Diapositiva 1

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Problema En una determinada planta industrial
de fabricación de perfiles de acero, se desea
implantar un sistema de control, para determinar
si la longitud de las piezas fabricadas está o no
entre unos límites determinados. La longitud
normal de una de estas piezas es de 10 metros,
pero el proceso de fabricación es tal, que en
ocasiones se fabrican piezas más largas o más
cortas. Los límites que deciden si una pieza es
buena o no se fijan en el 1 (la pieza es buena
si mide 10m1).
Para ello se dispone de un montaje como el de la
figura. Se tiene una cinta que se mueve a una
velocidad constante de 1 m/s. Sobre esta cinta,
están colocados las piezas en sentido
longitudinal. Se tiene un sensor fotoeléctrico
digital, que proporciona una variable SENSOR.
Esta variable presenta un 1 lógico si hay una
pieza entre el Emisor (verde) y el Receptor
(Rojo) del sensor, y un 0 si no hay nada entre
Emisor y Receptor.
El sistema de control deseado funcionará de la
siguiente manera Si la pieza mide una longitud
correcta (10m1), se encenderá una luz verde
(LVERDE1). Si la pieza es demasiado corta, se
encenderá una luz roja (LROJA1), y además se
encenderá un panel informando de que la pieza es
demasiado corta (PCORTA1).
Si por el contrario la pieza es demasiado larga,
se encenderá la misma luz roja (LROJA1) y el
panel informativo que se enciende informará que
la pieza es demasiado larga (PLARGA1). Todos
los indicadores vuelven al estado inicial (luces
apagadas, paneles apagados) cuando entra una
nueva pieza en el sensor. Diseñe el sistema con
los bloques combinacionales y secuenciales que
crea convenientes. Se dispone de una señal
cuadrada de reloj, CLK, de frecuencia 100 kHz
SENSOR1
SENSOR0
2
Nos basamos en un temporizador que comience a
contar desde que la pieza entra en el sistema
(desde que SENSOR1). Para ello, a partir de la
señal SENSOR, genero un pequeño pulso para
resetear el contador. Como debomos discriminar
entre 9,9 y 10,1 segundos, se utiliza un contador
con CLK0,1 seg. A la salida del contador, se
situan dos circuitos combinacionales, que se
activen si detectan que pasaron 9,9 segundos
(combinacional 1, variable T1) y 10,1 segundos
(combinacional 2, variable T2). Estas señales T1
y T2 actuarán sobre dos biestables D, de manera
que actualicen el valor de la señal SENSOR en
esos dos instantes. Se obtienen entonces las
variables S1 y S2 (que tienen, tras las
temporaizaciones, almacenados permanentemente los
valores de SENSOR en los instantes 9,9s y 10,1s,
respectiva,mente).
Luz Verde
Gen. pulso
Combinacional 2 DETECTA 10,1 s
Contador
RESET
CLK
T2
clk D Q
Luz Roja
S2
SENSOR
Pieza Larga
Combinacional 1 DETECTA 9,9 s
T1
Pieza Corta
S1
3
Tras terminar de pasar la pieza (a partir de 10,1
segundos), las condiciones del enunciado en
función de los valores de S1 y S2 son las
siguientes
Se realiza el circuito combinacional necesario
para llevar esto a cabo. Estos valores son
ciertos TRAS PASAR 10,1 segundos, por lo que,
para que el problema esté resuelto completamente,
es preciso que antes de esos 10,1s, las luces
estén apagadas, y que se enciendan despues. Puede
llevarse a cabo mediante un registro de
desplazamiento paralelo-paralelo, que se
actualice en un instante posterior a T2 (por
ejemplo detectando T310,2 segundos en el
contador).
Contador
Pieza Corta
Luz Roja
Luz Verde
Pieza Larga
D clk Q
D clk Q
D clk Q
D clk Q
PCORTA
LROJA
LVERDE
PLARGA
Combinacional 3 DETECTA 10,2 s
Pieza Corta
Pieza Larga
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• Dos últimas puntualizaciones
• Para resetear las luces cuando entre otra pieza
  al sistema, utilizaremos la señal de reset del
  contador para resetear estos biestables D del
  registro paralelo-paralelo
• El intervalo entre piezas debe ser menor que lo
  que tarda el contador en volver a pasar por 9,9s.

