CIRCUITOS SECUENCIALES

Transcripción

1 CIRCUITOS SECUENCIALES 1 Obtener el cronograma del circuito de la figura, y caracterizarlo, sabiendo que parte del estado Obtener el cronograma del circuito de la figura. De qué circuito se trata? Cómo podría realizarse el mismo contador con biestables activados por flanco de subida?. 3 Representar mediante un cronograma la evolución seguida por las salidas Q de los biestables del circuito de la figura. 1

2 4 Comprobar la secuencia de salida del siguiente contador asíncrono: 5 El esquema de la figura corresponde a un circuito secuencial que cuenta los impulsos que le llegan por Clk en un código conocido. Obténgase el cronograma de funcionamiento, sabiendo que parte del estado 000, e indicar el código en que se realiza el conteo. 6 El esquema de la figura corresponde a un circuito secuencial que genera un cierto código de salida. Obtener el cronograma de funcionamiento, sabiendo que parte del estado inicial

3 7 El circuito de la figura muestra un sistema secuencial. Obtener su cronograma. Podría realizarse con menos circuitería?. Razónese. 8 Diseñar un contador descendente de módulo 8 utilizando biestables JK y puertas NAND. 9 Diseñar un contador decimal mediante biestables T y puertas lógicas. 10 Diseñar un contador ascendente/descendente de módulo 16 con biestables JK y puertas NOR. 11 Diseñar un contador ascendente en código Gray de 4 bits. 12 Diseñar un contador que sea capaz de proporcionar en sus salidas las secuencias: a) 0, 2, 4, 2, 6. b) 1, 3, 5, 3,7. seleccionables mediante una línea de control. 13 Diseñar un contador que sea capaz de proporcionar en sus salidas las secuencias: a) 1, 3, 5. b) 1, 4, 7. c) 6, 2, 0. seleccionables mediante dos líneas de control c0 y c1. 14 Diseñar un circuito secuencial que sea capaz de proporcionar en su salida la secuencia indicada, teniendo en cuenta que el circuito arranca en A y cuenta 3

4 hasta B, desde donde regresa a C, va hasta D y de éste vuelve a empezar (es decir, contaría la secuencia 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 3, 4, 5, 1, 2, 3...) C B A D 15 Analizar el circuito de la figura en función de las señales de control C 1 y C El circuito de la figura corresponde a un biestable síncrono activo por flanco de reloj. Obtener razonadamente su tabla de verdad y el tipo de flanco por el que es activo. 4

5 17 El circuito de la figura corresponde a un contador hexadecimal. Estableciendo las mínimas variaciones transfórmese en un contador decimal. 18 Estudiar la evolución temporal de las salidas Q de los biestables del circuito de la figura y dibujar el cronograma seguido por las mismas en función de la señal de reloj Clk. Suponer inicialmente Q 1 =Q 2 =Q 3 =0. 19 Diseñar un circuito secuencial que sea capaz de presentar en sus salidas dos secuencias diferentes, seleccionables mediante una línea de control. Las secuencias son: a) 1, 3, 5, 7, 1, 3, 5,... b) 0, 2, 4, 6, 0, 2, 4,... Se dispone únicamente de un biestable JK, un biestable D y un T además de puertas NAND. 20 Diseñar un sistema secuencial tal que sea posible obtener en sus salidas, en función de unas líneas de selección, los siguientes códigos: a) b) Octal (0, 1,..., 7) c) código Gray de 3 bits d) Utilícense biestables tipo T con entradas asíncronas y las puertas y elementos combinacionales que se estimen oportunos. 5

6 21 Diseñar un sistema secuencial tal que sea posible obtener en sus salidas la secuencia de valores que muestra el cronograma de la figura. El circuito realizado utiliza el menor número posible de biestables?. Justificar la respuesta. Q3 Q2 Q1 Q0 22 Estudiar el comportamiento de las salidas de los biestables del circuito de la figura en función del valor adoptado por las señales de control A y B. Suponer que inicialmente Q1 = Q2 = Q3 = Nos proponíamos diseñar un contador síncrono que generase la secuencia 2, 9, 12, 25, 28, 37, 40, 60; 2,... Una vez que habíamos planteado la tabla de transiciones y simplificado las funciones hemos caído en la cuenta de que sólo disponemos de cinco biestables JK síncronos por flanco de bajada con entradas asíncronas C (clear) y P (preset), y de puertas lógicas. Teniendo en cuenta la disponibilidad de material odemos alcanzar nuestro objetivo?. En caso afirmativo resuélvase el problema. 6

