Practica circuitos
Páginas: 9 (2062 palabras)
Publicado: 23 de junio de 2015
UASLP – FI
Laboratorio de Sistemas Digitales
Práctica 7
Práctica 7
Control de una Máquina Expendedora
Mediante Máquinas de Estado Finito (FSM)
7.1 Objetivo
El alumno aprenderá la importancia del diseño de una máquina de estados finitos (FSM) para controlar un
proceso cualquiera.
Diseñar un control mediante máquinas de estados finitos para controlar una máquina expendedora de
productos.
7.2Antecedentes
Un circuito secuencial como ya se ha visto con anterioridad consiste en dos etapas principales: una etapa
combinacional que tradicionalmente está conformada por compuertas AND, OR y NOT, y la siguiente
etapa consiste básicamente en Flip-Flops y es una etapa de memoria.
A un circuito secuencial también se le conoce en la literatura técnica como Máquina de Estado Finito o
FSM de finitestate machines. El nombre proviene del hecho de que el comportamiento funcional de estos
circuitos puede representarse mediante un número finito de estados.
Existen dos configuraciones básicas de las FSM las cuales son las siguientes:
•
•
Máquinas de Moore
En esta configuración, el circuito secuencial o FSM las salidas sólo dependen de los
estados.
Máquinas de Mealy
En esta máquina, las salidasdependen tanto del estado como de las entradas
principales.
Una FSM, ya sea Moore o Mealy, pude formar parte de circuito que desempeñe una tarea específica, tal
como el control de operaciones en un procesador en el que el control de la unidad aritmética lógica (ALU)
está regido por una FSM que realiza el comando para permitir a la ALU realizar las operaciones básicas
“suma-resta” “corrimientoslógicos” “corrimientos aritméticos” entre otras operaciones. En sistemas
robotizados, sistemas mecatrónicos, entre otros.
7.3 Ejemplo de diseño de una FSM
Diseñar una FSM de una máquina expendedora de productos, el producto cuesta $3.00 pesos y acepta
monedas de $1.00 y $2.00 pesos. Suponga que solamente se puede introducir una moneda a la vez y
que la máquina tiene monedas ilimitadas para dar cambio.También suponga que la señal de reloj tiene
una frecuencia mucho mayor que la velocidad con que se introducen (las monedas).
El sistema tiene dos entradas
• U para indicar que se ha introducido una moneda de $1.00
• D para indicar que se ha introducido una moneda de $2.00
El sistema tiene dos salidas
• P para indicar que se tiene que entregar producto
• C para indicar que se tiene que entregarcambio
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Práctica 7
7.3.1 Planteamiento de la FSM
i.
La máquina comienza a plantearse iniciando en un estado inicial S0 que indica que no se ha
recibido ninguna moneda y por lo tanto no se entrega producto ni cambio. “Mientras no se reciba
ninguna moneda se debe permanecer en este estado”.
ii.
Cuando se reciba una moneda de $1.00 (U=1) se debe pasara un estado S1 que indique que
hay $1.00 acumulado, todavía sin dar producto ni cambio.
iii.
Cuando se reciba una moneda de $2.00 (D=1) se debe pasar a un estado S2 que indique que
hay $2.00 acumulados sin dar producto ni cambio.
El grafo parcial que arroja este análisis se ilustra en la figura 7.1.
Figura 7.1. Grafo parcial mostrando a S0 y sus transiciones
Ahora se analiza el estado S1 con$1.00 acumulado.
iv.
Si en el estado S1 no se reciben monedas permanecerá sin cambios (es decir, se continúa en el
estado S1). De lo contrario, si se recibe una moneda de $1.00 se procede al estado S2, para
indicar que hay $2.00 acumulados.
v.
Si se recibe una moneda de $2.00 se procede a un estado S3 donde se entregará el producto sin
cambio.
El grafo parcial que arroja este análisis seilustra en la figura 7.2.
Figura 7.2. Grafo parcial hasta S1.
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Práctica 7
Ahora se analiza el estado S2 con $2.00 acumulado.
vi.
El estado S2 indica que hay $2.00 acumulados, y mientras no reciba ninguna moneda debe
permanecer sin cambios.
vii.
