El circuito a diseñar, consiste en un juego de semáforos que controlan el cruce de vehículos entre la intersección de dos calles: una principal y una secundaria o lateral. Sobre cada esquina, donde se encuentran ubicados los semáforos, existen sensores encargados de indicar la existencia de carros en un momento determinado. La calle principal tiene sensores S₁ y S₂ y la calle lateral S₃ y S₄.

Figura 1. Distribución de Semaforos y Sensores.

La calle principal es la que tiene mayor flujo vehicular, por consiguiente lo demás semáforos ubicados sobre esta calle tienen un estado inicial de color verde. Estado contrario al de los semáforos de la calle lateral que deben estar en color rojo.

Cuando algún vehículo se aproxima a la intersección sobre la vía lateral el sensor S₃ ó S₄ lo detecta y pasan 25 segundos para que el semáforo de la vía principal pase de verde a naranja y posteriormente a rojo y el semáforo de la vía secundaria de rojo a verde.

Los semáforos permanecen en este estado durante 25 segundos o cuando no haya ningún vehículo sobre la calle lateral. Así cuando se cumplan cualquiera de estas dos condiciones, los semáforos vuelven a su estado inicial dando vía a los vehículos ubicados en la vía principal.

La transición entre colores dura 4 segundos.

Nuestro sistema de control de semáforos consta de 3 bloques: la etapa temporizada, la etapa de lógica secuencial y la etapa de la decodificación de estados.

Figura 2. Diagrama de Bloques.

Etapa Temporizadora: esta etapa consta de dos temporizadores, el temporizador largo que cuenta hasta 25 segundos por medio de 2 contadores 74161 en cascada y un temporizador corto que cuenta hasta 4 promedio de un contador 74161. Este temporizador es el encargado de la transición de colores en cada semáforo.

Etapa de Lógica Secuencial: esta etapa es la máquina de estados capaz de traducir el comportamiento del sistema de control de semáforo gracias a las entradas suministradas por los sensores y temporizadores.

Etapa de Decodificación de Estados: esta etapa tiene la función de decodificar las salidas de la máquina de estados y convertirlas en números de 3 bit representados en las luces rojo, naranja y verde.

Esta labor es desarrollada gracias a Multiplexores , tres por cada semáforo, y que son los encargados de mostrar, de acuerdo al estado, la distribución lumínica de los semáforos.

FIGURA 3. Diagrama de Estados.

Primer Estado: en este estado el semáforo de la calle principal está en verde y el semáforo de la calle lateral está en rojo. Se permanece en este estado cuando el temporizador largo (25 segundos) está activo y el sensor de la calle secundaria no detecta ningún carro (). Se pasa al estado futuro cuando el temporizador largo está desactivado y el sensor de la calle secundaria detecta un vehículo ().

Segundo Estado: el semáforo de la calle principal está en naranja y el semáforo de la calle lateral está en rojo. Se permanece en este estado durante 4 segundos, es decir el temporizador corto está activo (T_S).

Tercer Estado: En este estado el semáforo de la calle principal pasa a rojo y el semáforo de la calle secundaria pasa a verde. Se permanece en este estado mientras el temporizador largo esta activado y hay un vehículo sobre la calle lateral (T_L V_S). Se pasa al estado futuro cuando el temporizador largo haya contado 25 segundos o cuando el sensor de la calle lateral no haya detectado algún vehículo ().

Cuarto Estado: en este estado el semáforo de la calle principal está en rojo y el semáforo de la calle secundaria pasa a naranja. Se permanece en este estado mientras que el temporizador corto está activado (T_S). Se pasa al primer estado cuando el temporizador corto está desactivado ().

Para obtener las Ecuaciones de *D_o y *D₁ se toman los 1 de los estados futuros operando los estados actuales y las condiciones de entrada. De esta manera se obtienen las siguientes ecuaciones de estado:

DIAGRAMA FINAL