CEFET/RJ - Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca Rio de Janeiro, 13 de novembro de 2008.

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1 CEFET/RJ - Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca Rio de Janeiro, 13 de novembro de a LISTA DE EXERCÍCIOS DE ELETRÔNICA DIGITAL Prof. Alessandro Jacoud Peixoto 1. Suponha que você tenha decidido vender fechaduras digitais baseadas na Máquina de Estados Finita (MEF) apresentada na Figura 1. O circuito possui dois botões de entrada B0 e B1 e gera um sinal de saída U=1 quando o usuário pressiona a seqüência correta B0 B1 B1. O sinal de saída U = 1 irá abrir a fechadura. O símbolo significa que o usuário não pressionou nenhum botão, ou seja, B0 = 0 e B1 = 0. Se o usuário pressiona o botão B1, B1 = 1 e se o usuário pressiona o botão B0, B0 = 1. Considere que o usuário nunca irá pressionar os dois botões simultaneamente. Construa a tabela de estados-transição-saída (Figura 2). Usar o código de Gray na codificação dos estados. Determine as equações de transição, excitação e saída minimizadas utilizando Flip-Flop tipo D. Desenhe o esquemático. 2. Desenhe uma máquina de estados do tipo Mealy para controlar uma fechadura rudimentar. Existem dois botões A e B para introduzir a combinação e assuma que um esquema eletromecânico impede os dois botões de serem ativados simultaneamente. A fechadura deve atender às seguintes especificações (indique suas hipóteses para não haver ambiguidades): A combinação correta é: A-A-B-A-B-A. Com esta combinação o sinal ABRIR deve ser ativado. Em qualquer situação, três B s seguidos (B-B-B) coloca a fechadura no seu estado inicial. Qualquer uso do botão A fora da sequência correta deve ser registrado no sinal ALARME. Após a fechadura abrir, esta deve ser fechada quando qualquer botão for pressionado. 3. Um circuito sequencial possui duas entradas de um bit (X 1,X 0 ) e duas saídas de um bit (L,G). As entradas representam um número inteiro de dois bits N = X 1 X 0 (ex: um teclado numerado 0, 1, 2, 3). Se o número atual for maior do que o anterior, então G é ativado. Se o valor atual de N for menor do que o anterior, então L é ativado. Qualquer outro caso, G e L são desativados. Desenhe o diagrama de estados (Mealy) e apresente um circuito utilizando: (a) Flip-Flop D (b) Flip-Flop JK. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 1

2 4. Um contador supersticioso é um contador livre (free-counter) que salta a contagem 13. Construa um contador supersticioso utilizando um e duas portas de duas entradas (Figura 4). 5. Considere o circuito da Figura 5. Complete o diagrama de tempo da Figura 6. O valor inicial de Q = 0 e Q = 1. O atraso de propagação é desprezível. Escreva a tabela-verdade/transição (A,B,Q ), onde Q é o estado seguinte. Que tipo de circuito seqüencial a Figura 5 representa. Explique brevemente. Qual o significado das entradas A e B (em termos de: D,T, D, T,S,R, S, R,J,K, J, K, etc)? 6. A saída de um contador chirp é a forma de onda da Figura 7. A saída permanece em nível lógico alto por 16 períodos de clock, em nível baixo por 15 períodos, em nível alto por 14 períodos,..., até ficar em nível alto por 1 período. Então o ciclo se repete. O período total do contador é igual a: = = 136. Utilize dois contadore de 4-bits (ex: da Fifura 4) e portas lógicas para construir um contador chirp. 7. Resolva o que se pede na Figura Pretende-se implementar o sistema de automação para a abrir e fechar uma porta automática de garagem. O motor que abre e fecha a porta responde a três comandos: abrir (A), parar (P) e fechar (F). Existem dois detectores de fim de curso: (da) porta totalmente aberta e (db) porta totalmente fechada. A abertura e o fechamento são controlados por meio de um botão fixo B ou por um comando remoto T. Existe ainda uma célula foto-elétrica (CEL) que detecta obstáculos no percurso da porta. Sempre que CEL for ativada a porta deve parar. Considere, inicialmente, que a porta esta totalmente fechada. Quando a B ou T forem acionados a porta abre até que o fim de curso da seja ativado. Durante a abertura, se o botão B ou o controle remoto forem acionados ou se um obstáculo for detectado, a abertura é suspensa (a porta deve parar). A porta ficará parada até que o botão (ou o controle remoto) seja acionado. Caso B ou T sejam acionados, a porta deve começar a fechar (inverte o sentido do movimento). Para o fechamento o funcionamento é análogo. Desenhe o diagrama de blocos do sistema de automação. Projete o circuito (complete a Figura 9) de controle. 9. Faça o que se pede na Figura 10 (Projeto do Laboratório!!!). 10. Complete a tabela de transição de estados da máquina FIFO descrita na Figura 11 e apresente as expressões das transições Q 0,Q 1 e das saídas FULL e EMPTY. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 2

3 Figura 1: Máquina de Estados Finita (MEF). Figura 2: Tabela de Estados-Transição-Saída. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 3

4 Figura 3: Tabelas de Flip-Flops. Figura 4: Contador Figura 5: Circuito com Flip-Flops. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 4

5 Figura 6: Diagrama de Tempo. Figura 7: Saída de um contador chirp (chirp counter). CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 5

6 Figura 8: Exercícios. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 6

7 Figura 9: Controle da porta de garagem. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 7

8 Figura 10: Encoder. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 8

9 Figura 11: FIFO. CEFET-RJ/Eletrônica Digital Prof. Alessandro Jacoud Peixoto. 9

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