LABORATORIO No. 3.3
Tema:
Diseño de Máquinas secuenciales sincrónicas
1. Objetivo. Implementar una máquina secuencial sincrónica usando circuitos integrados de baja y mediana escala de integración, que pueda resolver problemas cotidianos. 2. Diseñe el circuito correspondiente al siguiente enunciado Se tiene una máquina vendedora de gaseosas. La máquina acepta monedas de 5c, 10c y 20c. El costo de la gaseosa es de 20c. En caso de ingresar más dinero del necesario, la máquina entrega vuelto (cambio). Circuito secuencial
G
M(2) C
Tabla 1: Codificación de la entrada M M1 M0
Significado
0
0
No hay moneda
0
1
moneda de 5
1
0
moneda de 10
1
1
moneda de 20
Tabla 3: Codificación del cambio C
C
Significado
0
No hay cambio
1
si hay cambio
Tabla 2: Codificación de la salida G G
Significado
0
No servir gaseosa
1
Servir gaseosa
Las salidas del circuito G y C deben decodificarse de tal manera que las respuestas se observen en un display:
Al activarse la salida G (Servir gaseosa) debe aparecer en el display correspondiente la letra G Al activarse la salida V (cambio), debe aparecer en el display correspondiente la letra C Mientras se ingresan las monedas debe visualizarse en el display el valor del dinero acumulado. 3. Diagrama de bloques de su máquina secuencial L
QtA-1
C
QtB-1
D.P.
DA DB E.M QtA
QtB
Decodificador de Salida
M1/G
M0/C
4. Pasos para el diseño de máquinas secuenciales sincrónicas Diagrama de estados y asignación de un código binario único a cada estado
Tabla de presente y próximo estado con flip flops tipo D. G 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1
C 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1
Para decoder de próximo estado (DA y DB), simplificamos con Mux de 4/1, asi mismo para decoder de salida (G y C), todo esto introduciendo dos variables: A y B. 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅ ̅̅̅̅
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅ ̅̅̅̅
0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1
También para el decoder de salida acerca del ingreso de monedas, utilizamos Mux de 4/1, introduciendo dos variables: A y B 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅
̅̅̅̅
S5 interpreta el ingreso en cada estado de las monedas en las unidades, pues utilizando el decoder 7447, hacemos que S5 active el número: 5 cuando sea el caso, es decir: S5(H) 0101 y S5(L) 0000. Mientras que para las decenas de las monedas, las salidas A’ y B’ se interpretan en otro decoder 7447 para desplegar 0,1,2,3, según sea el caso.
Las salidas G y C, se activarán según el estado, y por eso lo colocamos directamente hacia las entradas del display, haciendo la conexión correcta para el despliegue de la letra.
5. Diagrama electrónico optimizado
6. Lista de elementos
R6: 10 [KΩ] R1, R2, R3: 220[MΩ] R5: 2[KΩ] C2: 10[uF], C3: 10[µF], D10: Diodo 1N4001 U1: 7432 (4 /4) COMPUERTA OR U3: 7408 (1/4) COMPUERTA AND U5: 7408 (4/4) U8: 7474 (2/2) Flip Flop D U7: 7404 (3/6) COMPUERTA NOT U2, U4, U18, U19: 74153 (2/2) MUX 4/1 U20, U21: 7447 (2/4) DECODER BCD/ 7 SEGMENTOS 4 DISPLAYS (ÁNODO COMÚN)
7. Bibliografía
Digital: http://www2.elo.utfsm.cl/~lsb/elo311/materialelo212/labs2004/lab06/cap14.pdf
Físico: Ronald Tocci, Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones, 2007, Prentice Hall. Apuntes de Circuitos Digitales.
8. Conclusiones y recomendaciones ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELÉCTRONICA
CARRERAS DE: INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES INGENIERÍA ELECTRÓNICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL;
ASIGNATURA: CIRCUITOS DIGITALES NRC: 3844
INTEGRANTES 1. Alex Báez
INFORME/TRABAJO PREPARATORIO DE LABORATORIO No. 3.3 Profesora: MARIA ANTONELLA VALLEJO BALDEON
