Informe #16: Implementación del diagrama de estados mediante bloques UDB
- SALOMON FELIPE RAMIREZ BUITRAGO
- 10 ago 2020
- 4 Min. de lectura
Actualizado: 10 ago 2020
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
INGENIERIA ELECTRONICA
MATERIA
FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS DIGITALES
GRUPO 005-1
SALOMON FELIPE RAMIREZ BUITRAGO
20182005041
DOCENTE
CESAR ANDREY PERDOMO CHARRY
26 DE JULIO DEL 2020
INTRODUCCION
Esta práctica nos introduce a una nueva herramienta para la solución de problemas, estamos hablando de la herramienta de bloques UDB. Esta herramienta consiste en desarrollar por medio de UDB document. Esto permite implementar los estados de una máquina, permitiendo la solución a los problemas de tipo secuencial.
MATERIALES
PSoC Creator 4.3.
PSoC 5LP
Tarjeta de desarrollo
Jumpers
METODOLOGIA
Con el uso de una PSoC 5LP y su la tarjeta de desarrollo, ha sido desarrollada esta práctica.
Debemos desarrollar un sistema de semaforización a dos luces de una intersección vehicular con una vía principal y una vía secundaria, ambas con sentido único.
Para esto se nos indica un flujo de operación inicial:
Inicialmente el semáforo de la avenida principal estará en verde durante 40 segundos y en rojo durante 60 segundos.
Se dispondrá de un sensor para contar cuántos carros pasan sobre la avenida principal (el cual puede ser simulado con un switch de la tarjeta de desarrollo).
Si en los 40 segundos que el semáforo de la avenida principal está en verde pasan 10 o más carros la temporización deberá cambiar en ese mismo ciclo para que sea 40 segundos en rojo y 60 segundos en verde.
Cada vez que el semáforo principal se ponga en verde la temporización volverá a su configuración inicial contemplando el evento anterior.
Para poder generar los bloques UDB, vamos a "add component item" y le damos en "UDB document":
Primero debemos plantear la máquina de estados. Debemos contemplar los posibles estados que va a tener el problema. Para este problema, tendremos un semáforo, que tendrá 2 estados, la luz roja encendida con la verde apagada y la luz verde encendida con la luz roja apagada. Definimos el estado inicial, con un color característico por encima de los otros estados. Además tendremos 2 diferentes cambios, que funcionarán como entradas; esto debido a que estamos trabajando diferentes tiempos. Las salidas las definimos con los estados en la máquina:
Luego creamos el símbolo, de manera automática. Este se generará con los nombres que hemos puesto en el apartado derecho, en el que se declaran las entradas y salidas del componente del semáforo:
Ahora podemos diseñar el TopDesign, con el propósito de marcar le funcionamiento que tendrá el circuito. Primero incorporamos contadores de 6 bits, debido a que los tiempos 40 y 60 segundos se pueden representar con 6 bits (101000 y 111100 respectivamente). A la salida de estos contadores, ponemos unos comparadores, cuando los comparadores sean iguales en la cantidad que posean, se enviará un 1 lógico a las entradas de la máquina de estados (semáforo):
Para el desarrollo de los semáforos, se han puesto a las salidas de la máquina de estados, cada una de las luces de los dos semáforos, poniendo en negación la segunda parte de las luces, es decir, las que corresponden al segundo semáforo. Esto debido a que los semáforos están sincronizados bajo las mismas condiciones:
Ahora debemos agregar un sensor, que se accione con el paso de 10 o más carros, por lo que vamos a usar un pulsador de la tarjeta, decidimos poner un debouncer para evitar el efecto rebote que puede generar este. Conectamos un contador, pero esta vez de 4 bits junto a un comparador, para poner la restricción a partir de 10 vehículos que circulen. Este contador se habilita por la luz verde, ya que es el caso en el que necesitamos que se consideren los vehículos que circulan:
Una vez se tiene la señal que activan los 10 vehículos, esta es enviada a un arreglo de multiplexores, que ayudan a cambiar los intervalos de tiempo, cumpliendo así con el aumento de tiempo para el semáforo verde. Además, se ha puesto una salida que indicará cuándo se ha recibido la señal de los 10 vehículos:
Ahora incorporamos una LUT, que servirá para recepcionar un ciclo completo, hasta que se efectué un cambio. Para esto relacionamos la salida del comparador de los vehículos, la salida de la luz verde y el bit que funciona como contador de pulsos. Este botará un 1 lógico, en el caso de que únicamente se reciba cero en la señal de comparación de los vehículos y 1 en las otras 2. La salida de esta LUT va al reset del contador del sensor de los vehículos:
Tenemos finalmente el siguiente circuito:
Vídeo explicativo del montaje:
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para este laboratorio no se han empleado ecuaciones, por ende no hay tanto análisis de por medio y esto es una de las mayores ventajas que posee el trabajar los sistemas por medio de sus estados, a comparación del uso excesivo de componentes.
CONCLUSIONES
Se comprobó que esta nueva herramienta es apta para la comprensión de problemas de tipo secuencial, además de proporcionar una manera más práctica para desarrollar algunos componentes.
El semáforo se adecuo de manera correcta, por lo que se puede entrever que es más sencillo el uso de estos diagramas, a comparación de la creación de los componentes para el semáforo.
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