Aplicações com flip-flops Shift Registers - Registradores de deslocamento : pode circular dados entre os elementos Reset’ right shift CLK CLK CLK CLK Shift Reset’

CI 74194 Serial Inputs: LSI, RSI Parallel Inputs: D, C, B, A Parallel Outputs: QD, QC, QB, QA Clear Signal Positive Edge Triggered Devices S1,S0 determine the shift function S1 = 1, S0 = 1: Load on rising clk edge synchronous load S1 = 1, S0 = 0: shift left on rising clk edge LSI replaces element D S1 = 0, S0 = 1: shift right on rising clk edge ;RSI replaces element A S1 = 0, S0 = 0: hold state

Aplicações com flip-flops : shift register Conversão paralela - serial - paralela transmissor receptor entradas paralelas saídas paralelas S1 S1 S0 194 S0 194 LSI LSI D7 D QD D QD D7 D6 C QC C QC D6 D5 B QB B QB D5 D4 A QA A QA D4 RSI RSI Clock CLK CLK CLR CLR S1 S1 194 S0 S0 194 LSI LSI D3 D QD D QD D3 D2 C QC C QC D2 D1 B QB B QB D1 D0 A QA A QA D0 RSI RSI CLK CLK CLR CLR transmissão serial

Projeto de Circuitos Sequenciais Exemplo : detetor de paridade ímpar numa série de bits Reset Estado atual Entrada Próx. estado Saída Par Par Par 1 Ímpar Par Ímpar Ímpar 1 [0] Ímpar 1 Par 1 1 1 Symbolic State Transition Table Ímpar Estado atual Entrada Próx. estado Saída [1] 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Entrada Saída T Q D Q CLK Saída CLK Q Q \Reset \Reset 1 1 1 1 1 1 1 Clk Saída 1 1 1 1 1 1 1 1

Projeto de Circuitos Sequenciais 1 - Entendimento do problema 2 - Análise das informações 3 - Diagrama de estados 3.1 - Minimização de estados 3.2 - Identificação de estados 3.3 - Escolha do elemento de memória 4 - Implementação da lógica combinacional 4.1 - Minimização da função 4.2 - Redução do circuito Algorítmo básico

Máquina de Mealy Máquina de Moore

Projeto de Circuitos Sequenciais Funcionamento geral entrega o chiclete para cada 15 centavos entrada de moedas de 10 (D) e 5 (C) centavos não há troco Passo 1. Entendimento do problema … desenhe um diagrama de blocos C Sensor de moedas Controle da Máquina Mecanismo de abertura Abre D Reset Clk

Passo 2. Análise das informações … verificar as possíveis sequências de entrada e respectivas saídas C + C + C C + D D + C D + D C + C + D Possibilidades : Reset S0 C D Entradas: C, D, reset Saída: abrir S1 S2 C D D C S3 S4 S5 S6 [abrir] [abrir] [abrir] C D S7 S8 [abrir] [abrir]

Passo 3.1 - Minimização de estados … reutilização de estados Atual 0c 5c 10c 15c Entradas Próximo Estado 0c 5c 10c X 15c Saída abrir X 1 Reset D 1 X C 1 X 0c D C 5c D C 10c C, D 15c [abrir]

Passos 3.2 e 3.3 - Identificação de estados … Escolha do flip-flop … Prox. estado D 1 0 1 1 0 X X 1 1 X X Estado atual Q C Entradas Saída abrir X

Passos 4.1 Minimização da função … D1 D0 abrir Q1 Q1 Q1 Q1 Q0 Q1 Q0 Q1 Q0 D C D C C C D D Q0 Q0 Q0 D1 = Q1 + D + Q0 C D0 = C’Q0 + Q0’C + Q1 C + Q1 D abrir = Q1 Q0

Projeto de Circuitos Sequenciais (C’ D’ + Reset)/0 C’ D’ + Reset Reset/0 Reset 0c 0c [0] Reset/0 Reset D C/0 C 5c 5c C’ D’/0 C’D’ D/0 [0] D C/0 C 10c 10c D/1 C’ D’/0 [0] C’D’ C+D/1 C+D 15c 15c [1] Reset/1 Reset Máquina de Mealy Máquina de Moore

A máquina de Mealy tem, geralmente, menos estados que a de Moore, para a mesma sequência de saída.

passo 1 : entendimento do problema Exercício : Identificação de padrões em sequências finitas Seja um identificador de entrada X e saída Z. Z=1 sempre que a sequência …010… for observada, enquanto não aparecer a sequência …100… . passo 1 : entendimento do problema X: 00101010010… Z: 00010101000… X: 11011010010… Z: 00000001000…

passo 2 : fazer o diagrama de estados para as sequências que devem ser reconhecidas, isto é, 010 and 100. obs.: reutilizar estados sempre que possível. Máquina de Moore

Redução de estados Dois estados são equivalentes se, partindo-se destes, obtivermos as mesmas sequências de saída. Podemos, assim, fazer uma prévia redução de estados por simples inspeção visual. Algorítmo de redução por classes 1 - fazer a tabela de estados inicial ; 2 - dividir os estados em classes, de acordo com as saídas apresentadas, isto é, estados que têm a mesma saída estarão na mesma grupo (classe) ; 3 - estabelecer, baseado nos próximos estados, as próximas classes de cada estado ; 4 - reagrupar em novas classes, de acordo com as próximas classes apresentadas ; 5 - repetir os ítens 3 e 4 até que, em cada classe, todos os estados tenham as mesmas próximas classes ; estes estados são equivalentes.

Em III todos os estados pertencentes a uma classe têm as Exemplo : x=0 x=1 a b/0 c/0 b c/0 d/0 c d/0 e/1 d d/0 e/1 e d/0 a/1 x=0 x=1 a 1 2 b 2 2 c 2 2 d 2 2 e 2 1 x=0 x=1 a 1 2 b 2 2 c 2 2 d 2 2 e 2 1 1 2 I II III Em III todos os estados pertencentes a uma classe têm as mesmas próximas classes; c e d são equivalentes.

Identificação de estados Algorítmo para a determinação de adjacências R1 - dois ou mais estados que têm os mesmos próximos estados devem ter identificações adjacentes ; R2 - dois ou mais estados que são os próximos estados de um mesmo estado devem ter identificações adjacentes. Do exemplo anterior : x=0 x=1 a b/0 c/0 b c/0 c/0 c c/0 e/1 e c/0 a/1 anterior atual próximo e a b, c a b c a , b, c, e c c, e c e a, c R1 R2 R1 : (ab), (ac), (ae), (bc), (be), (ce) R2 : (bc), (ce), (ac) 1 a c 1 e b

Problema 1 : Implementar um contador de 3 bits que tenha um controle M e aja da seguinte forma : M = 0 a contagem é ascendente na sequência binária; M = 1 a contagem é ascendente em código de Gray Problema 2 : Deseja-se colocar um sinal de trânsito no cruzamento de duas ruas. Sensores C detetam a presença de carros na rua secundária. Se não há carros nesta rua, o sinal permane verde para a rua principal. Se há carros naquela, o sinal passa de verde para amarelo e para vermelho, permitindo então o sinal verde na rua secundária, por um intervalo TL. Após este intervalo, o sinal passa de verde para amarelo e para vermelho, retornando o sinal da rua principal a verde. Mesmo que existam veículos na rua secundária, a principal deve ter sinal verde pelo menos por TL. Assumir a existência de um temporizador que gere os tempos TL, para os sinais verdes, e TS dos sinais amarelos, ambos em resposta a um set (ST) dos respectivos tempos.

Entendimento do problema . entradas : reset C TS TL . saídas HG, HY, HR FG, FY, FR ST coloca a máquina em seu estado inicial sensor de veículos na rua secundária fim do períododo sinal amarelo fim do períododo sinal verde ativam as luzes verde, amarela e vermelha, principal ativam as luzes verde, amarela e vermelha, secundária começa um período Tl ou TS. • Estados : algumas configurações de luzes implicam em outras estado S0 S1 S2 S3 principal verde, secundária vermelho principal amarelo, secundária vermelho secundária verde, principal vermelho secundária amarelo, principal vermelho