Si se recibe una moneda de $1.00 se procede al estado S3 donde se entrega producto.
viii.
Si se...
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Práctica 7
Práctica 7
Control de una Máquina Expendedora
Mediante Máquinas de Estado Finito (FSM)
7.1 Objetivo
El alumno aprenderá la importancia del diseño de una máquina de estados finitos (FSM) para controlar un
proceso cualquiera.
Diseñar un control mediante máquinas de estados finitos para controlar una máquina expendedora de
productos.
7.2Antecedentes
Un circuito secuencial como ya se ha visto con anterioridad consiste en dos etapas principales: una etapa
combinacional que tradicionalmente está conformada por compuertas AND, OR y NOT, y la siguiente
etapa consiste básicamente en Flip-Flops y es una etapa de memoria.
A un circuito secuencial también se le conoce en la literatura técnica como Máquina de Estado Finito o
FSM de finitestate machines. El nombre proviene del hecho de que el comportamiento funcional de estos
circuitos puede representarse mediante un número finito de estados.
Existen dos configuraciones básicas de las FSM las cuales son las siguientes:
•
•
Máquinas de Moore
En esta configuración, el circuito secuencial o FSM las salidas sólo dependen de los
estados.
Máquinas de Mealy
En esta máquina, las salidasdependen tanto del estado como de las entradas
principales.
Una FSM, ya sea Moore o Mealy, pude formar parte de circuito que desempeñe una tarea específica, tal
como el control de operaciones en un procesador en el que el control de la unidad aritmética lógica (ALU)
está regido por una FSM que realiza el comando para permitir a la ALU realizar las operaciones básicas
“suma-resta” “corrimientoslógicos” “corrimientos aritméticos” entre otras operaciones. En sistemas
robotizados, sistemas mecatrónicos, entre otros.
7.3 Ejemplo de diseño de una FSM
Diseñar una FSM de una máquina expendedora de productos, el producto cuesta $3.00 pesos y acepta
monedas de $1.00 y $2.00 pesos. Suponga que solamente se puede introducir una moneda a la vez y
que la máquina tiene monedas ilimitadas para dar cambio.También suponga que la señal de reloj tiene
una frecuencia mucho mayor que la velocidad con que se introducen (las monedas).
El sistema tiene dos entradas
• U para indicar que se ha introducido una moneda de $1.00
• D para indicar que se ha introducido una moneda de $2.00
El sistema tiene dos salidas
• P para indicar que se tiene que entregar producto
• C para indicar que se tiene que entregarcambio
UASLP – FI
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Práctica 7
7.3.1 Planteamiento de la FSM
i.
La máquina comienza a plantearse iniciando en un estado inicial S0 que indica que no se ha
recibido ninguna moneda y por lo tanto no se entrega producto ni cambio. “Mientras no se reciba
ninguna moneda se debe permanecer en este estado”.
ii.
Cuando se reciba una moneda de $1.00 (U=1) se debe pasara un estado S1 que indique que
hay $1.00 acumulado, todavía sin dar producto ni cambio.
iii.
Cuando se reciba una moneda de $2.00 (D=1) se debe pasar a un estado S2 que indique que
hay $2.00 acumulados sin dar producto ni cambio.
El grafo parcial que arroja este análisis se ilustra en la figura 7.1.
Figura 7.1. Grafo parcial mostrando a S0 y sus transiciones
Ahora se analiza el estado S1 con$1.00 acumulado.
iv.
Si en el estado S1 no se reciben monedas permanecerá sin cambios (es decir, se continúa en el
estado S1). De lo contrario, si se recibe una moneda de $1.00 se procede al estado S2, para
indicar que hay $2.00 acumulados.
v.
Si se recibe una moneda de $2.00 se procede a un estado S3 donde se entregará el producto sin
cambio.
El grafo parcial que arroja este análisis seilustra en la figura 7.2.
Figura 7.2. Grafo parcial hasta S1.
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Práctica 7
Ahora se analiza el estado S2 con $2.00 acumulado.
vi.
El estado S2 indica que hay $2.00 acumulados, y mientras no reciba ninguna moneda debe
permanecer sin cambios.
vii.
Si se recibe una moneda de $1.00 se procede al estado S3 donde se entrega producto.
viii.
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