Alexandre Preissler, Mateus Dalenogara, Leonardo Ramos - MANUAL de INSTRUÇÃO

7/23/2019 Alexandre Preissler, Mateus Dalenogara, Leonardo Ramos - MANUAL de INSTRUO

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CAMPUS ALEGRETECURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

CIRCUITODS DIGITAISAL0013 - TURMA: 30

PROFESSOR: Sidinei Ghissoni

MANUAL DE INSTRUO: SISTEMA DE CONTROLE DE DOISELEVADORES

Alegrete, 18 de Maro de 2014


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ALEXANDRE PREISSLERMATHEUS DALENOGARELEONARDO RAMOS

MANUAL DE INSTRUO: SISTEMA DE CONTROLE DE DOISELEVADORES

Projeto de final de concluso de semestre da

disciplina Circuitos Digitais da Faculdade deEngenharia Eltrica, Universidade Federal doPampa.

Prof. Sidinei Ghissoni

Alegrete2014


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1 OBJETIVONo presente manual, ser explicado o funcionamento de um sistema de controle e de

chamada de dois elevadores pra um prdio de trs andares, onde foi utilizado flip-flops tipoD e JK, clock, leds, codificadores e decodificadores, alm de portas lgicas, baseando no

estudo e analise de uma Maquina de Estados finitos Mealy.

2 INTRODUO

O desenvolvimento do projeto teve por finalidade um melhor entendimento decircuitos combinacionais que envolvem as mquinas de estados finitos, para ser maisespecifico a mquina de estado Mealy, onde cada estado representa um andar (exceto peloestado parado (00)), para a construo do projeto utilizamos flip-flops JK e D quearmazenam um bit de memria a cada ciclo de clock, nas sadas dos flip-flops foramcolocados leds que indicam quando o elevador est parado ou indo para o andar desejado.

3 FUNDAMENTOS TERICOS

3.1 Circuitos Combinacionais so circuitos onde as sadas dependem das variaes dasentradas, em um determinado instante de tempo, podendo ter diversas variveis, formadas porequaes lgicas, a partir de tabela-verdade e Mapa de Karnaugh, simplificando o circuitolgico. Tambm por meio de tipo de circuito, podemos entender o funcionamento de circuitosde somadores, subtratores, codificadores, decodificadores, entre outros circuitos.

Um Circuito Combinacional poder classificado de acordo com sua aplicao:- Circuitos de interconexo: seletores (tambm chamados de multiplexadores),

decodificadores e codificadores.- Circuitos lgico-aritmticos: somadores, subtratores, somadores/subtratores,

multiplicadores, deslocadores, comparadores e ULAS (circuitos que combinam maisde duas operaes aritmticas e/ou lgicas).

3.2 Circuitos sequenciais so todos aqueles circuitos que quando as suas sadasdependem no s das entradas, mas tambm do estado anterior do circuito. Os circuitossequenciais podem ser divididos em assncronos e sncronos.

Assncrono: para qualquer instante de tempo as sadas dependem das entradas e do

estado do circuitoSncronos: as sadas mantm-se inalteradas em certos intervalos de tempo.

Dentro dos sncronos o sinal de relgio (clock) assegura o sincronismo, o perodo obtidoa partir da vibrao de um cristal de quartzo.

Os elementos de memria so circuitos capazes de armazenar informao codificadaem binrio. Algumas das sadas do circuito combinacional so entradas para os elementos dememria, chamadas de variveis do prximo estado. J as sadas dos elementos de memriaconstituem parte das entradas para o circuito combinacional e recebem o nome de variveisdo estado atual.

As conexes entre o circuito combinacional e os elementos de memria configuram oque se costuma chamar lao de realimentao, pois a sada de um bloco entrada para o outroe vice-versa. A informao armazenada nos elementos de memria num dado instante


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determina o estado em que se encontra o circuito seqencial. O circuito seqencial recebeinformao binria das entradas que, juntamente com a informao do estado atual,determinam os valores das sadas e os valores do prximo estado.

4 METODOLOGIA

Ao realizar um estudo do um circuito sequencial, foi necessria a realizao de umamquina Mealy, com entradas e sadas indicando qual estado atual e o estado futuro, de cadaelevador.

5 DESENVOLVIMENTO (FUNCIONAMENTO)

O circuito se baseou no seguinte processo: o sistema deveria chamar um determinadoelevador, por meio de um boto em cada andar, sendo que esse mesmo boto chamariaqualquer um dos dois elevadores.

O circuito funciona da seguindo os seguintes procedimentos:

1 procedimento: deve-se ligar a chave onde indica uma possvel simulao de quedade energia, j que o elevador sempre est ligado e energia eltrica.

Figura 1: 1 procedimento.


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2 procedimento: h uma segunda chave onde indica chave de segurana seria casohaja que efetuar uma manuteno preventiva, essa chave permite uma quebra de todo sistemade solicitao do qualquer elevador.


3 procedimento: devem-se acionar os flip-flop JK 01 nos dois elevadores, eleindicam qual o estado atual de cada elevador, ou seja, o andar de cada um, num caso real osdois estaria ligados a uma fonte alternativa de energia tipo uma bateria, para no importando oacontecido sempre ir guardar o estado atual dos dois elevadores. Junto ir se acionar o led00, que indica o estado parado do elevadorque ir se apagar quando o algum boto foracionado, voltando a se acender assim que o boto for desligado, indicando que o elevadordever permanecer no andar requisitado no estado parado.



