Automatas

Universidad de Alcalá

ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES

M. Mazo, S. E. Palazuelos, L. M. Bergasa Mayo de 2003

Índice
Aspectos generales sobre circuitos secuenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Estructura general y funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Tipos de circuitos secuenciales . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Aspectos básicos sobre circuitos secuenciales síncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Definición y funcionamiento básico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Tipos de circuitos secuenciales síncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Representación de los autómatas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Autómata de Mealy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Autómata de Moore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Análisis de circuitos secuenciales síncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Síntesis de circuitos secuenciales síncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Obtencióndel grafo (diagrama de estados) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Obtención de la tabla de estados inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Minimización de la tabla de estados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Asignación de estados y obtención de la tabla de transición resultante . . . . 28 Obtención delas ecuaciones de salida del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Obtención de las tablas de excitación y ecuaciones de entrada de cada flip-flop del circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Implementación del circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Inclusión delcontrol de las entradas asíncronas de los biestables . . . . . . . . 34

Ejercicios resueltos sobre síntesis de circuitos secuenciales síncronos . . . . . . . . . 36 Ejemplo 6. Circuito sumador serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Ejemplo 7. Detector de secuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Ejemplo 8.Contador BCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Ejercicios propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1. Aspectos generales sobre circuitos secuenciales
En los circuitos combinacionales la salida en un determinado momento depende únicamente de los valores de las señales deentrada en el mismo instante. Sin embargo, en el mundo real la mayor parte de los sistemas con los que nos enfrentamos tienen una dimensión adicional: el funcionamiento de los mismos depende no únicamente de sus entradas actuales, sino también de la historia por la que han pasado. Así, los circuitos secuenciales surgen para solucionar las limitaciones intrínsecas de los combinacionales. Loscircuitos secuenciales son sistemas que, además de entradas y salidas, también tienen estados que recuerdan la historia pasada por el circuito. Utilizan la información del estado conjuntamente con una combinación lógica de sus entradas de datos para determinar el futuro estado del sistema y sus salidas. Por tanto, una de sus características es que las mismas entradas en estados diferentes dan lugar a...