Arquitectura de Computadoras

Practica 5

Dillan Aner Durán Escamilla Ileana Giselle Garza Ibarra Fernando Guevara Sánchez Norma Priscila Rodríguez Reyes ITI 1-2

Tabla de contenido

Introducción .................................................................................................... 3

Bases Teóricas. ................................................................................................ 4

Sistemas Secuenciales: ................................................................................ 4

Sistemas secuenciales asíncronos................................................................ 7

Desarrollo ........................................................................................................ 8

Caja Fuerte .................................................................................................. 8

Resultado ...................................................................................................... 11

Ejemplos .................................................................................................... 12

Conclusión ..................................................................................................... 14

Bibliografía. ................................................................................................... 15

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.

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).

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.

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.

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.

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.

0 0

0

0 1

0

1 0

0

1 1

1

RST

1 0

00

0 0

A

B

Ap

Bp

S

1

0

0 0

0 1

0

1

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

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

Resultado En base las funciones obtenidas anteriormente, se elaboraran el diagrama de

los circuitos que utiliza el contador.

Ejemplos

Combinación correcta A A B

Combinación incorrecta A B A

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.

.

Bibliografía. http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_secuencial

http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-

tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema10_SistemSecuencial.pdf

http://dac.escet.urjc.es/docencia/ETC-ITIG_LADE/teoria-

cuat1/tema7_circuitos_secuenciales.pdf