Nome...Nota... a) O número de bits do conversor DAC será : 10cm / 0,01 = O conversor terá : 2 n , assim 2 n 1001, o valor de n = 10 Bits.

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1 FEI NE a PROVA - SISTEMAS IGITAIS II - 20/11/2005 Turma A uração 80min Prova sem consulta - Permitido o uso de calculadora Interpretação faz parte da prova. Nome...Nota... N.o 1.a Questão : (Valor 2,5) (Semelhante ao prob do Tocci) : O controle de um dispositivo de posicionamento pode ser feito utilizando-se um servomotor, um motor projetado para acionar um dispositivo mecânico enquanto houver um sinal de erro. A figura a seguir mostra um sistema servocontrolado simples que é controlado por uma entrada digital que poderia vir diretamente de um computador ou de um meio de saída, tal como uma fita magnética. A alavanca é movida verticalmente pelo servomotor. O motor gira no sentido horário ou no anti-horário, dependendo se a tensão do amplificador de potência (A.P.) é positiva ou negativa. O motor pára quando a saída do amplificador de potência é zero. A posição mecânica da alavanca é convertida para uma tensão CC pelo potenciometro acoplada a ela. Quando a alavanca está no seu ponto de referência zero, V P = 0V. O valor de V P aumenta a uma taxa de 1V/centímetro até que a alavanca alcance seu ponto mais alto (10 centímetros) e V P = 10V. A posição desejada da alavanca é fornecida por um código digital do computador que é levado para o AC, produzindo V A. A diferença entre V P e V A (denominada erro) é gerada pelo amplificador diferencial e é amplificada pelo amplificador de potência para acionar o motor na direção que faça com que o sinal de erro diminua para zero ou seja, mova a alavanca até que V P = V A. Pede-se : a) Para uma resolução de 0,01cm, o número de bits do conversor AC.(1,0) b) Qual a entrada digital para a posição 6,35cm.(1,0) c) Usando o mesmo conversor AC como podemos mudar a resolução do sistema para 0,001cm.(0,5) a) O número de bits do conversor AC será : 10cm / 0,01 = O conversor terá : 2 n , assim 2 n 1001, o valor de n = 10 Bits. b) A entrada digital será : O passo real = 10V/1023 = 9,775 mcm. 6,35 E. = = 649,6 ou E.. = 650 9, c) O sistema deve inserir um subtrator que deixa a resolução menor do que 1cm. Ex. se a posição igual 1,35cm então o subtrator subtrai somente o valor inteiro ou seja subtrai 1V. O Subtrator deve subtrair o valor da posição V P valor inteiro da posição. Sendo 1V/cm os valores inteiros variarão de 0 a 9V conforme a posição real. V P + Σ Amplificador iferencial - Valor Inteiro da Tensão gerada em V P

2 2.a Questão (Valor 2,0) : O circuito gerador de funções a seguir gera um ciclo completo de uma onda. Sabendo-se que a freqüência do oscilador é de 1KHz e o conteúdo da ROM conforme a seguir. Pede-se : Sabendo-se que o AC é de 4 bits e cujo tensão de fundo de escala é de + 10V. a) esenhar e determinar a freqüência da onda na saída?(2,0) V REF = +10V Osc. Contador 04 bits ROM 16 x 04 Bits AC 04 bits + - A = 1 Saída V REF /2 O Conteúdo da ROM, será : EN. CONT. AC SAÍA 0 F C ,3V 0, ,7-2, ,7-2, ,3 0,3 7 C F F 10 5 A F 10 5 B 8 5,3V 0,3 C E F 8 5,3V 0,3 +5V +3V -2,3V -5V V SAÍA O passo do conversor K = A.F.S/ 2 n -1 = 10V / 15 = 0,66V. A freqüência de saída será : 1KHZ / 16 = 62,5Hz. A forma de onda gerada será apresentada em vermelho t

