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As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos que serão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
disciplina: VAHID, F. – Sistemas Digitais – projeto, otimização e HDLs. 1 
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1 Máquinas de Estados 
 Modelo de Máquina de Estados de Mealy x Modelo de Moore 
Para realizar o projeto de uma ME pode-se utilizar um modelo arquitetura de 
bloco de controle cujas saídas podem depender do estado do sistema e das 
entradas externas, denominado de Modelo de Mealy. 
Fonte: F. Vahid 
 
Modelo de Mealy considera entradas para definir saídas 
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2 Máquinas de Estados 
 Modelo de Máquina de Estados de Mealy x Moore 
 Diagrama de estados: O diagrama de estados de uma máquina de 
estados de Mealy representa as saídas nos arcos (não nos estados); 
Entrada / Saída 
 Vantagens do Modelo de Mealy: Geralmente resulta em diagramas com 
menos estados, pois as saídas podem ser definidas no momento das 
mudanças das entradas; 
 Desvantagens do Modelo de Mealy: As saídas do sistema não são 
síncronas, pois podem mudar em qualquer instante de tempo, gerando 
gliches ou eventuais metaestados se as entradas não forem sincronizadas. 
As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos que serão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
disciplina: VAHID, F. – Sistemas Digitais – projeto, otimização e HDLs. 2 
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3 Máquinas de Estados 
Exemplo 1: ME para ajuste de relógio 
Emite Bip 
Fonte: F. Vahid 
 
Observar que a duração do sinal de “Bip” não é garantida no modelo de Mealy. 
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4 Máquinas de Estados 
Exemplo 2: ME do projeto da máquina de refrigerantes (simplificado) 
Suficiente’ 
Inicio 
Inicio/ 
L=0 
Espera/ 
L=0 
Libera/ 
L=1 
Suficiente CLK 
Suficiente 
Estado 
L 
Ini Esp Esp Lib Ini 
ME de Moore 
 
 
 
 
Suficiente’/L=0 
Inicio 
Inicio Espera 
/L=0 
Suficiente/L=1 
CLK 
Suficiente 
Estado 
L 
Ini Esp Esp Ini 
ME de Mealy 
 
 
 
 
 
Observar que para a saída “L” da ME de Mealy ter duração igual a ME de 
Moore o sinal de entrada (“Suficiente”) precisa estar sincronizado com CLK. 
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5 
Exemplo 3: Considere o projeto de uma parte de um sistema de cirurgia a 
laser (o mesmo discutido na aula anterior). Esse sistema exige o 
funcionamento de um laser durante um intervalo de tempo preciso. O 
cirurgião pressiona um botão B e o laser deve permanecer ativado por 
exatamente 30 ns. Considere que o sinal de relógio (clock) tem período de 
10 ns (100 MHz). Assim, o sistema de controle do laser deve apresentar as 
seguintes características: 
• O número de períodos de relógio em que o laser deve permanecer ativado 
é igual a 3; 
• O botão B=1 dispara um pulso com duração de 30 ns de laser; 
• A saída X=1 mantém o laser ligado enquanto permanecer ativo (NL1); 
• Utilizar o Modelo de Mealy para a máquina de estados. 
Máquinas de Estados 
Bloco de 
Controle 
CLK 
Laser 
B 
X 
Paciente 
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6 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Projeto do controlador de laser cirúrgico – ME de Mealy: 
1. Compreensão do problema lógico: 
Diagrama de Blocos do Sistema: 
 
 
 
 
2. Representação abstrata da ME: 
Diagrama de Estados por Mealy: 
Bloco de 
Controle 
CLK 
B 
X 
Ativa Laser 
Dispara Laser 
Início 
Desl 
B/X=1 
Lig1 Lig2 
Início 
B’/X=0 
/X=1 
/X=1 
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7 Máquinas de Estados 
3. Descrição da arquitetura do sistema: 
Bloco de Controle: 
 
 
 
4. Codificação dos estados: 
A - Código dos Estados: ⇒ Tabela de Transição de Estados: 
 
Estado Código 
Desl 00 
Lig1 01 
Lig2 10 
Estado 
Atual 
Entradas Estado 
Futuro 
Saída 
s1 s0 B n1 n0 X 
Lógica 
Combinatória 
Registrador 
de Estados 
B 
CLK 
X 
n0 
n1 
s0 s1 
- Registrador de 2 bits (3 estados); 
- Entradas: B e Inicio; 
- Saídas: X; 
- Sinais do Estado Futuro: n1, n0. 
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8 
- Selecionado o FF tipo D ⇒ Tabela de Transição do FF D: 
D QnQn+1 
0  0 
0  1 
1  0 
1  1 
Máquinas de Estados 
4. Codificação dos Estados: Tabela de Transição de Estados: 
Diagrama de Estados (codificado): 
 
