Transcript
FACULDADE PITÁGORAS DE BETIM
7º Período de Engenharia Elétrica, 2º semestre 2014
Moisés Clemente, Janaina Paula Chaves
TRABALHO DE SINAIS DIGITAIS
Atividade Orientada de Revisão.
Entrega: 01/12/2014
Betim
2014
Moisés Clemente, Janaina Paula Chaves.
TRABALHO DE SINAIS DIGITAIS
Atividade Orientada de Revisão.
Trabalho acadêmico apresentado até o dia 01 de Dezembro à disciplina Sinais Digital do curso de Engenharia Elétrica na Faculdade Pitágoras de Betim para soma de pontos com peso de avaliação parcial e conteúdo para auxiliar o entendimento sobre lógica combinacional, bem como prática para aperfeiçoamento e familiarização com montagens eletrônicas.
Orientador: Ítalo Alves
Questão 1: Construir um circuito que detecte números primos de 4-bits. "Dada uma combinação de entrada N= N3N2N1N0 com 4-bits, o circuito gera 1 na saída quando N=1, 2, 3, 5, 7, 11, 13 e gera 0 nos outros casos".
Primeiro, utilizamos o software Logic Friday para obtermos a equação booleana, sua simplificação e o circuito equivalente às condições que foram sugeridas na questão.
Tabela 1: Dados conforme fonecido na questão
N3
N2
N1
N0
N
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
Obtivemos os minitermos da tabela que nos retornou a seguinte equação booleana:
N = N3'N2'N1+N2N1'N0+N2'N1N0+N3'N0, que, resumida no próprio programa, ficou: N = N3'N0+N3'N2'N1+N2'N1N0+N2N1'N0.
Esta simplificação gerou o seguinte circuito lógico:
Figura 1: Circuito equivalente da questão 1
Para testarmos a resposta do circuito, utilizamos um outro software de nome Simulador de Circuitos Digitales:
Figura 2: Simulação do circuito
Questão 2: Implemente um circuito que simule o funcionamento do controle de saída do produto em uma máquina de salgados hipotética, onde o salgado será fornecido ao usuário caso o total de dinheiro inserido (moedas somente) seja igual a R$ 1,50. Para coletar as moedas (inseridas através de uma fenda), a máquina possui quatro bandejas, sendo que:
Bandeja A: moedas de R$ 1,00;
Bandeja B: moedas de R$ 0,50;
Bandeja C: moedas de R$ 0,50, só se já houver moeda na bandeja B;
Bandeja D: moedas de R$ 0,50, só se já houver moeda na bandeja C.
Conforme dados, obtivemos a seguinte tabela verdade:
Tabela 2: Tabela verdade questão 2
A
B
C
D
S
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
Após elaborarmos a tabela verdade encontramos a equação equivalente: ABC'+A'BCD que possibilitou o desenvolvimento do circuito desejado como pode ser visto na figura a seguir.
Figura 3: circuito equivalente
Novamente, de posse do circuito, fizemos a simulação no devido software.
Figura 4: Circuito simulado questão 2
Questão 3: As formas de onda mostradas no exercício são aplicadas em dois FFs diferente:
J-K disparado por borda de subida;
J-K disparado por borda de descida.
Desenhe as formas de onda da saída Q de cada FF, considerando inicialmente Q = 0.
Questão 4: O que é clock?
Clock é um sinal pulsante dado em uma frequência que atende a necessidade do circuito para que se coordene as ações deste circuito ou entre este e outros que fizerem parte.
Questão 5: listar a saída binária em Q para o biestável na dado durante os oito pulsos de clock.
Questão 6: listar a saída binária em Q para o biestável JK mestre-escravo dado depois de cada um dos oito pulsos de clock.
Questão 7: qual é a contagem binária após o pulso 2?
Após o pulso 2 a contagem será: 010, 011, 100, 101, 110, 111, 000, 001, conforme visto no gráfico em forma de onda.
Questão 8: As formas de onda abaixo são aplicadas em dois FFs J-K diferentes, sendo um disparado por borda positiva e outro por borda negativa. Desenhe a forma de onda da saída Q para cada um desses FFs, considerando inicialmente Q = 0.
Questão 9: Uma fábrica precisa de uma sirene para indicar o fim do expediente. A sirene deve ser ativada quando ocorrer uma das seguintes condições:
Já passou das cinco horas e todas as máquinas estão desligadas.
É sexta feira, a produção do dia foi atingida e todas as máquinas estão paradas.
Projete um circuito lógico para controlar a sirene.
O circuito acima conta as 24 h de cada dia e 7 dias na semana que depende da frequência do clock. Todo dia às 17:00 e no dia de número 6 que convencionamos como sendo a sexta-feira, se a chave de produção atingida (PROD-AT) estiver fechada a sirene é acionada.
Questão 10: Escreva a expressão mínima para cada mapa de Karnauch.
A'C'+A'B'+AB'C+ACD' e A'D'+A'B'C+B'D'+B'C
Problema 11:
A empresa de refrigerante X deseja projetar um circuito que realize o controle de venda de uma lata de refrigerante na sua máquina de refrigerantes. Para isto a empresa o contratou. Você como projetista-chefe do projeto deve especificar (desenhar) o diagrama de uma máquina estados finitos (FSM) que realize o controle da entrada de moedas na máquina. Se antrar o valor correto a latinha deve sair da máquina, caso contrário, deve voltar para o estado inicial e devolver as moedas. Sabe-se que o preço do refrigerante é um real, e também que a máquina somente aceita moedas de 1 real, 50 centavos e 25 centavos. Porem, a máquina pode aceitar qualquer sequencia de moedas. Sendo assim:
Desenhe o diagrama da máquina de estados que realiza esta operação. Construa a tabela verdade e utilize portas NAND e NOR para fazer o circuito final.
Problema 12: Construa o diagrama de estados de uma máquina de estados finitos que realize o controle de um elevador. O elevador deverá respeitar as seguintes especificações?
Se o elevador está parado e o andar requisitado é igual ao andar corrente, então o elevador continua parado.
Se o elevador está parado e o andar requisitado é maior que o andar corrente, então o elevador deve descer para o andar desejado.
Se o elevador está parado e o andar requisitado é menor que o andar corrente, então o elevador deve subir para o andar desejado.
Sendo assim:
Desenhe o diagrama da máquina de estados que realiza esta operação.