3 3.a Questão : (Valor 3,0) escrever pelo modelo de Mealy o F/F XY, a seguir.. Pede-se : a) O diagrama de estados do sistema seqüencial pelo modelo de Mealy.(1,0) b) A equação de estados e de saída.(0,5) c) A tabela de estados e saída do F/F X,Y.(1,0) d) A implementação da FSM utilizando ROM com endereços e conteúdo em hex.(0,5) São dados a tabela da verdade e de transição do F/F. X Y Qn 0 0 Q n Q n X Y Qn Q n+1 0 X X 0 1 X X a) O diagrama de estados do sistema seqüencial. Como são 02 estados 1 bit ( 01 F/F), então : 0X/0 S 0 1X/1 X1/0 2 n m. Como m = 2 estados => n = 1. esignação de estados : Q 0 = 0 = S 0 e Q 0 = 1 = S 1. X0/1 S 1 b) A equação de estados será : S 0 = S 1 Y + S 0 X. S 1 = S 0 X + S 1 Y (Esta é a equação de estados Q n = XQ 0 + Y Q n. Saída = S 0 X + S 1 Y = Q 0 X + Q 0 Y c) A tabela de estados completa, fica : d) A tabela da ROM. Atual Entrada X,Y Saída Q Representação esquemática da FSM. X Y A 1 A 0 B 0 Saída Q 0 X Y Q 0 Saída A 2 A 1 A 0 B 1 B A 2 B 1 Q 0 0 clk

4 4.a Questão : (Valor 2,5) Para a associação de memória mostrada a seguir, pede-se : a) Capacidade total do banco de memória.(0,5) b) Faixa de endereços de cada dispositivo de memória.(1,0). c) O mapa da memória ROM usada no lugar do decodificador de endereços e a capacidade da ROM.(1,0) CS 1 A 9 a A 12 S 3 S 0 E C O I F I C A O R B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 B 12 B 13 B 14 B 15 CS 1 CS 2 CS 3 CS 4 A 9 CS 2 A 11 CS 3 A 11 CS 4 LINHAS E ENEREÇOS COMUNS E A 0 a A 8 ISP.-1 ISP.-2 ISP.-3 ISP.-4 LINHAS E AOS ENTRAA/SAÍA E 0 a 8 a) C = 8192 x 9 bits. b) A faixa de endereços em Hexadecimal. c) Mapa da ROM A 12 A 11 A 10 A 9 CS 1 CS 2 CS 3 CS ispostivos ispostivo 1 ispostivo 2 ispostivo 3 ispostivo 4 FAIXA E ENEREÇOS EM HEXAECIMAL FF FF 0E00 19FF 1A00 1FFF

5 FEI NE a PROVA - SISTEMAS IGITAIS II - 20/11/2005 Turma B uração 80min Prova sem consulta - Permitido o uso de calculadora Interpretação faz parte da prova. Nome...Nota... N.o 1.a Questão : (Valor 2,5) (Semelhante ao prob do Tocci) : O controle de um dispositivo de posicionamento pode ser feito utilizando-se um servomotor, um motor projetado para acionar um dispositivo mecânico enquanto houver um sinal de erro. A figura a seguir mostra um sistema servocontrolado simples que é controlado por uma entrada digital que poderia vir diretamente de um computador ou de um meio de saída, tal como uma fita magnética. A alavanca é movida verticalmente pelo servomotor. O motor gira no sentido horário ou no anti-horário, dependendo se a tensão do amplificador de potência (A.P.) é positiva ou negativa. O motor pára quando a saída do amplificador de potência é zero. A posição mecânica da alavanca é convertida para uma tensão CC pelo potenciometro acoplada a ela. Quando a alavanca está no seu ponto de referência zero, V P = 0V. O valor de V P aumenta a uma taxa de 1V/centímetro até que a alavanca alcance seu ponto mais alto (10 centímetros) e V P = 10V. A posição desejada da alavanca é fornecida por um código digital do computador que é levado para o AC, produzindo V A. A diferença entre V P e V A (denominada erro) é gerada pelo amplificador diferencial e é amplificada pelo amplificador de potência para acionar o motor na direção que faça com que o sinal de erro diminua para zero ou seja, mova a alavanca até que V P = V A. Pede-se : a) Para uma resolução de 0,01cm, o número de bits do conversor AC.(1,0) b) Qual a entrada digital para a posição 6,35cm.(1,0) c) Usando o mesmo conversor AC como podemos mudar a resolução do sistema para 0,001cm.(0,5) a) O número de bits do conversor AC será : 10cm / 0,01 = O conversor terá : 2 n , assim 2 n 1001, o valor de n = 10 Bits. b) A entrada digital será : O passo real = 10V/1023 = 9,775 mcm. 6,35 E. = = 649,6 ou E.. = 650 9, c) O sistema deve inserir um subtrator que deixa a resolução menor do que 1cm. Ex. se a posição igual 1,35cm então o subtrator subtrai somente o valor inteiro ou seja subtrai 1V. O Subtrator deve subtrair o valor da posição V P valor inteiro da posição. Sendo 1V/cm os valores inteiros variarão de 0 a 9V conforme a posição real. V P + Σ Amplificador iferencial - Valor Inteiro da Tensão gerada em V P

