problemario3

Problemas de Electrónica Digital
Tema 3 – Cerrojos Estáticos. Circuitos Secuenciales Asíncronos
UNIVERSIDAD DE VALLADOLID
Departamento de Electricidad y Electrónica
1. - Diseñar un sistema secuencial asíncrono con 2 variables de entrada X1 y X2 y una
salida Z. El sistema secuencial asíncrono actúa de la siguiente manera:
a) Si X1=“1” la salida Z del sistema pasa al estado lógico “1”
independientemente del estado en que se encontrase anteriormente y
continuará en él aunque la variable X1 vuelva al estado lógico “0”. Sucesivas
conmutaciones de la variable X1 no cambiarán el estado de la salida.
b) Si la variable X2 toma el valor lógico “1”, la salida Z del sistema pasará al
estado lógico “0” independientemente del estado en que se encontrase
anteriormente, y continuará en él aunque la variable X2 vuelva al estado
lógico “0”. Sucesivos cambios de estado de X2 no modificarán la salida.
c) Las variables X1 y X2 no podrán encontrarse en el estado “1”
simultáneamente.
Nota: Se trata del biestable R-S. Comprobar que llegamos al esquema de puertas
NOR y NAND estudiado.
2.- El producto final de una cadena de fabricación son barras metálicas cuya longitud ha
de ser inferior o igual a L. Para hacer la selección del producto terminado se utiliza el
sistema dibujado en la figura.
Está constituido por una cinta transportadora que hace pasar las barras metálicas
entre dos detectores fotoeléctricos separados una distancia L y constituidos por un
emisor y un receptor de luz. La salida de los receptores de luz adopta dos niveles de
tensión diferenciados según esté o no una barra situada entre él y su emisor
respectivo. Se asigna por convenio el estado “1” lógico a la salida del detector
cuando la barra está situada delante del detector y el estado “0” en caso contrario. A
continuación del segundo detector existe una trampilla accionada por un motor que
se activa según el valor de una variable Z. Si la barra tiene una longitud mayor que
L, Z pasa al estado “1” lógico y hace que la trampilla se abra para dejar caer la
barra. En caso contrario Z toma el valor lógico “0” y la trampilla permanece
cerrada. En el primer caso (L>0), una vez pasada la barra, Z vuelve a valer “0”
haciendo que la trampilla se cierre de nuevo con lo que el sistema queda preparado
para realizar una nueva detección.
La distancia que separa dos barras sometidas a verificación es tal que nunca podrá
entrar una barra en la zona de detección mientras se está comprobando la anterior.
Diseñar un sistema secuencial asíncrono cuyas entradas sean las salidas de los
detectores, que denominaremos X1 y X2 , y cuya salida M accione el motor.
3. - Un sistema secuencial asíncrono posee dos entradas de impulsos X1 y X2 (ambas
entradas no pueden estar nunca en estado “1” simultáneamente) y una salida Z. A
partir de un estado inicial en el cual X1, X2 y Z valen “0”, la salida Z ha de tomar el
valor “1” si la entrada X1 sigue la secuencia 101 (2 impulsos sucesivos) sin que se
aplique ninguno a la entrada X2. A partir de este estado, la salida sólo volverá a “0”
cuando X2 pase al estado “1”. Implementar el circuito con biestables R-S en el lazo
de realimentación
4. - Diseñar un sistema secuencial asíncrono de una entrada X y una salida Z, tal que si
por la entrada introducimos una secuencia de pulsos con una determinada
frecuencia, a la salida obtengamos una señal cuya frecuencia es la mitad de la de
entrada.
5. - Construir un sistema secuencial asíncrono con una entrada X y una salida Z tal que en
la salida aparezca una señal cuya frecuencia sea un tercio de la de la señal de
entrada
1/2
Y1
6. - Diseñar un circuito secuencial asíncrono con 2 entradas D y C y una sola salida Q, tal
que la salida se haga igual a D en el instante en que C pase de 0 a 1. Suponer que las 2
entradas D y C no pueden cambiar simultáneamente. Implementar el circuito con
biestables R-S constituidos por puertas NAND.
7. - En el sistema secuencial asíncrono representado por la siguiente tabla de estados,
indica dónde aparecen situaciones de carrera, tanto críticas como no críticas, y
resuelvelas.
Y2 Y1 \ X1 X2
00
01
11
10
00
10
10
01
00
01
01
11
10
10
10
10
10
11
11
Y1s
X
Y2
Y2s
Z
11.- Analizar el siguiente circuito secuencial asíncrono e indicar su funcionamiento a
través de la construcción de su diagrama de flujo.
8. - Diseñar un circuito secuencial asíncrono con 2 entradas T y C y una sola salida Q, tal
que funcione de la siguiente manera. En el instante en que C pase de 0 a 1 la salida Q
conservará su estado anterior si T=“0” y conmutará en caso contrario, es decir, si
T=“1”. Suponer que las 2 entradas T y C no pueden cambiar simultáneamente.
Realizar el diseño utilizando exclusivamente puertas NAND.
9. - Diseñar un circuito secuencial asíncrono con 2 entradas D y C y una sola salida Q, tal
que la salida se haga igual a D en el instante en que C pase de 1 a 0.
Suponer que las 2 entradas D y C no pueden cambiar simultáneamente. Implementar
el circuito con Biestables R-S constituidos por puertas NAND (entradas activas en
baja) y las puertas NAND que sean necesarias.
Nota: Observar que el circuito que se pide diseñar como asíncrono es en realidad un
Flip-flop tipo D cuyo flanco activo de la señal de reloj (C) es el de bajada que
estudiaremos en el tema siguiente.
10. - La figura representa el diagrama de puertas de un determinado circuito secuencial
asíncrono. El retardo de propagación es el mismo para todas las puertas: AND, OR e
inversores.
A partir del análisis del circuito, indicar qué problemas de funcionamiento podemos
encontrar en él (carreras críticas y fenómenos aleatorios) explicando claramente en
qué situaciones aparecen, en qué consisten y la manera de solucionarlos.
12.- Diseñar un circuito secuencial asíncrono con dos entradas X1X0 y una salida Z. Si
X0=0, Z=0 independientemente de X1. El primer cambio en X1 que ocurra con X0=1
hará que Z=1 y Z permanecerá en ese estado sin responder a X1. Z se hará Z=0
solamente cuando X0 vuelva a ser 0.
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