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4 procedimento: deve-se escolher algum boto de algum andar para ser apertado e oelevador se locomover at o andar requisitado, caso os dois elevadores estejam no mesmoandar, o elevador B ser o acionado, sendo que o elevador A permanecer no primeiro andar,

lembrando que o sistema s funciona um andar por vez, no se deve apertar outro botoenquanto algum outro estiver no estado ligado, pois o circuito em si no possui outrocircuito de memria que guarde o prximo estado requisitado, sendo assim ele se reinicia.


Figura 5: continuao do 4 procedimento.


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5 procedimento: caso seja apertado, o 1 andar o elevador A dever permanecer parado,possibilitando que o passageiro o utilize, porm o sistema possui um sistema de comodidade,aonde automaticamente o elevador B ir para o primeiro andar entendo que o elevador A serutilizado por algum passageiro.

5.1. FUNCIONAMENTO EM NIVL LGICO

O sinal ir entrar em um multiplexador, cuja sua seleo a energia eltrica, na nossasimulao, aps passar para um codificador de 4:2, que distribui o sinal de entrada para osdois elevadores, aps o sinal de entrada passa por dois flip-flop do tipo JK tudo controlado

por um clock, com suas sadas interligadas em uma porta do tipo OR, indicando se o sinal desua sada for 0 o elevadores devero permanecer parados, se for 1 algum ser acionado.

Aps, o sinal de entrada se dirige pra um decodificador de 2:4, com o objetivo dedeterminar qual o estado atual e o estado final de cada elevador, indicador por um led. A

sada do led ligada a um flip-flop do tipo D, que tem o objetivo de guardar o estado final decada elevador. Aps efetuada uma denominao para cada andar em nvel logico, e jogadonum comparador, o comparador de estados, onde sua sada ligada em led indicando qualelevador no ser acionado.

Essas sadas de led so direcionadas a outro comparador, o comparador de seleo, poisele que determina qual elevador de ser acionado.

6 RESULATDOS

Chegamos ao circuito final, com o estudo da mquina de Mealy, para nosso tipo circuito,e tambm com o estudo das tabelas verdades, ambos mostrados a baixo.


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Figura 2: Mquina de estados.

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01/1

00/100/0

01/0

10/0

11/0


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Estado Atual Entradas Prximoestado

Flip-flop Sada

A B C D J1 K1 J2 K20 0 0 0 00 0 X 0 X 0

0 0 0 1 01 0 X 1 X 1

0 0 1 0 10 1 X 0 X 1

0 0 1 1 11 1 X 1 X 1

0 1 0 0 00 0 X X 1 1

0 1 0 1 01 0 X X 0 0

0 1 1 0 10 1 X X 1 1

0 1 1 1 11 1 X X 0 11 0 0 0 00 X 1 0 X 1

1 0 0 1 01 X 1 1 X 1

1 0 1 0 10 X 0 0 X 0

1 0 1 1 11 X 0 1 X 1

1 1 0 0 00 X 1 X 1 1

1 1 0 1 01 X 1 X 0 1

1 1 1 0 10 X 0 X 1 1

1 1 1 1 11 X 0 X 0 0

Tabela 1: Tabela verdade da mquina do projeto.

J1 CD CD CD CDAB 0 0 1 1AB 0 0 1 1AB X X X XAB X X X X

J1= CTabela 2: Mapa de Karnaugh do J1

K1 CD CD CD CDAB X X X XAB X X X XAB 1 1 0 0AB 1 1 0 0

K1= CTabela 3: Mapa de Karnaugh do K1


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J2 CD CD CD CD

AB 0 1 1 0

AB X X X X

AB X X X XAB 0 1 1 0

J2= DTabela 4: Mapa de Karnaugh J2

K2 CD CD CD CDAB X X X XAB 1 0 0 1

AB 1 0 0 1

AB X X X X

K2= DTabela 5: Mapa de Karnaugh K2

7 CONCLUSO

Neste trabalho projetamos 2 (dois) elevadores para um prdio de 3 (trs) andares, combase no que estudamos durante o semestre na cadeira de circuitos digitais. Fizemos o circuitodo elevador em um simulador Logisim com a ajuda de ferramentas, tais como, flip-flops tipoD e JK, clock, leds, codificadores e decodificadores, alm de portas lgicas, baseando noestudo e analise de uma Mquina de Estados finitos Mealy.

Primeiramente nos foi dado o objetivo de projetar 2 elevadores para um prdio de 4(quatro) andares, mas devido m interpretao dos estados da mquina, na qual nohavamos considerado o estado parado, o professor nos instruiu a projetar um prdio de 3andares, o qual seria o nosso novo objetivo, para que no precisssemos recomear o projeto.Dito isso, podemos afirmar que cumprimos com os objetivos de nosso tema abordado, umavez que o circuito do elevador funcionou devidamente como queramos. Porm, com a cadeirade circuitos digitais no possvel obter total conhecimento necessrio pra poder comparar osestados da mquina devidamente. Com isso, projetamos ao nosso circuito dos elevadores umsistema de comodidade, que no momento em que o elevador A sair do 1 andar, o elevador Bse deslocara para o mesmo, para que sempre haja um elevador no 1 andar.

Este projeto foi muito importante para que entendamos como o circuito de umamquina real funciona nos proporcionando conhecimento sobre elas. Alm de ter nos

permitido desenvolver nossos prprios projetos, nos proporcionando mais experincia para ofuturo.


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8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.- Sistemas Digitais: princpios e aplicaes. 8aed., Rio de Janeiro, LTC,

2003.

Aulas da cadeira de Circuitos Digitais e seu material didtico, ministrada pelo

professor-doutor, Sidinei Ghissoni.

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