6 2.a Questão (Valor 2,0) : O circuito gerador de funções a seguir gera um ciclo completo de uma onda. Sabendo-se que a freqüência do oscilador é de 1KHz e o conteúdo da ROM conforme a seguir. Pede-se : Sabendo-se que o AC é de 4 bits e cujo tensão de fundo de escala é de + 10V. a) esenhar e determinar a freqüência da onda na saída?(2,0) V REF = +10V Osc. Contador 04 bits ROM 16 x 04 Bits AC 04 bits + - A = 1 Saída V REF /2 O Conteúdo da ROM, será : EN. CONT. AC SAÍA 0 F C ,3V 0, ,7-2, ,7-2, ,3 0,3 7 C F F 10 5 A F 10 5 B 8 5,3V 0,3 C E F 8 5,3V 0,3 +5V +3V -2,3V -5V V SAÍA O passo do conversor K = A.F.S/ 2 n -1 = 10V / 15 = 0,66V. A freqüência de saída será : 2KHz / 16 = 125Hz. A forma de onda gerada será apresentada em vermelho t

7 3.a Questão : (Valor 3,0) escrever pelo modelo de Mealy o F/F XY, a seguir.. Pede-se : a) O diagrama de estados do sistema seqüencial pelo modelo de Mealy.(1,0) b) A equação de estados e de saída.(0,5) c) A tabela de estados e saída do F/F X,Y.(1,0) d) A implementação da FSM utilizando ROM com endereços e conteúdo em hex.(0,5) São dados a tabela da verdade e de transição do F/F. X Y Qn 0 0 Q n Q n X Y Qn Q n+1 1 X X 0 1 X X a) O diagrama de estados do sistema seqüencial. Como são 02 estados 1 bit ( 01 F/F), então : 1X/0 S 0 0X/1 X0/0 2 n m. Como m = 2 estados => n = 1. esignação de estados : Q 0 = 0 = S 0 e Q 0 = 1 = S 1. X1/1 S 1 b) A equação de estados será : S 0 = S 1 Y + S 0 X. S 1 = S 0 X + S 1 Y (Esta é a equação de estados Q n = X Q 0 + YQ n. Saída = S 0 X + S 1 Y = Q 0 X + Q 0 Y c) A tabela de estados completa, fica : d) A tabela da ROM. Atual Entrada X,Y Saída Q Representação esquemática da FSM. X Y A 1 A 0 B 0 Saída Q 0 X Y Q 0 Saída A 2 A 1 A 0 B 1 B A 2 B 1 Q 0 0 clk

8 4.a Questão : (Valor 2,5) Para a associação de memória mostrada a seguir, pede-se : a) Capacidade total do banco de memória.(0,5) b) Faixa de endereços de cada dispositivo de memória.(1,0). c) O mapa da memória ROM usada no lugar do decodificador de endereços e a capacidade da ROM.(1,0) CS 1 A 9 a A 12 S 3 S 0 E C O I F I C A O R B 0 B 1 CS 4 B 2 B 3 B 4 B 5 CS 3 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 CS 2 B 12 B 13 B 14 B 15 CS 1 A 9 CS 2 A 11 CS 3 A 11 CS 4 LINHAS E ENEREÇOS COMUNS E A 0 a A 8 ISP.-1 ISP.-2 ISP.-3 ISP.-4 LINHAS E AOS ENTRAA/SAÍA E 0 a 8 a) C = 8192 X 9 bits = 8K x 9. b) A faixa de endereços em hexadecimal c) Mapa da ROM A 12 A 11 A 10 A 9 CS 4 CS 3 CS 2 CS ispostivos ispostivo 1 ispostivo 2 ispostivo 3 ispostivo 4 FAIXA E ENEREÇOS EM HEXAECIMAL 1C00 1FFF BFF FFF FF