UNIVERSIDADE PARA O DESENVOLVIMENTO DO ESTADO E DA REGIO DO

PANTANAL UNIDERP

ANHANGUERA EDUCACIONAL

SEMFORO E MQUINA DE ESTADO

RELATRIO DE SISTEMAS DIGITAIS II

CAMPO GRANDE

2013

CRISLAINE NOGUEIRA DE SOUZA RA 5956311671

EDUARDO WIGGERS RA 3900627050

JORGE LUS MELGAREJO RA 3900638187

LUCAS DE SOUZA AZAMBUJA RA 3900649357

VINCIUS DE ARRUDA BERNAL RA 3922801536

SEMFORO E MQUINA DE ESTADO

RELATRIO DE SISTEMAS DIGITAIS II

CAMPO GRANDE

2013

Trabalho apresentado como exigncia

parcial de avaliao de SDII, do curso

de Engenharia da Computao, N40, da

Universidade Anhanguera Uniderp, sob

orientao do Professor Samuel

Cavalcante.

INTRODUO

Este relatrio apresenta o Projeto desenvolvido para avaliao do 2 Bimestre,

correspondente disciplina de Sistemas Digitais II. Para tanto, foi solicitado a implementao

digital de trs cruzamentos que cortam uma avenida principal - mo dupla, utilizando Mquina de

Estado.

Nesse sentido, define-se mquinas de estado como sistemas algbricos que podem ser

divididos em duas categorias: as tradutoras ou Autmatos Finitos com Sada e as reconhecedores de

linguagens, tambm conhecidas como Autmatos Finitos.

As mquinas de estado finito tradutoras possuem uma nica entrada e uma nica sada. J as

reconhecedoras de linguagens so mquinas onde, para cada entrada, existem duas sadas possveis,

uma para as sentenas vlidas e outra para as sentenas invlidas da linguagem em questo, que

devem ambas ser geradas a partir de gramticas regulares.

Por conseguinte, os semforos, muito comuns no trnsito, tm como peculiaridade o fato de

seguir uma sequncia pr-determinada no seu projeto, repetindo o ciclo aps a sua iniciao por um

perodo indeterminado de vezes. Este sistema pode ser implementado tendo como entrada um clock

e o prprio estado a qual se encontra atualmente, e como sadas os sinais que devero controlar o

acionamento das lmpadas que possibilitaro a visualizao do estado atual.

Tambm, as sadas de um circuito controlador de sinal luminoso de transito so diretamente

dependentes do estado a qual se encontrava anteriormente e do tempo decorrido. Desta forma este

sistema pode ser desenvolvido usando o conceito de mquinas de estados finitos.

Objetivos

Encontrar a soluo para o problema: Quantos estados ter a mquina e o que ir representar

cada um deles; Como se vai proceder para contar os tempos;

Desenhar o esquema completo do circuito digital com base na soluo encontrada para

resolver o problema;

Implementao do circuito projetado e teste, de modo a obter resultados.

ROTEIRO

Um controlador de semforo possui trs condies distintas: Sinal VERDE, AMARELO e

VERMELHO. Cada estado corresponde a uma situao que ocorrer, ou seja, verde (carros

prosseguem), em seguida, passa para amarelo (carros ficam em estado de ateno), e por fim, passa

para vermelho (carros param).

Nesse sentido e para melhor compreenso, foi escolhido uma avenida e 3 cruzamentos

distintos, para implementao do circuito digital:

Avenida Principal: Avenida Presidente Ernesto Geisel

Cruzamentos:

Rua Tonico de Carvalho

Rua Brilhante

Rua Santa Adlia

Enfim, no intuito de validar a soluo da temporizao do sistema, necessitou-se de um

clock de entrada de 1 Hz (simulao do multisim 50Hz), estabelecendo cada cruzamento e suas

devidas cores, de acordo com a atualidade dos cruzamentos, os quais correspondem:

Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Tonico de carvalho

ESTADOS 1 2

VERMELHO 26,13 33,82

AMARELO 3,84 2,93

VERDE 29,98 22,95

Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Brilhante

ESTADOS 1 2

VERMELHO 23,13 37,06

AMARELO 3,81 2,88

VERDE 32,89 20,11

Avenida Presidente Ernesto Geisel - Rua Santa Adlia

ESTADOS 1 2

VERMELHO 26,33 33,03

AMARELO 3,89 2,92

VERDE 28,94 23,08

Aps, esse processo de escolha dos cruzamentos e busca especfica da temporizao de cada

sinal (cores) e seus respectivos semforos, deu-se incio a implementao do sistema. Logo, foi

determinada mquina de estado anloga ao projeto.

00 - semforo primrio em verde e secundrio em vermelho

01 - semforo primrio em amarelo e secundrio em vermelho

10 - semforo primrio em vermelho e secundrio em verde

11 - semforo primrio em vermelho e secundrio em amarelo

Ademais, gerou-se a tabela verdade tanto das entradas como da lgica de sada, facilitando

na construo dos Mapas de Karnaugh, das expresses booleanas minimizadas, desenvolvimento

final do circuito e futura execuo.

TABELAS VERDADE

MAPAS DE KARNAUGH E EXPRESSES BOOLEANAS

Neste contexto, iniciou-se a construo do sistema digital dos semforos, utilizando

Contadores, Demux, Portas lgicas, Mquinas de Estado e FlipFlop D, como demonstrado nas

figuras a seguir, realizada na ferramenta Multisim:

COMPARADOR SUB

CONTADOR

LGICA DE ESTADO

LGICA DE SADA

LGICA DE TEMPO

SEMFORO

EXECUO DOS CRUZAMENTOS

CONCLUSO

O trabalho com o objetivo de clonar os semforos dos cruzamentos foi alcanado, usando

uma maquina de estados, lgicas de sadas e de deciso de tempo para cada tempo do semforo.

Tambm, os semforos possuem o tempo programvel utilizando uma lgica de

comparao, logo, possibilitou uma facilidade na criao e uma flexibilidade maior, sendo

utilizadas poucas portas lgicas.

Um dos problemas encontrados durante a criao do projeto foi o tempo de simulao da

ferramenta Multsim e tambm a exigncia da criao independente de cada semforo.

Por fim, o projeto funcionou corretamente atendendo todas as expectativas esperadas.

REFERNCIA

FLOYD, T.L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicaes. Dados eletrnicos, 9 ed., Porto Alegre:

Bookman, 2007.