sábado, 18 de diciembre de 2010

Implementación de un Semáforo

Implementación de un Semáforo

Construir el circuito lógico para un semáforo que responda a la siguiente secuencia: Verde, Amarillo, Rojo y Rojo/Amarillo.

El semáforo tiene cuatro estados, los cuales se pueden representar con 2 flip-flops, sin embargo para asignar el tiempo de duración de cada estado se emplearan 3 flip-flops, de los cuales se pueden obtener 8 estados, cuyos tiempos se pueden distribuir de la siguiente forma:

    * Verde (3 ciclos)
    * Amarillo (1 ciclo)
    * Rojo (3 ciclos)
    * Rojo-Amarillo (1 ciclo)

Desarrollo:
El primer paso para realizar el diseño consiste en asignar los estados lógicos, como se puede notar en la tabla 1. Esta asignación de estados se puede hacer de forma libre y no necesariamente debe corresponder a una secuencia binaria, sin embargo, en este caso por comodidad sean establecido de esta forma para implementar el circuito con base en un contador sincrónico de tres bits.
Tabla 1 Asignación de estados.


En la figura 1 se observa un contador sincrónico de tres bits construido con flip-flops JK, a partir del cual se realizará el diseño. El objetivo de hacer uso del contador es emplear sus salidas (Q2, Q1 y Q0) para generar los estados de las variables V, A y R (Verde, Amarillo y Rojo) del semáforo.

Figura 1: Contador de tres bits.



El siguiente paso consiste en deducir la logica combinacional adicional para generar los estados de las variables V, A y R. Para ello se deben construir los mapas de Karnaugh y obtener las ecuaciones lógicas. En la figura 2 se muestran los mapas con las ecuaciones resultantes para cada variable.

Figura 2: Mapas de Karnaugh.



Con las expresiones obtenidas solo resta agregar la lógica al contador de la figura 1. El diseño del final del circuito de muestra en la figura 3.

Figura 3: Circuito Lógico.

Acontinuación se muestra el circuito simulado en Multisim.








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