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Bolsistas:Modernização das aulas de Laboratório de Circuitos Lógicos
Para publicar utilizaremos a página Modernização das aulas de Laboratório de Circuitos Lógicos
Diário do Bolsista
Semana 1-2
- 02mai2013
- Ler a tela de ajuda da wiki. Praticar pequenas edições na wiki nesta Área de rascunho.
- 07mai2013;
- Discussão sobre as etapas do projeto. Planejamento. Esclarecimento de dúvidas.
- Assistir as aulas de CIL29003 (para rever a disciplina sob outro enfoque).
- Agendada um reunião semanal nas terças-feiras 9h40-11h30.
- Definido o local de trabalho.
- Ler PEDRONI, Volnei A. Eletrônica Digital Moderna e VHDL: Princípios Digitais, Eletrônica Digital, Projeto Digital, Microeletrônica e VHDL. 1 ed. [S.l.]:Elsevier, 2010. 648 p. ISBN 978-8535234657. (Cap 18)
- 08maio2013;
- Iniciando os estudos sobre Dispositivos Lógicos Programáveis (PEDRONI, Volnei A.) cáp 18.
- Ler página CIL-EngTel (página).
- 09maio2013;
- Término da leitura do capítulo referente a Dispositivos Lógicos Programáveis.
- Início da pesquisa na internet sobre FPGAs e CPLDs (estrutura e funcionamento).
- Aula de CIL, no laboratório (Registrador de Deslocamento - BDF e QSIM).
- Procurar dimensionar as dificuldades e tempos envolvidos neste tipo de aula. --Marcos Moecke 10h51min de 17 de maio de 2013 (BRT)
- 10maio2013;
- Início da pesquisa sobre as melhores faculdades de tecnologia do mundo (com foco em eletrônica), projetos e afins.
- Vídeos sobre programação, teste e aplicação produtos ALTERA (YouTube).
Semana 3
- 13maio2013;
- Leitura de tópicos importantes do capítulo 13 da seguinte bibliografia: TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.; MOSS, Gregory L. Sistemas digitais: Princípios e Aplicações. 10 ed. [S.l.]:Pearson Prentic Hall, 2007.
- Obs.: Resumo no final do capítulo é claro e objetivo, para futuras dúvidas sobre a arquitetura dos DLPs, consultá-lo.
- 14maio2013;
- Ver as opções existentes no projeto FPGA para todos, modulos periféricos
- Ver o funcionamento de um display de sete segmentos. (ver Pedroni p.235 a diferença entre Catodo comum e Anodo comum).
- Contactar o aluno Ernani da 3ª fase da engtelecom (também com o aluno Gustavo/Profa Deise). Quais módulos estão disponíveis.
- 15maio2013;
- Aula de CIL.
- Exercício de aula: fazer um gerador de sequência pseudoaleatória com 5 FF.
- 16maio2013;
- Implementar o contador Síncrono (0-15), Assíncrono crescente (0-15) e decrescente(15-0), Gerador de sequencia pseudoaleatória (5 bits). Simular no QSIM, funcional e temporal. Perceber as diferenças.
- Verificar como o simulador permite agrupar bits, com diferentes interpretações (radix), usar binário e unsigned decimal.
- Capturar a tela dos sinais de entrada e saída e colar abaixo de cada circuito.
- Primeiro teste: Gerador de sequência pseudo aleatória
- Registrar o tempo que demora para fazer a montagem. Testes funcionais e temporais.
- Note que neste caso (Gerador de sequencia pseudoaleatória) temos a montagem de um projeto, no qual o aluno precisa decidir quais devem ser as conexões, ligações e componentes a serem usados. O tempo de projeto e implementação será maior que no caso de uma simples implementação (Registrador de Deslocamento - BDF e QSIM), no qual todas as ligações já estão previamente definidas. Tente dimensionar as dificuldades e tempo nos dois casos. 1) Implementação; 2) Projeto e implementação. --Marcos Moecke 10h51min de 17 de maio de 2013 (BRT)
Semana 4
- 20maio2013;
- A implementação do exercício feito em laboratório RegDeslocamento foi simples de ser feita, com exceção do erro que apresentou o Qsim
- Tempo estipulado: 10 minutos.
- Já no Gerador de sequência pseudoaleatória, foi adicionada na última porta XOR uma saída Y(houve uma tentativa de ligação das 4 portas q0, q1, q2, e q3 numa única saída, mas não foi identificada a porta que deveria ser usada), com isso foi retirado a ligação da saída XOR do D.
- Tempo estipulado: 30 minutos para a tentativa de projeto e implementação. (Tempo de estimativa deverá ser maior por não ter sido testado no Qsim por conta do seguinte erro "Bad opinion readonly: must be group, owner, or permissions").
- Projeto e implementação do contador assíncrono crescente
Obs.:O clock é ligado a saída (Q'), apresentei essa solução já que não encontrei uma porta(dff, etc) que houvesse duas saídas Q e Q'
- 22maio2013;
- Aula de CIL.
- Contador Assíncrono Decrescente:
- 23maio2013;
- Seguir o tutorial inicial de CIL29003 Uso do software Quartus e QSIM para ensino de Circuitos Lógicos
- Contador Síncrono precisa de duas entradas para a primeira porta AND para compilar. Aguardo orientações.
- Aula de CIL.
- 24maio2013;
- Teste dos contadores e registradores no Qsim.
- Implementação do contador assíncrono crescente com CIs (7474), no QuartusII
- Obs.: Na simulação do Qsim, as saídas Q2 e Q4 saem zeradas.
Semana 5
- 27maio2013;
- Terminada a implementação de todos os projetos no QuartusII, juntamente com os testes de simulação no QSIM, com exceção do contador síncrono, ainda não finalizado por erros apresentados na saídas Q2 e Q4 no Qsim.
- Obs.: Para quem não conhece o QuartusII seguir o tutorial é fundamental para a compreensão, sendo ele claro e objetivo, assim ficando muito simples o entendimento sobre o funcionamento e os passos a serem seguidos para a implementação de um projeto.
- 28maio2013;
- Finalização do contador síncrono, com as saídas já corrigidas.
- Planejamento.
- 29maio2013;
- Implementação esquemática no MultiSim dos contadores e do gerador de função.
- Assíncrono Decrescente
- Gerador de sequencia pseudoaleatória
- Erro com a máquina virtual(não foi instalada no usuário "Kamila")
- Obs.:As implementações foram salvas em BrOffice. Todas estão na máquina MATLAB.
Semana 6
- 03junho2013;
- Instalação do Windows XP na máquina virtual do usuário "Kamila".
- Erro na implementação do contador síncrono
- Obs.: Não é possível conectar um fio a outro.
- 04junho2013;
- Continuação da implementação dos contadores no Multisim.
- Aula de CIL.
- 05junho2013;
- Problemas ao salvar os projetos no OFFICE, contadores tiveram que ser refeito algumas vezes por perda.
- Começo da implementação do esquemático com as formas de ondas.
- 06junho2013;
- Continuação da implementação.
- Aula de CIL.
- 07junho2013;
- Erro com as formas de ondas apresentadas na simulação
- Contador síncrono
- Contador assíncrono crescente
- Contador assíncrono decrescente
- O gerador de função apresentou um erro de "limitação de componentes":
Semana 7
- 12junho2013;
- Erro ao abrir MultiSim, versão estudante
- 13junho2013;
- Implementação do esquemático dos contadores no protoboard virtual. Assíncrono decrescente e gerador de sequência pseudo-aleatória.
- Aula de CIL. Vídeo com a turma da engenharia (MIT).
- 14junho2013;
- Reimplementação dos contadores no MultiSim versão estudante.
Semana 8
- 17junho2013;
- Implementação:
- Contadores assíncrono decrescente em TTL e Cmos.
- Gerador de sequência pseudoaleatória em TTL.
- Contador assíncrono crescente em TTL.
- 18junho2013;
- Aula de CIL
- Finalização dos contadores descritos no dia anterior.
- 19junho2013;
- Contador assíncrono decrescente em TTL:
- Contador assíncrono decrescente em Cmos:
- Análise lógica do contador assíncrono decrescente:
- Contador assíncrono decrescente no protoboard virtual:
- Obs.:Não estou conseguindo analisar, pois está apresentando um erro que ainda não encontrei. Esse ficou uma gracinha hein?!
- Gerador de sequência pseudoaleatória em TTL:
- Contador assíncrono crescente em TTL:
Semana 9
- 24junho2013;
- Término das implementações na nova versão do MultiSim, faltantando apenas o contador síncrono.
- 25junho2013;
- Aula de CIL.
- Reunião.
- 26junho2013;
- Término das implementações dos contadores síncronos que estavam falando no MultiSim.
- Implementação do contador assíncrono crescente no protoboard virtual funcionando corretamente.
- 27junho2013;
- Protoboard virtual do contador assíncrono crescente.
- Começo da implementação do contador síncrono no protoboard virtual.
- Aula de CIL.
Semana 10
- 01jul2013;
- Término da implementação do gerador de sequência pseudoaleatória, que precisava da chave para funcionar corretamente.
- Formas de onda no simulador
- Implementação do contador assíncrono crescente no protoboard real
- 02jul2013;
- Aula de CIL.
- Reunião
- 03jul2013;
- Implementação do gerador de sequência pseudo aleatória no protoboard virtual.
- 05jul2013;
- Organização das imagens na página da wiki, criando um sublink com todas os teste já realizados, inclindo links externos para o youtube com o funcionamento dos contadores até então prontos.
- Continuação das implementações no protoboard virtual, com os novos CIs escolhidos.
Semana 11
- 09julho2013;
- Aula CIL
- Concluindo edições dos contadores na wiki.
- Dúvidas no clock do gerador de sequência pseudo aleatória: Os pinos 3 e 11 são ligados em um único clock, onde deve ocorrer essa conexão?
- 10julho2013;
- Início da implementação do contador síncrono no protoboard virtual, utilizando CI 74175.
- Consultas em Guia de Bolso
- 11julho2013;
- Para a finalização do gerador de função é necessário organizar o clock.
- Dúvidas sobre o CI utilizado no contador síncrono, que possui pinagem muito diferente do CI 7474 implementado no Quartus e Qsim.
- 12julho2013
- Implementação do contador síncrono novamente no Quartus, mas agora com o CI 74175.
- Quartus:
- Qsim funcional:
- Qsim temporal:
Semana 12
- 15julho2013;
- Continuação das implementações do contador síncrono e gerador de sequência no protoboard virtual.
- Contador síncrono implementado com o CI 74175, com a seguinte pinagem:
- Correção da versão do contador síncrono no Quartus CI 74175, tirando a primeira entrada e colocando apenas um VCC. Testes no Qsim refeitos. Correção postada nas imagens do dia 12Julho.
- Correção da versão do contador síncrono no Quartus do 7474, imagens já postadas.
- Obs.: Versão do MultiSim Estudante expirou.
- 16Julho2013;
- Aula CIL.
- Reunião.
- 17Julho2013;
- Com a pinagem feita nos CIs a finalização do contador síncrono foi facilitada no protoboard virtual. Já postado no link dos contadores.
- Concluindo o gerador de sequência com a pinagem.
- 18Julho2013;
- Conferido a pinagem com a montagem do gerador de sequência pseudo-aleatória. Montagem correta, porém não funciona como o esperado.
- Correção de algumas modificações do gerador de sequência pseudo-aleatória no Quartus e simulação no Qsim. Já postadas no link dos contadores.
- Aula de CIL.
- 19Julho2013;
- Implementação do contador síncrono no protoboard real.
- Não encontrado no almoxarifado de Tele o CI 74386. Impossibilitando a conclusão da implementação.
- Tempo envolvido na escolha dos componentes:
- Componentes necessários: Fios, CI 74LS175, CI 74386(não disponível), CI 74LS08, alicates e plataforma com protoboard.
Semana 13
- 22julho2013;
- Reimplementando o contador síncrono no protoboard virtual com o CI 7486, pois não há disponibilidade do CI 74386.
- Implementação no protoboard real finalizada. Tempo estimado: 1 hora.
- 23julho2013;
- Aula de CIL.
- Publicado na wiki o vídeo do funcionamento do contador síncrono.
- Não foi possível carregar a nova versão do protoboard virtual com o CI 7486, apresentado um erro na hora do envio da imagem.
- 25julho2013;
- Tentando implementar o gerador no protoboard real
- Wiki permanece com erro no download de imagens
- 26julho2013;
- Erro da wiki resolvido
- Contador síncrono no protoboard virtual utilizando o CI disponível no Almoxarifado (7486)
- Refazendo a implementação do gerador de sequência. O que já está com as ligações feitas e conferidas não funcionam corretamente. Obs.: Já foram trocados os CIs para testar se eles estavam queimados e nada mudou.
Semana 14
- 29julho2013;
- Apesar de conferido, refeito, e testado diversas vezes, o gerador continua com um erro e não funciona corretamente.
- 30julho2013;
- Refazendo o gerador de sequência no Quartus, agora com o D numa entrada qualquer e com o CI 7486 apenas ligado em uma saída.
- Teste
- Refazer o gerador de sequência no protoboard virtual de acordo com a nova versão do Quartus.
- Obs.: Clock e entrada ligados a uma chave.
Semana 15
- 19Agosto2013;
- Refazendo alguns testes com o gerador de sequência pseudoaleatória. É necessário que o teste no Qsim apresente um loop, após gerar uma sequência.
- Iniciando a elaboração do questionário que será apresentado aos professores da área de Eletrônica do Campus, além de alunos que já tiveram a matéria. Ambos terão questionários direcionados. O objetivo deste, é analisar as necessidades básicas e a melhor maneira que professores conduzem as matérias relacionadas com Eletrônica. E também a melhor maneira que os alunos absorvem os métodos apresentados.
- 20Agosto2013;
- Definido como vai ser conduzido os teste feito com alunos de Telecom.
- Haverá a preparação de um roteiro com um dos contadores já feitos e a partir deles um questionário avaliando as dificuldades ou facilidades encontradas em cada método de avaliação.
- Passo 1: Alunos terão em mãos o esquemático(com pinagem) do contador e tentarão implementá-lo no protoboard real
- Passo 2: Será montado primeiramente no MultiSim(obs.:versão não disponível no momento) e depois a implementação no protoboard virtual
- Passo 3: Projeto será montado no Quartus e depois montado na placa.
- Apresentar esse questionário para professores de Eletrônica do Campus, mostrar resultados e pedir a avaliação deles, juntamente com perguntas sobre a experiência dos mesmos com a matéria, a maneira com que eles conduzem e acham que o aluno absorve melhor a matéria.
- Registrar o tempo envolvido em cada um dos experimentos.
- Questionário e entrevista com professores atuais e ex-professores das disciplinas de Circuitos Lógicos e Eletrônica Digital, verificando as atuais deficiências encontradas nas aulas de laboratório;
- Quando foi professor?
- Bibliografia utilizada?
- Usava laboratório? Como eram as aulas?
- Deficiências que vê no ensino prático?
- Sugestões de melhoria?
- 21Agosto2013;
- Conferir os projetos e selecionar um deles para a iniciação das etapas.
