3. Introducción
Para esta práctica necesitaremos:
• PC
• Software Logisim
Básicamente la práctica es un circuito secuencial que trata sobre el
sistema de apertura de una caja fuerte que está compuesto por dos
teclas A y B. Mientras no se pulse ninguna tecla no se genera ningún
nivel lógico de entrada al circuito secuencial.
Pero Para abrir la caja fuerte, la combinación secreta es: pulsar dos
veces seguidas la tecla A, a continuación pulsar una vez la tecla B, y
finalmente pulsar una vez la tecla A. Si se hace de esta manera, el
circuito secuencial dará una salida a nivel lógico 1, que actuará sobre
el temporizador, permitiendo la apertura de la caja fuerte durante 5
minutos. Si en cualquier momento se introdujera un error al pulsar la
secuencia secreta, en el siguiente ciclo de reloj todos los biestables se
pondrán a cero es decir el sistema pasará al estado inicial, y la
secuencia debe volver a introducirse desde el principio.
a) Dibujar el diagrama de estados, explicando claramente en qué
consiste cada estado.
b) Implementar el circuito secuencial a diseñar usando biestables D y
las compuertas lógicas necesarias.
c) Implementar usando logisim.
En esta práctica podremos utilizar lo que hemos aprendió en los
ejercicios anteriores.
Y como evidencia entregaremos este reporte de la práctica
desarrollada.
4. Bases Teóricas.
Sistemas Secuenciales:
En los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado,
no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho
momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno. El
sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo D (o
cerrojo) es el más utilizado actualmente.
La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de
reloj. A éstos se los denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los
"asíncronos" o "asincrónicos" que son aquellos que no son controlados por
señales de reloj.
A continuación se indican los principales sistemas secuenciales que pueden
encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas
programados:
Contador
Registros
>La salida depende de los valores de las entradas en ese instante y también
de los valores que tuvieron en los instantes anteriores.
>Circuitos que “recuerdan” o tienen memoria de las situaciones de interés
por las que ha pasado el sistema a las situaciones se denominan estados.
Clasificación de sistemas secuenciales: definición de secuencia
Sistemas síncronos: Sólo se observa el sistema durante el pulso de reloj,
marcapasos. El reloj establece cuando se modifica el estado (no la salida).
5. Sistemas asíncronos: El sistema es permanentemente activo. Un cambio en
alguna de las entradas del sistema: induce un transitorio que evoluciona
hasta el siguiente estado.
Dos bloques básicos: en coincidencia con el pulso de reloj.
• Un bloque combinacional que:
Lee las variables de entrada y de estado. Genera las funciones
booleanas de salida y de excitación.
• Un bloque de memoria que:
“recuerda” la evolución del sistema.
Configura el estado anterior.
El nuevo estado se generará y será leído con el nuevo pulso de reloj.
Elementos de memoria biestable y flip-flop.
BIESTABLE: circuito secuencial que se caracteriza por:
Tener dos estados estables: almacena permanentemente un bit “0” y “1”:
Estado: contenido de la memoria.
Se mantiene indefinidamente en uno de los estados posibles.
Entradas o señales externas de excitación hacen que el BIESTABLE
cambie de estado.
6. NOTA: La función de excitación es característica de cada tipo de biestable (D,
T, RS o JK).
Tienen dos salidas:
o Q y Ǭ: son las variables de estado (definen los estados
internos).
o Las salidas dependen de las entradas y del estado anterior.
Flip-flop RS (implementación
NOR)
• Una de las dos entradas a “0”, salidas complementarias.
• Una entrada a “1” determina el valor de la salida.
7. Sistemas secuenciales asíncronos.
Son aquellos que NO se encuentran pilotados por un pulso de reloj
Alta velocidad de respuesta
Dos tipos:
No existe señal de reloj.
El disparo del circuito se realiza con pulsos en las entradas.
El cambio de nivel de una entrada provoca el posible cambio de la
salida y el estado.
No son necesarios elementos de memoria.
8. Circuito combinacional realimentado.
Desarrollo
Caja Fuerte
Ahora se procederá a realizar un contador el cual servirá para poder abrir una
caja fuerte, nuestro contador tendrá 2 botones A y B, los cuales nos ayudarán
para abrir nuestra caja con la combinación A A B, si en el transcurso de la
combinación se llegara a introducir mal algún botón esta automáticamente
regresará hasta el inicio.
A RST
B 00
10
0
01
S 00
11 01
00 0
1 0
1 Ap
Bp
1
10
0
0
00
9. A continuación se realizara la tabla de verdad que se obtuvo de lo que fue el
grafo anterior.
A B Ap Bp Af Bf S
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1 0
0 0 1 0 1 0 0
0 0 1 1 x x x
0 1 0 0 x x x
0 1 0 1 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1
0 1 1 1 x x x
1 0 0 0 0 1 0
1 0 0 1 1 0 0
1 0 1 0 0 0 0
1 0 1 1 x x x
1 1 0 0 x x x
1 1 0 1 x x x
1 1 1 0 x x x
1 1 1 1 x x x
10. En base a lo que se mostró anteriormente se realizará a cabo los mapas de
Karnaugh de: Af, Bf, S.
Mapa de Af
Mapa de Bf
Mapa de S
11. Resultado
En base las funciones obtenidas anteriormente, se elaboraran el diagrama de
los circuitos que utiliza el contador.
12. Ejemplos
Combinación correcta A A B
Combinación incorrecta A B A
13.
14. Conclusión
En conclusión con esta práctica se realizo el sistema de apertura de una caja
fuerte está compuesto por dos teclas A y B y para abrir la se utiliza una
combinación secreta que es: pulsar dos veces seguidas la tecla A, a
continuación pulsar una vez la tecla B, y finalmente pulsar una vez la tecla A.
de este modo, el circuito secuencial da una salida a nivel lógico que permite
la apertura de la caja fuerte durante 5 minutos. Si en cualquier momento se
introdujera un error al pulsar la secuencia secreta, en el siguiente ciclo de
reloj todos los biestables se pondrán al estado inicial, y la secuencia debe
volver a introducirse desde el principio.
Realizamos el circuito secuencial a diseñar usando biestables D y las
compuertas lógicas necesarias en logisim.
Con esta práctica aprendimos como se puede diseñan el sistema de
apertura de una caja fuerte y nos sirve mucho pues lo podemos utilizar
un algunas facetas de nuestra vida ya que vivimos en una era donde
todo es electrónico.
.