7 24 Se desea diseñar un circuito capaz de controlar las luces de un árbol de Navidad. El árbol dispone de 100 lámparas de cuatro colores, funcionando simultáneamente las de un mismo color. La secuencia de iluminación que se pretende obtener es la siguiente: En primer lugar se iluminará correlativamente cada uno de los colores. A continuación se apagarán todas. En tercer lugar se iluminarán sucesivamente dos colores correlativos hasta completar todas las posibles combinaciones. A continuación se iluminarán todas En quinto lugar se apagará correlativamente uno de los colores, permaneciendo los restantes encendidos. Por último se encenderán y apagarán todas volviendo al primer paso de la secuencia. a) Diseñar éste circuito sabiendo que disponemos de biestables JK síncronos por flanco de subida con entradas asíncronas y puertas lógicas. b) Modificar el circuito anterior incluyendo las líneas de control necesarias para que nos permita las opciones siguientes: - Detener la secuencia en cualquier momento. - Hacer que todas las luces permanezcan encendidas. - Hacer que todas las luces permanezcan apagadas. 25 Se desea diseñar un circuito secuencial que sea capaz de producir en sus salidas las secuencias que se indican en la figura. Para ello, el circuito está dotado de una línea de control C cuyo valor establece en determinados momentos el paso a un valor u otro. El circuito parte del valor 0. Utilícense biestables JK y las puertas que se consideren convenientes. c= c=1 6 c=1 5 1 c=0 7

8 26 Diseñar un circuito secuencial capaz de proporcionar en sus salidas dos secuencias distintas seleccionables mediante una señal de control c. Estas secuencias son: a) 0, 1, 3, 6, 3, 2, 0,... y b) 5, 4, 2, 0, 5... Utilícense biestables tipo T y las puertas lógicas que sean necesarias. Encontrándose el contador realizando la secuencia b cuál sería la secuencia que obtendríamos en la salida de los biestables si por una anomalía apareciera un uno lógico en todas ellas? 27 Analiza el circuito secuencial síncrono de la figura y determina cual es la evolución temporal de las salidas de los biestables así como de la salida Z en función de los valores adoptados por la entrada X. J Q Direcc. Contenido Clk CLK 00 F A X A1 A0 s3 s2 s1 s0 K T CLK Q MEMORIA ROM ROM D Q CLK Z X 28 Analiza el circuito secuencial de la figura y determina que secuencia aparece en sus salidas. Representa en un cronograma la evolución temporal de las salidas respecto a los valores de las entradas (tanto la de reloj como las asíncronas). 8

9 29 Analiza el circuito secuencial de la figura y determina que secuencia aparece en sus salidas. Representa en un cronograma la evolución temporal de las salidas Q0, Q1, Q2 con respecto a la entradas de reloj Clk0 y Clk1. 30 Diseñar un circuito capaz de proporcionar en sus salidas la secuencia: 0,1,0,1,2,0,1,2,3,0,1,2,3,4 y vuelva al comienzo. Utilícense biestables JK y las puertas que se consideren necesarias. 31 Se desea diseñar un circuito secuencial capaz de activar un sistema de toma de datos que llegan por una línea serie. Este sistema deberá ponerse en marcha cuando se reciban tres unos consecutivos y permanecer activo hasta que se reciban tres ceros también consecutivos. Diseñar el sistema utilizando biestables JK. Empléese un modelo de Mealy. datos Sistema Secuencial a diseñar 1 Activació n Sistema de toma de datos 32 Diseñar un circuito secuencial síncrono dotado de una línea de entrada A y una salida Z que cumpla en todo momento que Z=A(t) A(t-1) A(t-2). Empléese un modelo de Mealy y biestables JK. 33 Un sistema secuencial síncrono se utiliza para generar la paridad de un código binario de 3 bits que llega por una línea serie. La salida del circuito debe producir un 1 si el número de unos recibido por la entrada es par. Implementar el circuito con biestables JK. 34 Un circuito secuencial síncrono se utiliza para detectar erroes en un mensaja que emplea un código 2 de 4. El circuito recibe el código que llega por una línea serie 9

10 y produce un 1 a la salida cuendo recibe un mensaje ilegal. Implementar el circuito utilizando un modelo de Mealy y biestables D. 35 Se desea diseñar un circuito secuencial para monitorizar el estado de un experimento químico. Cada 10s el circuito recibe un código de entrada comprendido entre 001 y 111. Si el código de entrada es el 011 el experimento debe continuar con normalidad, si bien los códigos 010 y 100 también pueden considerarse válidos. Sin embargo, si el circuito recibe dos veces consecutivas un código no válido el experimento debe detenerse. Obtener el diagrama de estados y la lógica necesaria si se emplea un modelo de Moore. 36 Se desea diseñar un circuito secuencial para el control de un robot. El robot debe maniobrar girando cuando entre en contacto con un obstáculo. Para ello dispone de un sensor cuya salida es 1 siempre que encuentra un obstáculo y 0 en caso contrario. El robot tiene dos líneas de control (Y,Z); Y=1 gira el robot hacia la derecha y Z=1 gira el robot hacia la izquierda. El funcionamiento debe ser tal que, cuando encuentre un obstáculo el robot deberá girar a la derecha hasta no encontrar obstáculo alguno. La siguiente vez que encuentre un obstáculo deberá girar hacia la izquierda hasta no encontrar ningún obstáculo, y así sucesivamente. Se pide: a) Diagrama de estados para un modelo de Moore, con el menor número de estados posible. T b) Tabla de estados, salida y excitación de los biestables JK, con el menor número de biestables posible. c) Implementación de las señales de salida Z 2 Z 1 con puertas NAND. d) Dibujar el sistema síncrono completo. 10