Maquinas de estado puerta automatica PDF

Preview

Summary

informe tipo paper del tema de maquinas de estado...

Description

MAQUINAS DE ESTADO STATE MACHINE Alumno:

ESPIRITU HUAMAN, Takeshi Jesus Docente: Docente: MOSCOSO SÁNCHEZ, Jorge Elías UNIVERSIDAD NACIONAL DE LCALLAO Facultad de ingeniería eléctrica y electrónica Escuela profesional de ingeniería electrónica

Resumen

Abstract

en el siguiente trabajo se presentará de manera comprensible una pequeña introducción a las maquinas de estado, los tipos de máquinas de estado existentes, la estructura de cada uno de ellos, su simplificación en un diagrama de estados y finalmente se comprobará mediante simulación en Proteus el funcionamiento de un circuito secuencial aplicado a una puerta automática mediante el diseño de una máquina de estados.

In the following work, a short introduction to state machines, the types of existing state machines, the structure of each one of them, their simplification in a state diagram will be presented in an understandable way and finally it will be verified by simulation in Proteus the operation of a sequential circuit applied to an automatic door through the design of a state machine.

Palabras Clave: FLIP – FLOPs, máquinas de Keywords: FLIP – FLOPs, state machine, estados secuencias, diagrama de flujo, Moore, sequences, Flowchart, Moore, Mealy. Mealy.

1

Estructura de una máquina de estados

1. Introducción Se denomina máquina de estados a un modelo de comportamiento de un sistema con entradas y salidas en donde las salidas dependen no solo de las señales de entradas actuales, sino también de las anteriores. Las máquinas de estados se definen como un conjunto de estados que sirven de intermediarios en esta relación de entradas y salidas, haciendo que el historial de señales de entrada determine, para cada instante, un estado para la máquina de forma tal que la salida depende únicamente del estado y las entradas actuales. Una máquina de estados se denomina máquina de estados finitos (FSM por finite state machine) si el conjunto de estados de la máquina es finito y es el único tipo de máquinas de estados que podemos modelar en un computador en la actualidad. Debido a esto se suelen utilizar los términos «máquina de estados» y «máquina de estados finitos» de forma intercambiable. Sin embargo, un ejemplo de una máquina de estados infinitos sería un computador cuántico. Esto se debe a que los cúbit que utilizaría este tipo de computadores toma valores continuos. En contraposición los bits toman valores discretos (0 o 1). Otro ejemplo de una máquina de estados infinitos es una máquina universal de Turing, la cual se puede definir teóricamente con una cinta o memoria infinita.

Figura 1. Estructura de una máquina de estados.

Lógica de estado siguiente: Es una función de las entradas y el estado siguiente. Memoria de estado: Es un conjunto de n flipflops que almacenan el estado presente de la máquina. Señal de reloj: Dispone el funcionamiento de los flip- flops ya sea por disparo de flanco o por disparo de pulso. Lógica de salida: Es una función del estado actual y/o de las entradas.

Máquina de Moore Es la maquina de estado en la cual las salidas solo dependen del estado presente.

La representación de una máquina de estados se realiza mediante un diagrama de estados. Sin embargo, también es posible utilizar un diagrama de flujo.

Figura 2. Máquina de Moore.

2

Diagrama de máquina de estados de Mealy

Diagrama de máquina de estados de Moore

Figura 3. Diagrama de estados de Moore.

La salida en una maquina de estados de Moore se muestra dentro de la burbuja de estados debido a que la salida se mantiene igual, mientras la maquina se mantenga en ese estado. La salida puede ser compleja, pero debe ser la misma cada vez que la maquina entra a ese estado.

Figura 5. Diagrama de estados de Moore.

La maquina de Mealy genera las salidas basadas en: • El estado presente. • Las entradas a la máquina. De modo de ser capaz de generar diversos patrones diferentes de señales de salida para el mismo estado, dependiendo de las entradas presentes en el ciclo de reloj. Las salidas son mostradas sobre las transiciones del momento que están determinadas de la misma manera que el estado siguiente.

Máquina de Mealy Es la máquina de estado en la cual la salida depende tanto del estado presente como de las entradas externas.

Diferencias entre Moore y Mealy: • Las FMS Mealy y Moore son funcionalmente equivalentes. • Las FMS Mealy tienen una mejor descripción y usualmente requieren de un número menor de estados y menor área de circuito.

Figura 4. Máquina de Mealy.

• Mealy calcula las salidas tan pronto como se produce un cambio en las entradas. • Las FMS Moore no posee un camino de lógica combinacional entre entradas y salidas.

3

funcionamiento de la puerta automática

PUERTA AUTOMÁTICA Objetivo:

se tiene una puerta automática con sensores que: •SE ABRE SI DETECTA UNA PERSONA – S1 •DETECTA UNA APERTURA MAXIMA – S2 •DETERMINA EL CIERRE DE LA PUERTA – S0

➢ Demostrar el funcionamiento de una máquina de estado mediante simulaciones. ➢ Simular el funcionamiento de una puerta automática. Esta experiencia cuenta con 3 sensores de movimiento y un motor que abrirá o cerrará la puerta automática.

figura 7. Diagrama de estado.

En el diagrama de estado se muestra de una forma simplificada el funcionamiento de lo que es para este caso la puerta automática donde las flechas indican el cambio de estado que para este caso son 3. Figura 6. Puerta automática.

ESTADO/SALIDA

QC

QA

E0

0

0

E1

0

1

E2

1

0

E3

1

1

Tabla 1. Tabla de estado.

ESTADO E0 E0 E1 E2 E2

QC QA 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0

ECUACION DE TRANSICION S0. S1. S2' S0’. S1’. S2 S2 S0 S1

ESTADO* QC* QA* 0 E1 1 0 E2 1 0 0 E0 0 0 E0 0 E1 1

Tabla 2 funciones de salida.

ecuaciones de excitación:

QC*=QC’. QA’. S0’. S1’. S2 QA*=QC’. QA’. S0. S1. S2’+QC. QA’. S1 QA*=QA’. S1 (S0. S2’+QC)

4

Simulación en Proteus

Bibliografía: https://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electroni ca/tecnicasdigitalesi/pub/file/AportesDelCudar/ Maquinas%20de%20Estado%20MC%20V5.p df https://es.slideshare.net/jeancarlosquispeavila3 9/maquinas-de-estado

Figura 8. Simulación: puerta automática.

https://www.monografias.com/docs114/maquin as-estado/maquinas-estado.shtml

Resultados y Discusión ✓ Los resultados obtenidos mediante simulación comprueban de manera exitosa el correcto funcionamiento del circuito diseñado mediante el diagrama de estados e implementado en el software de simulación Proteus y corroborado además por las ecuaciones de transición para el paso de un estado a otro. ✓ Se necesitó también recordar los conocimientos obtenidos en anteriores sesiones de clases como el uso e implementación de circuitos combinacionales para lograr recrear la simulación de la puerta automática.

4. Conclusiones ✓ Se suelen usar para seguir los estados de un proceso y su evolución dependiendo de factores internos o externos ✓ Queda demostrado que el uso y elaboración de las máquinas de estado es un punto clave en el estudio de los sistemas digitales y su aprendizaje supone un correcto entendimiento de la materia para proyectos a futuro. 5...