektor die Wertigkeit soundso hat"

Abgesehen davon, dass die Buchstaben für die Ausgänge und Zustände hier sehr unglücklich gewählt wurden, hier ein Beispiel für die erste Zeile der Wahrheitstabelle:

In der Spalte "alt" befindest du dich im IST-Zustand.

Ist-Zustand: z1 = 0 & z2 = 0

Wenn in diesem Zustand der Eingangsvektor, d.h. die Eingänge folgende Wertigkeit haben:

x2 = 0, x1 = 0, x0 = 1 (das sind Eingangsvariablen)

Dann folgt darauf ein anderer Zustand, weil sich die Ausgänge ja in Abhängigkeit der Eingänge ändern.

Der Folgezustand gemäß der Spalte "neu" ist dann:

z1' = 0, z0' = 1

Jetzt schau auf dein Bubble-Diagramm bzw. auf den Automaten. Du siehst die erste Bubble links ist der Zustand mit z1 = 0 und z2 = 0. Von dieser Bubble geht es nur dann zur nächstgelegenen, rechten Bubble, wenn die Eingangsvariablen bzw. der Eingangsvektor 001 beträgt.

Diese Bubble ist genau der Zustand, der in Zeile 1 unter der Spalte "neu" beschrieben wurde. In der ersten Bubble ist keine Pumpe an, in der zweiten hingegen eine Pumpe an, weil der Ausgang dort auf y = 01 stehen.

Die Spalten "alt" und "neu" musst du gedanklich als vorher/nacher verstehen.
MasterFAQ
01.03.2024, 00:23

Es scheint, als ob du eine Schaltung für eine Pumpensteuerung entwerfen möchtest, die den Wasserstand in einem Behälter überwacht und entsprechend die Pumpen steuert. Hier sind einige Überlegungen zur Realisierung dieser Aufgabe:

Sensor-Schaltung:
  1. Eingangssignale:
  • x1x1​, x2x2​, x3x3​: Sensoren für den Wasserstand mit Ausgangssignalen 1 (Wasserstand höher als Sensor) oder 0 (Wasserstand niedriger als oder gleich Sensor).
  • FoFo, F1F1: Signale für den Betrieb der Pumpen (0 für aus, 1 für an).
  1. Bedingungen für Pumpenbetrieb:
  • Beide Pumpen laufen, wenn der Wasserstand geringer ist als x1x1​.
  • Abschaltung der ersten Pumpe bei x2x2​.
  • Abschaltung der letzten Pumpe bei x3x3​.
  1. Einschaltung der Pumpen:
  • Einschaltung der ersten Pumpe bei x0x0​ (fallender Wasserstand).
  • Einschaltung der zweiten Pumpe bei xx (fallender Wasserstand).
Schaltungslogik:
  • Verwende Logikgatter, um die Bedingungen zu implementieren. Zum Beispiel AND-Gatter für den Betrieb bei geringerem Wasserstand und OR-Gatter für die Abschaltbedingungen.
  • Ein Flip-Flop könnte verwendet werden, um den Zustand der Pumpen (An oder Aus) zu speichern.
  • Du könntest auch eine Zustandsmaschine entwerfen, die die verschiedenen Zustände der Wasserstandssituation repräsentiert und entsprechende Aktionen auslöst.
Anmerkung:

Für eine detaillierte Schaltung wäre es hilfreich, mehr Informationen über die verfügbaren Komponenten (z. B. Art der Sensoren, Steuersignale für die Pumpen) zu haben. Je nach Komplexität können auch Mikrocontroller oder programmierbare Logikbausteine verwendet werden.

Wie die Eingänge im Automaten zustande kommen:

Die Eingänge im Automaten repräsentieren die Zustände bzw. den Wasserstand im Behälter. In diesem Kontext könnten die Eingänge x1x1​, x2x2​, und x3x3​ die Signale der Sensoren sein, die den Wasserstand messen. Wenn der Wasserstand über einem bestimmten Sensor liegt, ist das Eingangssignal 1, sonst 0.

Wie man die Wahrheitstabelle erstellt hat:

Die Wahrheitstabelle wird durch systematisches Testen aller möglichen Kombinationen der Eingangssignale erstellt. Hierbei werden die Zustände des Automaten in der aktuellen und der nächsten Zeile aufgeführt. Die Tabelle zeigt, wie sich der Automat bei verschiedenen Eingangszuständen verhält.

Was bedeutet "alt" und "neu" in dem Kontext?

In einem Zustandsdiagramm bzw. Zustandsautomaten wird oft zwischen "alt" (alt, vorherig) und "neu" (neu, aktuell) unterschieden. "Alt" bezieht sich auf den aktuellen Zustand des Automaten, und "neu" bezieht sich auf den nächsten Zustand, der basierend auf den Eingangssignalen und der aktuellen Zustandsinformation berechnet wird.

Wie kommt die Anordnung der 0en und 1en in der Tabelle zustande?

Die Anordnung von 0en und 1en in der Tabelle ergibt sich aus den Zuständen des Automaten in der aktuellen und der nächsten Zeile. Jede Zeile repräsentiert einen möglichen Zustand des Automaten basierend auf den Eingangssignalen.

Wieso wurden nur die MIN-Terme der "neuen" Zustände hergeleitet?

Die Min-Terme repräsentieren die Bedingungen, unter denen ein bestimmter Ausgangszustand erreicht wird. Wenn nur die MIN-Terme der "neuen" Zustände hergeleitet wurden, bedeutet das wahrscheinlich, dass die Tabelle auf die Bedingungen für den Wechsel in einen neuen Zustand fokussiert ist, nicht auf die Bedingungen, unter denen der aktuelle Zustand beibehalten wird.
Woher ich das weiß:Recherche