 
 
 
 
5. Seleção do tipo de FF: 
 
 
Estado 
Atual 
Entradas Estado 
Futuro 
Saída 
s1 s0 B n1 n0 X 
Desl 
0 0 0 
0 0 1 
Lig1 
0 1 0 
0 1 1 
Lig2 
1 0 0 
1 0 1 
---- 
1 1 0 
1 1 1 
0 0 0 
0 1 1 
1 0 1 
1 0 1 
0 0 1 
0 0 1 
X X X 
X X X 
D QnQn+1 
0 0  0 
1 0  1 
0 1  0 
1 1  1 
00 
B/X=1 
01 10 
Inicio 
B’/X=0 
/X=1 
/X=1 
Exemplo 3: Projeto do controlador de laser cirúrgico – ME de Mealy: 
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9 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME: 
A - Tabela de Transição de Estados (completa): 
 
 
 
 
 
 
Estado 
Atual 
Entradas Estado 
Futuro 
Saída Entradas FF 
s1 s0 B n1 n0 X D1 D0 
Desl 
0 0 0 0 0 0 
0 0 1 0 1 1 
Lig1 
0 1 0 1 0 1 
0 1 1 1 0 1 
Lig2 
1 0 0 0 0 1 
1 0 1 0 0 1 
---- 
1 1 0 X X X 
1 1 1 X X X 
D QnQn+1 
0 0  0 
1 0  1 
0 1  0 
1 1  1 
Tabela de 
Transição do FF D: 
0 0 
0 1 
1 0 
1 0 
0 0 
0 0 
X X 
X X 
Exemplo 3: Projeto do controlador de laser cirúrgico – ME de Mealy: 
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10 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME: 
B – Mapas de Karnaugh para as entradas dos FF e Saída: 
D1 D0 X 
 
 
 
 D1= S0 D0= S1’.S0’.B X= B+ S1 + S0 
 
Exemplo 3: Projeto do controlador de laser cirúrgico – ME de Mealy: 
Observar quea saída “X” depende do estado da entrada “B”. 
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11 Máquinas de Estados 
7. Representação do circuito da ME: Diagrama Esquemático-Lógico: 
 
Exemplo 3: Projeto do controlador de laser cirúrgico – ME de Mealy: 
X= B + S1 + S0 
D1= S0 D0= S1’.S0’.B 
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12 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Simulação do comportamento da ME de Mealy: 
 A duração da saída X depende do instante da mudança da entrada B em 
relação à borda de clock!!! 
30 ns 27 ns 23 ns 20 ns 
Como garantir a duração da saída X? 
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13 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Simulação do comportamento da ME de Mealy: 
 Solução 1: Sincronizar a entrada B em relação à borda de clock: 
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14 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Simulação do comportamento da ME de Mealy: 
 Solução 1: Simulação com a entrada B sincronizada em relação à borda 
de clock: 
30 ns 30 ns 30 ns 30 ns 
 Quais os efeitos colaterais dessa solução? 
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15 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Simulação do comportamento da ME de Mealy: 
 Solução 2: Sincronizar a saída X em relação à borda de clock: 
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16 Máquinas de Estados 
Exemplo 3: Simulação do comportamento da ME de Mealy: 
 Solução 2: Simulação com a saída X sincronizada em relação à borda de 
clock: 
30 ns 30 ns 30 ns 30 ns 
 Quais os efeitos colaterais dessa solução? 
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explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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17 Máquinas de Estados 
Projeto de Blocos de Controle (Máquinas de Estados de Mealy) 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes 
Uma máquina de venda automática de refrigerantes 
aceita moedas de R$1,00 e R$0,50, que devem ser 
inseridas individualmente num único orifício. Para cada 
moeda inserida, o detector de moedas envia ao 
controlador um pulso, chamado M1, para moedas de 
R$1,00 e M50, para moedas de 50 centavos. Desta forma, 
o controlador deve contabilizar o saldo de moedas 
inseridas. O preço do refrigerante vendido é de R$1,50. 
Assim que o saldo em moedas seja suficiente o 
controlador dispara o mecanismo de liberação do 
produto, através da ativação (em nível lógico 1) de um 
pulso do sinal de saída L. A máquina não dá troco, nem 
devolve dinheiro. Desenvolver uma máquina de estados 
no modelo de Mealy que execute as funções desse 
controlador e implementar o seu circuito de duas formas: 
• Utilizando registradores baseados em FF tipo D 
• Utilizando registradores baseados em FF tipo JK. 
R$1,50 
APENAS 
MOEDAS 
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18 Máquinas de Estados 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
1. Compreensão do problema lógico: 
Diagrama de Blocos do Sistema: 
 
 
 
 
2. Representação abstrata da ME: 
Diagrama de Estados: 
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explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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19 Máquinas de Estados 
3. Descrição da arquitetura do sistema: 
Bloco de Controle: 
- Registradores: 
- Entradas: 
- Saídas: 
- Sinais do Estado Futuro: 
4. Codificação dos estados: 
A - Código dos Estados: ⇒ Tabela de Transição de Estados: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
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20 Máquinas de Estados 
4. Codificação dos Estados: Tabela de Transição de Estados: 
Diagrama de Estados: 
 (codificado) 
 
 
 
 
 
 
 
Estado 
Atual 
Entradas 
Estado 
Futuro 
Saída 
s1 s0 M1 M50 n1 n0 L 
$0,00 
0 0 0 0 
0 0 0 1 
0 0 1 0 
0 0 1 1 
$0,50 
0 1 0 0 
0 1 0 1 
0 1 1 0 
0 1 1 1 
$1,00 
1 0 0 0 
1 0 0 1 
1 0 1 0 
1 0 1 1 
1 1 0 0 
1 1 0 1 
1 1 1 0 
1 1 1 1 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos que serão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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21 Máquinas de Estados 
5. Seleção do tipo de FF: 
 
 
Caso 1: Utilizando o FF tipo D ⇒ Tabela de Transição do FF D: 
D QnQn+1 
0  0 
0  1 
1  0 
1  1 
Caso 2: Utilizando o FF tipo JK ⇒ Tabela de Transição do FF JK: 
J K QnQn+1 
0  0 
0  1 
1  0 
1  1 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
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22 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME com FF D: Caso 1-Tabela de Transição de Estados: 
 
 
 
 
 
 
D QnQn+1 
0  0 
0  1 
1  0 
1  1 
Tabela de Transição 
do FF D: 
Estado 
Atual 
Entradas 
Estado 
Futuro 
Saída Entradas FF 
s1 s0 M1 M50 n1 n0 L D1 D0 
$0,00 
0 0 0 0 
0 0 0 1 
0 0 1 0 
0 0 1 1 
$0,50 
0 1 0 0 
0 1 0 1 
0 1 1 0 
0 1 1 1 
$1,00 
1 0 0 0 
1 0 0 1 
1 0 1 0 
1 0 1 1 
$1,50 
1 1 0 0 
1 1 0 1 
1 1 1 0 
1 1 1 1 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos queserão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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23 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME com FF D: 
Caso 1 – Mapas de Karnaugh para as entradas dos FF e Saída: 
D1 D0 L 
 
 
 
 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
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24 Máquinas de Estados 
7. Representação do circuito: Caso 1- Diagrama Esquemático-Lógico: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos que serão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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25 Máquinas de Estados 
8. Simulação do circuito: Caso 1- Formas de Onda: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
 Alterando as entradas em relação ao Clock 
Como evitar 
esses erros? 
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26 Máquinas de Estados 
7. Caso 1- Diagrama Esquemático-Lógico com entradas Sincronizadas: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
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explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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27 Máquinas de Estados 
8. Simulação do circuito: Caso 1- Formas de Onda Sincronizadas: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
 Sincronizando as entradas 
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28 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME com FF JK: Caso 2-Tabela de Transição de Estados: 
 
 
 
 
 
 
Tabela de Transição 
do FF JK: 
Estado 
Atual 
Entradas 
Estado 
Futuro 
Saída Entradas FF 
s1 s0 M1 M50 n1 n0 L J1 K1 J0 K0 
$0,00 
0 0 0 0 
0 0 0 1 
0 0 1 0 
0 0 1 1 
$0,50 
0 1 0 0 
0 1 0 1 
0 1 1 0 
0 1 1 1 
$1,00 
1 0 0 0 
1 0 0 1 
1 0 1 0 
1 0 1 1 
1 1 0 0 
1 1 0 1 
1 1 1 0 
1 1 1 1 
J K QnQn+1 
0  0 
0  1 
1  0 
1  1 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
As notas de aula servem como roteiro de aula para o professor, contendo os principais tópicos que serão 
explorados durantes as aulas. Podem também servir como roteiro de estudo, mas não substituem o livro texto da 
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29 Máquinas de Estados 
6. Implementação da ME com FF JK: 
Caso 2 – Mapas de Karnaugh para as entradas dos FF e Saída: 
 J1 J0 L 
 
 
 
 K1 K0 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy): 
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30 Máquinas de Estados 
7. Representação do circuito: Caso 2- Diagrama Esquemático-Lógico: 
 
Metodologia de Projeto de Máquinas de Estados 
 Exercício 1: Projeto de máquina de venda de refrigerantes (ME de Mealy):