UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e IndustrialIngeniera en Electrnica y Comunicaciones.Proyecto de Microprocesadores.

Ttulo: Implementacin de un semaforo Carrera:Electrnica y Comunicaciones. rea Acadmica:Redes de computadores Lnea de Investigacin:Redes de computadores Ciclo Acadmico y paralelo 6 A Electrnica Alumnos participantes: Juan Carlos Jordn Wilson Manobanda Daro Sols Villarroel Lizbeth Mdulo y Docente:Microprocesadores Ing. Patricio Crdova. Fecha de envi: 7 de mayo del 2015 Fecha de entrega: 14 de mayo del 2015

II. INFORME DEL PROYECTO

2.1. TEMA Implementacin de un semforo2.2. OBJETIVOS.2.2.1. Objetivo general. Disear un semforo de dos vas

2.2.2. Objetivos especficos. Realizar el diseo de una maquina secuencial mealy que cumpla con las condiciones del funcionamiento de un semforo de dos vas Implementar y simular la maquina secuencial del semforo en proteus. Controlar el trfico vehicular y peatonal.

2.3. RESUMEN

En el presente proyecto se dise un circuito digital que corresponde al funcionamiento de un semforo de doble va, el cual trata de dos semforos donde su funcionamiento de luces es una secuencia lgica donde deber cumplir con las condiciones si el primer semforo esta en rojo mientras el segundo estar en verde un cierto tiempo, el segundo semforo que est en luz verde deber cambiar amarillo y luego a rojo mientras el primer semforo una que est en rojo cambiara directamente a verde y as sucesivamente pues los focos de colores de los semforos har el cambio de luces cada cierto tiempo y as cumplir con el funcionamiento y para lo que est hechoLa informacin que se muestra en el led est manejada de acuerdo al cdigo los cuales representan la situacin vehicular.

2.4. PALABRAS CLAVE

Mquina Mealy, Moore, estados, entradas, salidas.

2.5. INTRODUCCIN

La electrnica digital ha alcanzado una gran importancia en nuestra sociedad debido a que es utilizada para operar en los dispositivos muy tiles en la actualidad , como tenemos sistemas programables, celulares, ordenadores, estos estn basados en microprocesadores , microcontroladores, memorias y dispositivos electrnicos Para poder logra entender la tecnologa digital es necesario sus principios bsicos , y uno de ellos se basan en la algebra de booleana y lgica secuencialEn est presente proyecto para empezar a comprender la electrnica digital, estamos llevando a cabo la configuracin necesaria para obtener un dispositivo de sealizacin muy necesaria en nuestra vida diariaEl semforo es usado para regular el trfico de vehculos y el trfico peatonal, asi tendremos que depender de los circuitos digitales para lograr el cambio de luces de color verde rojo y amarillo

2.6. MATERIALES

Diseo del semaforo 1 CI 7404 (Compuerta not). 1 CI 7408 (Compuerta And 2 entradas). 1 CI 7432 (Compuerta Or 2 entradas). 1 CI 7411 (Compuerta Or 2 entradas). 2 CI 7473 (Flip Flop JK). 8 CI 7421 (Flip Flop JK). 4 CI 7427 1 Dip Switch de 8. 6 Resistencias 220. 15 Diodos Leds. Cables. pulsadores Seal de reloj Fuente de alimentacin de 5v protoboard

Seal del reloj 1 Integrado NE555 1 Potenciometro de 100k 1 Resistencia 1 Capacitor cermico de 0.1 uf 1 Capacitor de 47 uf

2.7. MARCO TEORICOSEMFOROEl semforo es un aparato elctrico de seales luminosas para regular la circulacin. Es un dispositivo de sealizacin mediante los cuales se controla la circulacin de vehculos, bicicletas y peatones en vas, asignando el derecho de paso a vehculos y peatones secuencialmente, por las indicaciones de luces de color rojo, amarillo y verde, operadas por una unidad electrnica de control.

Figura1.Semforo a gas.Eleccin de coloresEl motivo por el cual esas luces emitan un color rojo y verde para la regulacin del trfico es que haban sido heredadas del mundo del ferrocarril que a su vez las hered del martimo.

Figura3.Semforo de tres colores.PresenteHoy en da, las bombillas de los semforos estn perdiendo terreno y los semforos LED se imponen, bsicamente, por un ahorro considerable de energa, por su luminosidad y por su larga vida. Las lmparas de LED utilizan slo el 10% de energa en comparacin con las bombillas incandescentes y tienen una vida til 50 veces superior. Eso conlleva a que haya mayor fiabilidad del producto y ms seguridad vial, porque los semforos ahora fallan menos.[1]Modelo MealyEl modelo mas general de un circuito secuencial tiene entradas, salidas y estados internos. Se acostumbra distinguir entre dos modelos de circuitos secuenciales: el modeloMealyy el modelo Moore. Difieren en la forma en que se genera la salida. En el modeloMealy, la salida es funcin tanto del estado actual como de la entrada. El en modelo Moore, la salida slo en funcin de estado actual. Al tratar los dos modelos, algunos libros y otras fuentes tcnicas ven circuito secuencial como una mquina secuencial de estados finitos (FSM,finitestatemachine). El modeloMealyde un circuito secuencial en una FSMMealyo mquinaMealy. El modelo de Moore es una FSM Moore o mquina Moore.

