MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

E. P. INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ASIGNATURA: SISTEMAS DIGITALES

HORARIO/TURNO: 11:00-14:00/90G

PROFESOR: UTRILLA SALAZAR, DARIO

INTEGRANTE: PEÑA LANDEO, VICTOR DANIEL 1113220333

RUIZ RODRIGUEZ, OMAR ARTEMIO 1113220574

YSLACHE GALVÁN, MIGUEL ANGEL 1113220101

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MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS

I. INTRODUCCIÓN

En general, los circuitos secuenciales pueden clasificarse en dos tipos; (1)

aquellos en los que la salida o salidas depende únicamente del estado

interno actual (denominados circuitos de Moore) y (2) aquellos en los que la

salida o salidas depende tanto del estado actual como de la entrada o

entradas (denominados circuitos de Mealy).

II. OBJETIVOS

La aplicación de flip flops a una máquina de estados con el fin de

comprender sus posibles aplicaciones en sistemas digitales.

Desarrollar un diagrama de estados para una determinada

secuencia.

Desarrollar una tabla del estado siguiente para una secuencia de

contador especifica.

Implementar un contador para generar una secuencia de estados

especifica.

III. RESUMEN

Se denomina máquina de estados a un modelo de comportamiento de un

sistema con entradas y salidas, en donde las salidas dependen no sólo de

las señales de entradas actuales sino también de las anteriores. Las

máquinas de estados se definen como un conjunto de estados que sirve de

intermediario en esta relación de entradas y salidas, haciendo que el

historial de señales de entrada determine, para cada instante, un estado

para la máquina, de forma tal que la salida depende únicamente del estado

y las entradas actuales. Una máquina de estados se denomina máquina de

estados finitos (FSM por finite state machine) si el conjunto de estados de

la máquina es finito, este es el único tipo de máquinas de estados que

podemos modelar en un computador en la actualidad; debido a esto se

suelen utilizar los términos máquina de estados y máquina de estados

finitos de forma intercambiable. Sin embargo un ejemplo de una máquina

de estados infinitos sería un computador cuántico esto es debido a que los

Qubit que utilizaría este tipo de computadores toman valores continuos, en

contraposición los bits toman valores discretos (0 ó 1). Otro buen ejemplo

de una máquina de estados infinitos es una Máquina universal de Turing la

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cual se puede definir teóricamente con una "cinta" o memoria infinita. La

representación de una máquina de estados se realiza mediante un

Diagrama de estados, sin embargo también es posible utilizar un Diagrama

de flujo.

IV. MARCO TEÓRICO

Definición

Son ciertos circuitos secuenciales que tiene un número determinado de

estado (2 )n . Pueden ser retroalimentados (flip flops, biestables) o maquinas

sincrónicas temporizadas cuando utilizan las primeras para crear circuitos

cuyas entradas son examinadas y cuyas salidas cambian con respecto a

una señal de reloj controlada. En cualquier caso, se tienen unas entradas,

unas salidas y unos estados.

Estructura

Lógica de estado siguiente (F): Una función de las entradas y del

estado actual.

Memoria de estados: es un conjunto de n flip flops que almacenan

el estado presente de la máquina, que tiene 2n estados diferentes.

La señal de reloj controla el cambio de estado en tales flip flops.

La señal de reloj: dispone el funcionamiento de los flip flops ya sea

por disparo por flanco o por disparo de pulso.

Fig.1 Estructura máquina de estados sincronizada por reloj (Mealy)

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Lógica de salida (G): una función del estado actual y/o de las

entradas.

Máquina de Mealy

Es la máquina de estado en la cual la salida depende tanto del estado

presente como de las entradas externas (es representado en la figura 1).

Máquinas de Moore

Es la máquina de estado en la cual las salidas solo dependen del estado

presente. Su estructura se muestra en la figura 2.

Fig.2 Estructura máquina de Moore

Tabla 1 Diferencia entre máquina de Mealy y de Moore

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V. MATERIALES

74LS76.

74LS266.

74LS08.

74LS04.

Led’s

Dipswitch.

VI. IMPLEMENTACIÓN

1. Máquina de estado Mealy

Figura 3

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Mapa de estados:

EST 1X

0X nQ Y

1J 1K

1nQ

0 0 0 0 0 1 0 1

1 0 0 1 1 1 0 1

2 0 1 0 1 0 0 0

3 0 1 1 0 0 0 1

4 1 0 0 1 0 0 0

5 1 0 1 0 0 0 1

6 1 1 0 0 0 1 0

7 1 1 1 1 0 1 0

Diagrama de flujo

2. Máquina de estado Moore

Figura 5

Figura 4

Tabla 2

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Mapa de estados

EST 1X

0X 2nQ

nQ Y 2J

2K 1J

1K 2 1nQ

1nQ

0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1

2 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1

3 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1

4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0

5 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1

6 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0

7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1

8 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0

9 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

10 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0

11 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1

12 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0

13 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

14 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0

15 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0

Diagrama de flujo

Tabla 3

Figura 6

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VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Empezamos con una definición de máquina de estados finitos, aprendiendo

que puede ser usada como técnica de control en un sistema, describiendo

los estados o comportamientos de ese sistema, y definiendo reglas o

condiciones que gobiernan transiciones del estado actual del sistema a otro

estado.

VIII. BIBLIOGRAFIA

1. Ronald J. Tocci. Sistemas digitales, principios y aplicaciones.

Biblioteca UDB.

2. Thomas Floyd. Fundamentos de sistemas digitales. 9° edición.

3. Morris Mano. Diseño digital. 1° Edición. Editorial Prentice Hail.

Biblioteca UDB.