Com
relação a parte de contagem do número de vagas disponível, número este mostrado
em um display de sete segmentos, o “coração” do circuito são quatro flip-flops
(chamaremos aqui de FF, para simplificação) do tipo JK, dispostos na clássica
configuração de contador crescente/decrescente e representados no esquema acima
por U1 e U2. São auxiliados por portas
lógicas, como segue:
U3,
U4.1 e U4.2 (74LS08 – quatro portas lógicas AND de duas entradas cada);
U5.1,
U5.2 e U5.3 (74LS32 – quatro portas lógicas OR de duas entradas cada);
U7.4
(74LS02 – quatro portas lógicas NOR de duas entradas).
Os
pulsos para a contagem provêm dos sensores de “passagem” (circuito semelhante
aos sensores utilizados nas vagas do estacionamento, sendo um para entrada e
outro para saída). Assim que um veículo estiver passando pela entrada ou saída,
um nível alto é obtido na saída – pino 11 – da porta lógica U5.4 (74LS32). E
assim que o mesmo passar definitivamente, um nível baixo na entrada de clock do
primeiro FF, U1.1 (74LS76 – dois flip-flops JK com Preset e Clear) faz com que
este FF mude de estado, incrementando ou decrementando a contagem.
O
circuito prevê que caso um veículo saia do estacionamento, o número de vagas
seja incrementado. E caso um veículo entre, o nº de vagas seja decrementado.
Como
isso é feito?
Esta
condição é determinada através de um circuito “Latch” (“memória”) construído
com duas portas lógicas NOR (U7.1 e U7.2 – 74LS02), que mantém “memorizado” se um
veículo passou “por último” na Entrada ou na Saída... “Pra quê?” Explicando: assim que o veículo tiver cruzado o sensor
“de passagem” (desta forma mandando um pulso baixo para o primeiro flip-flop,
como explicado acima), o contador já terá selecionado, por meio deste Latch, se
irá incrementar ou decrementar. Por exemplo, no momento em que o veículo está
saindo do estacionamento, a saída do Latch (pino 1 do U7.1) tornará em nível alto
(contador irá incrementar). Assim que o veículo sair de vez, a contagem será
feita, dessa forma, incrementando uma unidade no display.
Já
se o veículo estiver na entrada, assim que ele passar por essa (cruzando o
sensor de passagem e tornando o estado do Latch em nível baixo), o contador irá
decrementar! Simples, não?
O uso deste Latch é
necessário para o bom funcionamento do circuito porque não se deve selecionar o
incremento/decremento ao mesmo tempo do pulso recebido pelo FF. Ou seja, o
incremento (ou não) deve ser selecionado ANTES do FF (U1.1) receber o pulso.
O
display, de cátodo comum, identificado no esquema como U9, é utilizado em
conjunto com um decodificador para display de sete segmentos, no esquema
identificado como U8 (74LS48), cujas entradas são ligadas às saídas Q (saída
normal – não complementar) dos flip-flops.
Para
fins de demonstração do circuito quando da apresentação deste e de sua função
de contagem crescente/decrescente, foram implementadas duas chaves no circuito.
Quando acionadas, ‘forçam’ o valor do display para “0” ou “8” (vagas disponíveis), dependendo da chave
pressionada. Para o funcionamento desta característica, são utilizados os pinos
de PRESET e CLEAR dos flip-flops, fazendo com que o valor seja mostrado de
imediato. Junto com as chaves, foi utilizada uma porta lógica AND – C.I. U4.3
(74LS08) para construir a lógica necessária para se obter os valores citados,
bem como resistores de apoio para polarização dos pinos de entrada dos FFs.
Além
desta característica, há também um “semáforo”, cuja luz verde permanece acesa
enquanto há vagas disponíveis. Porém, quando não há, (display mostrando “0” ), acende-se a luz vermelha.
Esta característica é obtida com a aplicação de lógica digital, por meio do
C.I. U6 - 74LS32, e do CI U7.3 74LS02. Interessante notar que foi utilizado nesta
parte apenas um resistor limitador de corrente para os LEDS, já que como
somente um LED fica aceso de cada vez, não há necessidade de um resistor para
cada um, como às vezes é feito.
Finalmente,
no canto superior esquerdo do esquema, estão as portas que “sobraram”, tendo
seus terminais de entrada ligados ao negativo da alimentação, a fim de evitar
instabilidades em seu funcionamento que, em certos casos, pode até levar a
queima do C.I.
Resumindo,
um circuito “enxuto” que, apesar da complexidade aparente, se mostrou bem
funcional.
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