Figura5.Modelode una mquina secuencial deMealy.La salida y es funcin tanto de la entrada como x como del estado actual de A y B.[2]Requerimientos para realizar el semforo.Se requiere un controlador digital para controlar un semforo en la interseccin de una calle de trfico muy denso con una calle de trfico moderado.Esta calle lateral tiene que tener la luz verde hasta que nocircule ningn coche por ella. La luz mbar de precaucin. En los cambios de luz verde a roja en ambas calles, principal y lateral.

Figura6.Requisitos para la secuencia de luces de los semforos.

A partir de los requisitos, se puede desarrollar un diagrama de bloques del sistema. En primer lugar, sabemos que el sistema tiene que controlar seis pares de luces diferentes. Estas sonlas luces rojas, mbar y verde para ambos sentidos, tanto en la calle principal como en la lateral. Tambin sabemos que existe una entrada externa (adems de la alimentacin) que proviene de un sensor de vehculos situado en la calle lateral.

Figura7.Diagrama de bloques mnimo del sistema.

A partir del diagrama de bloques mnimo vamos a ir entrando en los detalles. El sistema tiene cuatro estados, por lo que se necesita un circuito lgico para controlar la secuencia de estados (lgica secuencial). Adems, se necesitan circuitos para generar una seal de reloj cclica en el sistema (circuitos de temporizacin).Para las entradasla lgica secuencial, dado que la secuenciacin de estados es una funcin de estas variables. Se necesitan tambin circuitos lgicos para determinar cul de los cuatro estados del sistema est activo en un determinado instante de tiempo, para as generar las salidas adecuadas en las luces (decodificacin de estados ylgica de salida).[3]

Figura8.Diagrama de bloques del sistema en el que seindica los elementos esenciales.

Requisitos generales de los circuitos de temporizacin

Los circuitos de temporizacin constan de unoscilador, como se muestra en el Figura 9;se implementa con un temporizador 555comoaestable.[4]

Figura 9.Circuitos de temporizacin.

Requisitos de la lgica secuencial

La lgica secuencial controla el secuenciamiento de las luces de los semforos basndose en las entradas yestados. La lgica secuencial generara una secuenciaMOD8 para los estados del sistema indicados.Figura10.Secuencia de estados de las luces de los semforos.El contador genera una secuencia deochoestados. Las transiciones desde un estado al siguiente estn determinadas por elclock

2.8. PROCEDIMIENTO1. Realizar el diseo del diagrama de estados de la mquina secuencial

Figura 6. Diagrama de estados de la maquina secuencial Mealy de la lavadora.

2. Encontrar el nmero de flip flops a utilizar. Nmero de Flip-FlopsN=2 estados n=4 F-F Tipo J-K o D3. Seleccionar el tipo de flip flops a utilizar.Tipos de F-F a ImplementaTipo J-k4. Realizar la tabla de diseo.

Tabla 2. Tabla de diseo

5. Encontrar las ecuaciones para la/las entrada de cada flip flop por medio de mapas K.

6. Simular las mquinas secuenciales en proteus para verificar el correcto funcionamiento

Figura 13. Simulacin de la Maquina Secuencial Mealy con tipo J-K del semaforo.

7. Implementar fsicamente las mquinas secuenciales diseadas y verificar su funcionamiento

Figura 14.Implementacion Maquina Secuencial Mealy con tipo J-K de la lavadora

2.10 . CONCLUSIONES

Se concluye que una mquina secuencial de Mealy requiere de sus entradaspara poder establecer un valor en lassalidas, el semforo funciona al cien por ciento de su requerimiento. El diagrama de estados tiene dos valores de entrada, teres estados de transicin y seis salidas las cuales son las seales para los dos semforos. La tabla de diseo nos permiti obtener las ecuaciones caractersticas tanto del circuito de memoria as como las salidas del mismo. El softwareconocido como Proteus es una herramienta muy til para simulacin ya que nos permiti tener una idea previa de la implementacin del circuito. El paso de peatones funcionara con un circuito adicional externo para el cual solo tomaremos ciertas salidasy una seal de reloj extra con el CI 555.

2.11. RECOMENDACIONES

Investigar del tema para realizar el diseo de la lavadora. Revisar los dispositivos que estn en buen estado para la implementacin. Comprobar el correcto funcionamiento del diseo en el simulador antes de implementar. Tener todas las herramientas necesarias. Hacer uso de los datasheet para mayor facilidad al momento de conectar los dispositivos.

2.12. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] Esteve R.,Toledo Alarcn J. (2005) Fundamentos de electrnica digitalBarcelona,Espaa:Alfaomega.[2] MANO, M. Morris, Lgica Digital y Diseo de Computadores; Prentice Hall Hispanoamrica S.A.; Mxico, 1991; ISBN 84-7615-12-9.

2.13. ANEXOS