Fundamentos de Sistemas DigitalesObjetivo: P-7 Sistemas Secuenciales Esta constituye la última hoja de prácticas. Previamente a la resolución de los problemas, durante las clases teóricas la profesora ya ha ido resolviendo algunos ejemplos en la pizarra. Paralelamente, cuentas con los ejemplos del libro de texto y con la selección de problemas resueltos que se deja en reprografía como material complementario. Temario teórico relacionado: - Elementos básicos de memoria y dispositivos relacionados. - Dispositivos lógicos programables. - Sistemas secuenciales: conceptos y diseño. - Contadores. Aplicaciones. _____________________________________________________________________________ PRÁCTICAS 1.- A un registro de desplazamiento de 2 bits se le aplican en sus entradas las ondas siguientes. Hallar las salidas Q1 y Q2: Q1 Q2 E Ck Cl D Q 1 C R D Q 2 C R C k - C = R eloj C l - R = C lear Curso 05/06 P 10 T 163 2 6 5 4 C LK RCO 15 11 3. Considera dos casos distintos: a) Con solape (por ejemplo: la secuencia 01010 se considera que da S=1 dos veces. Representar el diagrama de estados y las tablas de estados.. cuando la sirena está sonando basta pulsar sobre A para hacerla callar.Programar (conectar adecuadamente) el contador 74163 para que siempre que inicie 7 la cuenta lo haga a partir del número 4. b) Sin solape ( por ejemplo:01010 sólo debe dar S=1 una vez).Utilizando biestables D. los tres primeros bits 010 y los bits 3º hasta el 5º. 0 4.. diseñar un circuito que genere la siguiente secuencia: 9 D C B 3 A LOAD CLR 1 QD 1 2 QC 1 3 QB 1 4 QA 1.Realiza un reconocedor de la siguiente cadena de caracteres 010 de forma que la salida S=1 cuando se presenta a la entrada e e(t)=0. e(t-1)=1. la sirena comienza a sonar cuando se deja de pulsar.Una sirena se activa con un pulsador A y también se desconecta con el mismo pulsador.Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales Ck Cl E Q1 Q2 2. Realiza el diseño del circuito digital de control con biestables RS y dibuja el esquema circuital resultante. e(t-2)=0. 1.. el bit 3º es común. Curso 05/06 2 . La actuación de A es un poco peculiar: al pulsar A por primera vez (cuando la sirena está apagada). 010. 5. de ahí el nombre de solape). en cambio.. 0. se desactivará cuando transcurran dos o más impulsos consecutivos de reloj con nivel de temperatura 1. deseamos el siguiente comportamiento: Si solamente pulsamos un botón y ese botón es * el correspondiente a la dirección de marcha. Si pulsamos D se moverá hacia la derecha. Es decir si iba a la derecha. cambiará primero a ir recto y después a ir a la izquierda (en los dos movimientos sigo pulsando).Si la alarma está desactivada. . cuyo valor indica el nivel de calor existente en el ambiente (de 0 a 3). Con este detector y una señal de reloj.Diseñar el siguiente circuito con una PLS.Supongamos un mando para controlar el movimiento de un coche de juguete que tiene como entradas dos pulsadores I. 7 . - Estando el coche en movimiento. Z0. Diseña este sistema de alarma. 01=izquierda. Si pulsamos los dos el coche se parará. Discute la importancia del período de reloj.Si la alarma está activada. * no corresponde a la dirección de marcha. usando codificación Gray (en el sentido de las agujas del reloj) en el grafo de estados. 8. 11=recto. A continuación. o bien. caemos en el estado correspondiente a “coche parado”. al apretar cualquier botón el coche se pondrá en marcha. uno o más impulsos con nivel 0.Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales 6. Las salidas Z1Z0 son interpretadas por el sistema que controla el motor del juguete de esta forma: 00=parado. entonces cambiará progresivamente de dirección.. 10=derecha. se activará cuando transcurra dos o más impulsos consecutivos de reloj con un nivel de temperatura 2 o bien uno o más impulsos con nivel 3.. D y dos salida al coche Z1. intentando usar el menor número de módulos y consiguiendo que la salida aparezca directamente sobre 1 de los biestables: Curso 05/06 3 . si pulsamos I a la izquierda y si pulsamos los dos a la vez irá recto. El sistema debe actuar de acuerdo con las siguientes condiciones: Cuando se pone en marcha el juguete. se desea realizar una alarma que funcione del siguiente modo: .Un detector de temperatura produce una salida codificada con dos bits. Realiza este sistema secuencial mediante una máquina síncrona de Moore basada en biestables sincronizados por flanco ascendente tipo D. no tendrá ningún efecto. además de dos entradas de validación E(P). E(T).se activa al recibir la secuencia 1011 . sincronizados con un reloj de 1 MHz. al final de la misma la salida de carry C.Realiza la síntesis de un circuito secuencial síncrono dotado de una línea de entrada “I” y que se comporte según el diagrama de flujo de la figura.se desactiva cuando se detecta la secuencia 1101 se admite el solapamiento en cada una de las secuencias y entre las dos.Diseñar un contador síncrono con biestables JK. Utilizándolo como módulo base se pide obtener un contador síncrono que genere la siguiente secuencia de contaje: 0 1 2 3 4 5 6 12 13 14 15 0… 11. además de 2 entradas de validación E(P). activándose. El bit que se recibe primero es el que está situado más a la izquierda. (Para que el sistema se mantenga activo durante un periodo de tiempo.. así como los operadores lógicos necesarios. El sistema: . Si X=0 contará según la secuencia “0-2-4-6”. y carga paralela síncrona Load (PE). activándose al llegar al final de la misma una señal de carry C.Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales 000 0 Reposo 0 1 001 1 0 1ª Cuenta 011 1 2ª Cuenta 0 010 3ª Cuenta Desactivado 1 1 Activado 0 Cuenta 100 1 101 111 1 Cuenta 0 0 Cuenta 1 0 ACTIVADA 110 El grafo corresponde a un sistema eléctrico controlado a través de una línea por la que recibe valores booleanos sucesivos. igualmente. Utilícese para ello un contador síncrono binario de cuatro bits del tipo 74161 con entradas de borrado asíncrono Clear (MR). que disponga de una señal de control “X” de tal forma que a.. E(T)..El circuito integrado 74161 se trata de un contador síncrono binario de 4 bits con entradas de borrado Clear (MR) y carga paralela Load (PE). Si X=1 contará según la secuencia “1-3-5-7”. 10. tras recibir la secuencia de activación deberá estar recibiendo ceros) 9. b. Curso 05/06 4 . Diseñar un circuito capaz de simular un dado digital mediante biestables D del tipo 7474 (con borrado C = Clear y puesta a 1 S = Set. Q salida S: Set. de tal forma que el número obtenido depende del tiempo que se esté actuando sobre el último. asíncronas) y puertas And y/o Or de 2 entradas.Para simular un dado digital con tirada manual.. El circuito dispondrá de un display para poder visualizar el número seleccionado. La persona determina cuando se para el contador. además de un pulsador de reset “R” y otro de marcha “M”..Diseñar un controlador asíncrono módulo 8 disparable por flanco de bajada que cuente en forma descendente 13. se puede usar un contador de 1 a 6 con una frecuencia de reloj muy alta. 14.Diseñar un biestable J – K a partir de un biestable asíncrono. D: Entrada de datos..Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales 0001 X 0000 X 0110 X 0010 1 0011 7 10 0 0 0 9 P T D C B A 161 RCO 15 11 2 1 CLK 6 5 4 3 QD 12 QC 13 QB 14 QA 1 0101 X LOAD CLR 0100 1 12. lo que da lugar a un número practicamente aleatorio. se usa para poner a 1 el interior del sistema R: Reset – como el Clear: pone a 0 el interior del sistema S D Ck C Q Q Curso 05/06 5 . el circuito de acoplo acústico – luminoso incorpora un temporizador de tal forma que si en un tiempo prudencial no se ha activado el Reset del bloque B. 16. 17. a) Dibujar el grafo de estados b) Tabla de evolución de estados y de las funciones de activación / desactivación de los biestables. Dibujar su diagrama de flujos utilizando la siguiente nomenclatura: Nombre Estado E0 E1 E2 E3 0 0 1 1 0 1 0 1 Curso 05/06 6 . c) Dibujo del circuito.Analiza el circuito de la figura: obtener la tabla de estados y la de excitación (activación). B es un circuito de control que detecta que se ha abierto por segunda vez la puerta. se pone en marcha el sistema acústico – luminoso. dando una salida de valor 1 y quedando bloqueada hasta que se vuelve a inicializar el sistema con una entrada de Reset.Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales 15. Realizar el bloque B empleando para ello biestables tipo J – K.Un circuito de alarma que controla la entrada de una puerta lo realiza mediante un circuito electrónico que sigue el diagrama de bloques de la figura: Bloque A Bloque B Circuito acoplo A es un bloque que proporciona un impulso de corto tiempo cada vez que se abre o se cierra la puerta (se supone que este bloque ya está construido).Diseñar un contador en binario de 0 a 7 que se active con una señal de control "C" de forma que si dicha señal está desactivada sólo cuente hasta 3 (de 0 a 3).. usando biestables JK.. Por su parte.. Las salidas del contador iluminarán unas luces (verde – dígito más significativo // azul // rojo – dígito menos significativo) que se encienden con un nivel bajo de electricidad (cero lógico). Indicar en el dibujo claramente qué conexiones se deben realizar..Dibujar una PLS con biestables D´con 4 entradas.Fundamentos de Sistemas Digitales P-7 Sistemas Secuenciales Salida .S X S J Q C 1 K R Q S J Q C K R Q 18. Curso 05/06 7 .. Up/Down. 20. Realizarlo con biestables D y con una ROM. con habilitación. la entrada y los biestables están a 0). si habilitas Down será 00). Diseñar con esta PLS un contador Gray de dos bits que disponga de un reset de puesta a cero síncrono y de una posibilidad de carga en paralelo síncrona. 2 salidas y 4 términos producto por salida. (Nota: suponer que en el instante t=0. La entrada de reset debe tener prioridad sobre la carga en paralelo. 19. con salida de final de cuenta (si habilitas Up será 10.Realiza un contador Gray de 2 bits..Dibujar el cronograma de tiempos de las salidas del siguiente esquema.