SENSOR
Bloque de generación del pulso
C
SENSOR
A
B
PLS
C
A
B
PLS
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Bloque Divisor de Frecuencias
100 kHz
10 kHz
1 kHz
100 Hz
10 Hz
RESET CLK BCD A B C D
RESET CLK BCD A B C D
CLK
CLK
Contador y circuitos combinacionales de detección
de 9,9s y 10,1s
CLK
RESET CLK BCD A B C D
GENERACION DE T2
T2
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CLK
RESET CLK BCD A B C D
GENERACION DE T1
T1
7
(No Transcript)
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Debemos temporizar, dado que la velocidad de la
cinta es constante e igual a un metro por
segundo, los siguientes períodos - 9.9 metros
9.9 Segundos - 10.1 metros 10.1
Segundos Seleccionaremos una resolución de
centesimas de segundo 9,90 y 10.10
Pulso
1kHz
10kHz
100 Hz
R
R
R
R
100kHz
BCD
BCD
BCD
hex
T99
R
Q
S
9
Pulso
1kHz
10kHz
100 Hz
R
R
R
R
100kHz
BCD
BCD
BCD
hex
R
Q
T101
S
Los contadores son los mismos que en la
transparencia anterior el bloque conversión a
pulso esta en las transparencias de teoría
10
T101
O.K.
D Q
T99
Con estos bloques conseguimos capturar la
longitud en el momento apropiado, es decir,
cuando abandona la cinta
Sensor
T101
corta
D Q
T99
T101
Sensor
D Q
Larga
T99
Sensor
11
O.K.
S R
Q
Corta.
Corta
S R
Q
S R
Q
Larga
Larga
S R
Q
Pulso
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Problema 1 Examen de Febrero de 2004
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Problema La Presión arterial máxima se tendrá
cuando se detecta el primer pulso del pulsímetro.
La presión arterial mínima se tiene cuando se
reciba el último puslo. a) Gobierno de la Bomba
INICIO
VAC
BANDA ESTRANGULADORA DE BRAZOS
MEDIDOR DE PRESIÓN
Detección FF
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b) Detección Presión Máxima Para Detectar el
pulso tiene que haber pulso y además estar
bajando la presión
MEDIDOR DE PRESIÓN
VAC
Pulsímetro
INICIO
Se utiliza un registro paralelo que guarda el
valor medido en el pulso recibido por el
pulsímetro. No se vuelve a actualizar hasta que
reseteemos Q y volvamos a tener un pulso de
subida. En las Qs de los biestables D del
registro, se tiene la presión máxima. No se
volverá a actualizar hasta el primer pulso TRAS
PULSAR INICIO

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MEDIDOR DE PRESIÓN
VAC
Pulsímetro
INICIO

Ahora este valor se actualiza con todos los
flancos del pulsímetro la última actualización
se realizará cuando llegue el último pulso. Se
utiliza igualmente un registro paralelo que
guarda el valor medido en el pulso recibido por
el pulsímetro. No se vuelve a actualizar hasta
que reseteemos Q y volvamos a tener un pulso de
subida. En este caso, el RESET del medidor (si
interesa) se haría metiendo la señal INICIO a
la entrada RESET ASÍNCRONA de los biestables D
del registro.
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e) Visualización en Displays 7 SEG. Utilizamos
una memoria que convierte el código de
hexadecimal a 3 displays de 7 segmentos Bits de
entrada 2 palabras de 4 bits 2x4 8 bits. BUS
DE DIRECCIONES DE 8bits 1 byte Bits de salida
3 displays de 7 segmentos 3x7 21 bits. BUS DE
DATOS DE AL MENOS 21 bits.
BDAT0 .. BDAT6
MEMORIA
BDIR0 .. BDIR3
Display 1
BDAT7 .. BDAT13
Display 2
BDIR4 .. BDIR7
BDAT14 .. BDAT20
Display 3
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Se desea implementar una función lógica mediante
tres soluciones distintas. Cada una de las
soluciones debe estar basada completamente en un
tipo de circuitos combinacionales diferente. La
función a implementar viene dad por la siguiente
tabla de verdad
Entradas
Salidas
A
B
C
X0
X1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
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Se van a plantear 4 soluciones posibles, aunque
solo se piden 3. Además de las que se proponen en
esta resolución, habría más soluciones vistas en
clase.

• Soluciones planteadas
• Algebra de Boole, Karnaugh y puertas lógicas
• Decodificadores
• Multiplexores
• Memorias
• Otras soluciones posibles
• Logica Nmos, Pmon, Cmos

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1) Mediante Karnaugh y Puertas Lógicas
Mapa de Karnaugh para la Variable X0
Por tanto, la función lógica a implementar es
ACAB. Así
A B C
0 0
0 1
1 1
1 0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
AC
AB
A B C
AB
X0
AC
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Mapa de Karnaugh para la Variable X1
Por tanto, la función lógica a implementar es
ABCBCAB. Así
A B C
0 0
0 1
1 1
1 0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
BC
AB
ABC
A B C
AB
AC
X1
ABC
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2) Mediante Decodificadores
Se necesita un decodificador de 3 entradas, E0,
E1 y E2. A cada una de estas entradas haremos
corresponder una entrada de la función
combiancional así, cada salida activa
corresponde a una combinación de entradas Así,
las salidas activas para X0 son S1, S3, S4 y S5.
Por su parte, X1 presenta activas las salidas S0,
S3, S6 y S7
Entradas
Salidas
SALIDA ACTIVA
AE2
BE1
CE0
X0
X1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
X0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
DEC
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
1
0
0
1
0
E0 E1 E2
C B A
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
X1
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3) Mediante Multiplexores
Se necesita un multiplexor para cada salida, de 8
entradas y 3 bits de selección, ES0, ES1 y ES2. A
cada una de estas Entradas de Selección haremos
corresponder una entrada de la función
combiancional así, cada salida activa
corresponde a una combinación de entradas de
selección. Para X0, deben colocarse a 0 las
entradas E0, E2, E6 y E7, y a 1 las restantes.
VCC
VCC
E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
X0
X1
ES0 ES1 ES2
ES0 ES1 ES2
C B A
C B A
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4) Mediante Memorias
Utilizando el bus de direcciones como entradas y
el bus de datos como salidas habría que coger 3
bits del bus de direcciones y hacer corresponder
a cada bit una entrada. Se tomarían 2 de los bits
de salida para obtener las salidas. Simplemente
habría que implementar la tabla de verdad del
enunciado en esta memoria
Memoria de al menos 3 bits de entrada y 2
bits de salida
BDAT0 BDAT1
X0 X1
BDIR0 BDIR1 BDIR2
C B A
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(No Transcript)