El diseño de un semaforo con compuertas logicas responde a la logica de un circuito secuencial. Los pasos para realizar un diseño como el que requires son:
1) Realizar un diagrama de estados. Supongamos que el semaforo tenga la siguiente secuencia: ROJO - ROJO/AMARILLO - AMARILLO - VERDE - VERDE/AMARILLO -ROJO.
Tendrias asi los siguientes estados: 100 - 110 - 010 - 001 - 011 - 100. Son cinco estados diferentes. Cada bit representa el encendido de una luz del semaforo respetando el orden ROJO-AMARILLO-VERDE.
2) Determinar el numero de flip-flops necesarios. En este caso, necesitaras 3 FF, ya que los estados diferentes son 5. La forma de determinar esto es: 2 elevado a la n, debe ser mayor o igual que N.
Donde n= numero de FF y N= numero de estados diferentes. En nuestro caso, 2 elevado al cubo (o sea, ocho), es mayor que (cinco).
3) Elegir el tipo de flip-flop con el que vas a trabajar. Aqui no hay problema, pues cualquier tipo de flip-flop sirve para el diseño (tambien es posible convertir un FF determinado en otro, muy facilmente), sin embargo conviene utilizar flip-flops de una sola entrada; por ejemplo los de tipo D. La respuesta es muy simple: te conviene usar un flip-flop de una sola entrada porque solo vas a necesitar una red combinacional que controle los flip-flop, de modo de obtener la secuencia deseada (la del diagrama de estados).
Tal como tu lo planteas, si no puedes o no deseas utilizar FF, los mismos puedes hacerlos facilmente con compuertas logicas.
4) Para el diseño de las redes combinacionales que van a manejar las entradas de los 3 FF tenes que utilizar las tablas de excitacion de los FF elegidos previamente. En este caso, la correspondiente al FF "D". Asi obtendras una tabla como la que sigue:
Dr Da Dv SalidaQr SalidaQa SalidaQv
1 0 0 1 1 0
1 1 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1
0 0 1 0 1 1
0 1 1 1 0 0
Ten en cuenta que las redes combinacionales manejan las entradas de los FF (para que los mismos logren la secuencia pautada), por lo que para el diseño de las mismas, Dr, Da y Dv (entradas de los FF) son las salidas de tu tabla de verdad, y Qr, Qa y Qv (salidas de los FF) son las variables de entrada. Tendras que realizar 3 mapas de Karnaugh, uno por cada salida (Dr, Da y Dv), a fin de simplificar la funcion e implementar el circuito de las redes.
Por ultimo, este es un circuito secuencial sincronico. Todos los FF estan sincronizados por un mismo reloj. Con un circuito oscilador basico (el 555 funcionando en modo astable, por ejemplo) podes hacer el circuito de reloj, cuya frecuencia podras ajustar a voluntad. La salida del 555 la conectas a cada una de las entradas de CLOCK de los FF.
En cuanto a las luces del semaforo, las mismas las conectas a las salidas Qr, Qa y Qv de los flip-flops.
Espero te haya sido de utilidad. Cualquier cosa, avisame.
Un cordial saludo.
, le hice la corrección que me dijiste y funcionó, muchas gracias.
