Post on 16-Nov-2015
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UNIVERSIDADE PARA O DESENVOLVIMENTO DO ESTADO E DA REGIO DO
PANTANAL UNIDERP
ANHANGUERA EDUCACIONAL
SEMFORO E MQUINA DE ESTADO
RELATRIO DE SISTEMAS DIGITAIS II
CAMPO GRANDE
2013
CRISLAINE NOGUEIRA DE SOUZA RA 5956311671
EDUARDO WIGGERS RA 3900627050
JORGE LUS MELGAREJO RA 3900638187
LUCAS DE SOUZA AZAMBUJA RA 3900649357
VINCIUS DE ARRUDA BERNAL RA 3922801536
SEMFORO E MQUINA DE ESTADO
RELATRIO DE SISTEMAS DIGITAIS II
CAMPO GRANDE
2013
Trabalho apresentado como exigncia
parcial de avaliao de SDII, do curso
de Engenharia da Computao, N40, da
Universidade Anhanguera Uniderp, sob
orientao do Professor Samuel
Cavalcante.
INTRODUO
Este relatrio apresenta o Projeto desenvolvido para avaliao do 2 Bimestre,
correspondente disciplina de Sistemas Digitais II. Para tanto, foi solicitado a implementao
digital de trs cruzamentos que cortam uma avenida principal - mo dupla, utilizando Mquina de
Estado.
Nesse sentido, define-se mquinas de estado como sistemas algbricos que podem ser
divididos em duas categorias: as tradutoras ou Autmatos Finitos com Sada e as reconhecedores de
linguagens, tambm conhecidas como Autmatos Finitos.
As mquinas de estado finito tradutoras possuem uma nica entrada e uma nica sada. J as
reconhecedoras de linguagens so mquinas onde, para cada entrada, existem duas sadas possveis,
uma para as sentenas vlidas e outra para as sentenas invlidas da linguagem em questo, que
devem ambas ser geradas a partir de gramticas regulares.
Por conseguinte, os semforos, muito comuns no trnsito, tm como peculiaridade o fato de
seguir uma sequncia pr-determinada no seu projeto, repetindo o ciclo aps a sua iniciao por um
perodo indeterminado de vezes. Este sistema pode ser implementado tendo como entrada um clock
e o prprio estado a qual se encontra atualmente, e como sadas os sinais que devero controlar o
acionamento das lmpadas que possibilitaro a visualizao do estado atual.
Tambm, as sadas de um circuito controlador de sinal luminoso de transito so diretamente
dependentes do estado a qual se encontrava anteriormente e do tempo decorrido. Desta forma este
sistema pode ser desenvolvido usando o conceito de mquinas de estados finitos.
Objetivos
Encontrar a soluo para o problema: Quantos estados ter a mquina e o que ir representar
cada um deles; Como se vai proceder para contar os tempos;
Desenhar o esquema completo do circuito digital com base na soluo encontrada para
resolver o problema;
Implementao do circuito projetado e teste, de modo a obter resultados.
ROTEIRO
Um controlador de semforo possui trs condies distintas: Sinal VERDE, AMARELO e
VERMELHO. Cada estado corresponde a uma situao que ocorrer, ou seja, verde (carros
prosseguem), em seguida, passa para amarelo (carros ficam em estado de ateno), e por fim, passa
para vermelho (carros param).
Nesse sentido e para melhor compreenso, foi escolhido uma avenida e 3 cruzamentos
distintos, para implementao do circuito digital:
Avenida Principal: Avenida Presidente Ernesto Geisel
Cruzamentos:
Rua Tonico de Carvalho
Rua Brilhante
Rua Santa Adlia
Enfim, no intuito de validar a soluo da temporizao do sistema, necessitou-se de um
clock de entrada de 1 Hz (simulao do multisim 50Hz), estabelecendo cada cruzamento e suas
devidas cores, de acordo com a atualidade dos cruzamentos, os quais correspondem:
Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Tonico de carvalho
ESTADOS 1 2
VERMELHO 26,13 33,82
AMARELO 3,84 2,93
VERDE 29,98 22,95
Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Brilhante
ESTADOS 1 2
VERMELHO 23,13 37,06
AMARELO 3,81 2,88
VERDE 32,89 20,11
Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Santa Adlia
ESTADOS 1 2
VERMELHO 26,33 33,03
AMARELO 3,89 2,92
VERDE 28,94 23,08
Aps, esse processo de escolha dos cruzamentos e busca especfica da temporizao de cada
sinal (cores) e seus respectivos semforos, deu-se incio a implementao do sistema. Logo, foi
determinada mquina de estado anloga ao projeto.
00 - semforo primrio em verde e secundrio em vermelho
01 - semforo primrio em amarelo e secundrio em vermelho
10 - semforo primrio em vermelho e secundrio em verde
11 - semforo primrio em vermelho e secundrio em amarelo
Ademais, gerou-se a tabela verdade tanto das entradas como da lgica de sada, facilitando
na construo dos Mapas de Karnaugh, das expresses booleanas minimizadas, desenvolvimento
final do circuito e futura execuo.
TABELAS VERDADE
MAPAS DE KARNAUGH E EXPRESSES BOOLEANAS
Neste contexto, iniciou-se a construo do sistema digital dos semforos, utilizando
Contadores, Demux, Portas lgicas, Mquinas de Estado e FlipFlop D, como demonstrado nas
figuras a seguir, realizada na ferramenta Multisim:
COMPARADOR SUB
CONTADOR
LGICA DE ESTADO
LGICA DE SADA
LGICA DE TEMPO
SEMFORO
EXECUO DOS CRUZAMENTOS
CONCLUSO
O trabalho com o objetivo de clonar os semforos dos cruzamentos foi alcanado, usando
uma maquina de estados, lgicas de sadas e de deciso de tempo para cada tempo do semforo.
Tambm, os semforos possuem o tempo programvel utilizando uma lgica de
comparao, logo, possibilitou uma facilidade na criao e uma flexibilidade maior, sendo
utilizadas poucas portas lgicas.
Um dos problemas encontrados durante a criao do projeto foi o tempo de simulao da
ferramenta Multsim e tambm a exigncia da criao independente de cada semforo.
Por fim, o projeto funcionou corretamente atendendo todas as expectativas esperadas.
REFERNCIA
FLOYD, T.L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicaes. Dados eletrnicos, 9 ed., Porto Alegre:
Bookman, 2007.