Circuito de Comparação Binária
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- Objetivos
- Utilizar o diagrama esquemático do Quartus II para inserir um circuito Comparador de magnitude;
- Gerar formas de onda para entrada de simulação usando o QSIM;
- Obter o sinal de saída simulado usando o QSIM - diagrama funcional;
- Compreender o funcionamento do comparador de magnitude na forma de CI;
- Preparar o circuito lógico para gravação em um kit de desenvolvimento;
- Verificar os resultados obtidos;
- Materiais necessários
- CI 74X85 (disponível na biblioteca da ALTERA)
- Computador com software Quartus II da Altera.
- Kit DE2-115
Inserir diagrama esquemático com o Quartus II de um Comparador de Magnitude
Abra o Quartus II (versão 13.0.1 SE) e insira o diagrama esquemático de comparador de magnitude, conforme a figura abaixo.
Após salvar o arquivo como comp_magnitude.bdf em uma pasta vazia com nome Exp12, e crie um projeto comp_magnitude.qpf utilizando a família family=Cyclone IV E com o dispositivo device=EP4CE115F29C7N. Após isso compile o projeto.
Gerar formas de onda para entrada de simulação usando o QSIM
- Desenhe a forma de onda dos sinais de entrada conforme mostrado na figura abaixo, e salve com o nome EntradaFunc.vwf.
Obter o sinal de saída simulado usando o QSIM - diagrama funcional
- Verifique se o resultado obtido corresponde a respostas do circuito implementado.
Compreender o funcionamento do comparador de magnitude na forma de CI
- Analise a figura abaixo com a tabela de funcionamento do CI utilizado no circuito.
Preparar o circuito lógico para gravação em um kit de desenvolvimento
- Utilize os switches SW0 a SW7 para inserir as entradas A(A1,A2,A3 e A4) e B(B1,B2,B3 e B4).
- Utilize os leds de LED0 a LED3 (verdes) para mostrar o resultado da comparação.
- Atribua os pinos conforme a pinagem do kit DE2-115.
- Ao final da configuração dos pinos, o Pin Planner deverá mostrar a seguinte pinagem:
- Defina como alta impedância o estado dos pinos não utilizados no projeto. (Assignments > Devices), [Device and Pin Options...], escolha a (Category=Unused Pins), e selecione Reserve all unused pins: As input tri-stated. [OK].
- Compile o projeto. Note que agora a numeração dos pinos também aparece no diagrama esquemático.
- Use a porta USB-Blaster para fazer a programação na placa DE2-115;
- No Quartus vá em (Tools > Programmer) para abrir a página de programação;
- Selecione o Hardware (Hardware Setup > USB-Blaster);
- Utilize o modo JTAG e clique em Start para começar a programação;
Verifique os resultados obtidos
- De acordo com a saída obtida na simulação, preencha a tabela abaixo com o resultado das comparações.
| Entradas de Comparação | Saídas | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A3 | A2 | A1 | A0 | - | B3 | B2 | B1 | B0 | A>B - Led2 | A<B - Led1 | A=B - Led0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | - | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1 | 1 | 1 | 0 | - | 0 | 1 | 1 | 1 | |||
| 1 | 1 | 1 | 0 | - | 1 | 0 | 1 | 1 | |||
| 1 | 1 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | 0 | 0 | |||
| 1 | 1 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | 1 | 0 | |||
- QUESTIONