📌 Resumo Circuitos Sequencias

• Conceito de Memória: Circuitos combinacionais não guardam dados. Circuitos sequenciais usam Flip-Flops (FF) para armazenar o histórico (estados anteriores). Cada FF armazena exatamente 1 bit.

Trabalho Grupo 05

Jogo de Memória Utilizando Flip-Flops e LEDs

• Apresentar o conceito de memória em circuitos digitais e o papel dos flip-flops no armazenamento de informações.

• O grupo deverá descrever as etapas necessárias para o desenvolvimento de um jogo de memória inspirado no “Genius”, utilizando LEDs para exibir uma sequência previamente definida e botões para interação do usuário.

• O trabalho deve explicar como os flip-flops ou registradores podem ser utilizados para armazenamento e controle da sequência apresentada. Também deverão ser discutidos os desafios, limitações e aspectos de projeto envolvidos na construção desse tipo de sistema digital.”

• O Jogo Genius: Funciona como uma Máquina de Estados Finitos (FSM) com 4 estágios: Espera $\rightarrow$ Mostrar Sequência $\rightarrow$ Ler Jogador $\rightarrow$ Comparar/Resultado (Ganhou ou Game Over).

• Desafios Reais: Debounce (ruído mecânico nos botões que gera cliques falsos) e a sincronização do clock (tempo de resposta do circuito).

❓ Respondendo às suas Dúvidas Técnicas## 1. Mudar de 2 para 4 LEDs altera a complexidade?

Sim, drasticamente se fosse feito apenas com CIs discretos, mas muda pouco usando o Arduino.

• Com 4 LEDs, o Arduino apenas usará mais 2 pinos de saída e mais 2 pinos de entrada para os botões. A lógica do código permanece quase a mesma (apenas aumenta o tamanho do vetor da sequência).
• Recomendação para 2 dias: Use 4 LEDs e 4 botões. Visualmente fica idêntico ao “Genius” original e o código no Arduino é simples de expandir.

2. Jogo da memória com FF JK junto com o Arduino? Como funciona?

Na prática, o Arduino possui sua própria memória interna (SRAM). Se você usar o Arduino para processar o jogo, você não precisa de chips de Flip-Flop físicos (como o 7473) na protoboard, pois o Arduino faz isso via programação (criando variáveis que funcionam como registradores de deslocamento). Contudo, como o seu trabalho exige explicar o papel dos Flip-Flops, você deve abordar o projeto de duas formas:

1. No CircuitVerse (Lógica Pura): Você monta o circuito clássico usando blocos de Flip-Flops JK para mostrar que entende a teoria digital.
2. No Tinkercad (Prática com Arduino): Você usa o Arduino controlando os LEDs e Botões, explicando no relatório que o código replica o comportamento dos Flip-Flops em software através de variáveis de estado.

🎛️ Mapeamento de Entradas e Saídas (Arduino)

Considerando o modelo padrão de 4 cores (Verde, Vermelho, Azul, Amarelo):

Nota: Todos os botões precisam de resistores de Pull-Down (10kΩ) ligados ao GND para evitar flutuação de sinal

📐 Expressão Booleana e Equação de Estado do FF JK

Como o jogo possui comportamento sequencial (depende do tempo e da ordem), ele não é representado por uma única expressão booleana estática, mas sim pela Equação Característica do Flip-Flop JK, que determina o próximo estado do circuito ($Q_{next}$): $Q_{next} = J\overline{Q} + \overline{K}Q$ No contexto do jogo, a validação do acerto do jogador (Comparador) utiliza a lógica da porta XNOR (Coincidência). A expressão booleana para verificar se o botão pressionado pelo jogador ($B$) é igual ao LED correto da sequência ($L$) é: $Sinal\_Acerto = \overline{B \oplus L} = (B \cdot L) + (\overline{B} \cdot \overline{L})$

• Se $Sinal\_Acerto = 1$: O jogador acertou a cor corrente, o sistema avança.
• Se $Sinal\_Acerto = 0$: O jogador errou, o sistema ativa o estado de Game Over.

💻 Código Pronto para o Tinkercad (Arduino)

Copie e cole este código no editor de texto do Tinkercad. Ele gerencia o jogo para 4 LEDs e 4 Botões:

// Definição dos pinosconst int botoes[] = {2, 3, 4, 5}; const int leds[] = {8, 9, 10, 11}; const int MAX_RODADAS = 100;int sequencia[MAX_RODADAS];int rodada_atual = 0;int passo_jogador = 0; void setup() { for (int i = 0; i < 4; i++) { pinMode(leds[i], OUTPUT); pinMode(botoes[i], INPUT); } randomSeed(analogRead(0)); // Inicializa gerador aleatório } void loop() { // Inicializa a primeira rodada if (rodada_atual == 0) { novaRodada(); }

mostrarSequencia(); aguardarJogador(); } void novaRodada() { sequencia[rodada_atual] = random(0, 4); rodada_atual++; passo_jogador = 0; delay(1000); } void mostrarSequencia() { for (int i = 0; i < rodada_atual; i++) { digitalWrite(leds[sequencia[i]], HIGH); delay(600); digitalWrite(leds[sequencia[i]], LOW); delay(200); } } void aguardarJogador() { while (passo_jogador < rodada_atual) { int botaoPressionado = -1;

// Verifica qual botão foi pressionado
while (botaoPressionado == -1) {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    if (digitalRead(botoes[i]) == HIGH) {
      botaoPressionado = i;
      digitalWrite(leds[i], HIGH);
      delay(300); // Debounce e feedback visual
      digitalWrite(leds[i], LOW);
      while(digitalRead(botoes[i]) == HIGH); // Aguarda soltar o botão
    }
  }
}

// Equação de comparação (Lógica do circuito comparador)
if (botaoPressionado == sequencia[passo_jogador]) {
  passo_jogador++; // Acertou, vai para o próximo passo
} else {
  gameOver(); // Errou a sequência
  return;
}

} novaRodada(); // Acertou toda a sequência da rodada } void gameOver() { rodada_atual = 0; // Reinicia o jogo // Pisca todos os LEDs indicando erro for (int i = 0; i < 5; i++) { for(int j=0; j<4; j++) digitalWrite(leds[j], HIGH); delay(200); for(int j=0; j<4; j++) digitalWrite(leds[j], LOW); delay(200); } delay(1000); }

Para garantir que você feche a montagem a tempo, você prefere focar agora no esquema de ligação dos resistores de pull-down no Tinkercad ou na estrutura de blocos do CircuitVerse?