- Problema com o software MultiSim versão Estudante. (É necessário para conferir os contadores, além de que ele faz parte do roteiro dos testes)
- Refazer os esquemáticos e fixar bem as etapas. (Obs.:fazer roteiro próprio de etapas dos Software para eventual consulta)
- Conferir materiais necessários(alicates, fios, placas, CIs, etc)
- Depois de refeito os esquemáticos, fazer a PINAGEM do contador para implementação no protoboard real(1° passo)
- 22Agosto2013;
- Contador assíncrono crescente selecionado.
- O esquemático será feito com um CI comercial SN74LS74AN[1]
- Fazer pinagem para o Passo 1 e imprimir
- O questionário será divido em partes, cada sessão de teste terá perguntas referente a eles.
- Estipular tempo que será necessário para os testes e agendar com os alunos que participarão
- Questionário alunos;
- Qual o nível de dificuldade desta etapa?
- Qual o nível de dificuldade na montagem do contador?
- Qual o nível de entendimento sobre o contador?
- 23Agosto2013;
- PINAGEM;
- Versão sem pinagem;
Semana 16
- 26Agosto2013;
- Para explicar as etapas do contador assíncrono crescente, analisar e resumir o livro do Pedroni referente a esse assunto.
- Refazendo o esquemático no Quartus para relembrar os tópicos e fazendo um Roteiro do mesmo.
- 27Agosto2013;
- Faltando fazer o roteiro do MultiSim que não está disponível no momento.
- Roteiro Quartus finalizado.
- Escolhidos alunos que participarão dos teste:
- Natália Vieira Miranda - 8 fase Técnico-Integrado Telecom
- Vinicuis Kachniacz - 4 fase Tecnólogo Telecom
- Leonan Saraiva - 4 fase Eng Telecom
- Matuzalém Muller - 3 fase Eng Telecom
- Mathias Silva - 3 fase Eng Telecom
- 28Agosto2013;
- Refeito o esquemático no protoboard real, e encontrado um erro na pinagem.
- Corrigir a Pinagem nos CI's.
- Definido que a versão utilizada nos teste será o MultiSim Demo. Detalhe: A versão não permite ser salva, então é necessário que ele seja "colado especial" num documento LibreOffice.
- Revisar o projeto.
- Versão do Quartus será feita com o CI comercial, mas para a inciação da implementação será necessária a versão em dff imprimida.
- 29Agosto2013;
- Pinagem corrigida:
Semana 17
- 02Setembro2013;
- Revisado o projeto no MultiSim.
- Fazer um roteiro para a versão demo.
- Editando imagens para a utilização nos teste (incluindo resumo do livro Pedroni que menciona o contador, e imagens do Quartus com a versão do contador em DFF).
- Refazer o contador no Quartus com CI comercial.
- Questionário.
- Obs.: No MultiSim é necessário que não haja confusão, nem mistura de componentes CMOS e TTL. No contador será utilizado o CI 74LS74N.
- Para eventuais dúvidas Uso do software Quartus e QSIM para ensino de Circuitos Lógicos
- Formulário no Gmail.
Implementações dos contadores
Contador Assíncrono Crescente
- Quartus:
- QSim Funcional:
- MultiSim:
- Protoboard virtual:
- Funcionamento no protoboard real:
Contador Assíncrono Decrescente
- Quartus:
- QSim funcional:
- MultiSim:
- Protoboard virtual:
- Funcionamento no protoboard real:
Contador assíncrono decrescente
Contador Síncrono
Aqui também precisa corrigir --Marcos Moecke 10h26min de 15 de julho de 2013 (BRT)
- Quartus:
- QSim funcional:
- MultiSim:
- Protoboard virtual:
- Funcionamento no protoboard real:
Gerador de Sequência Pseudoaleatória
- Quartus:
- QSim funcional:
- MultiSim:
- Protoboard virtual:
- Funcionamento no protoboard real:
XXXX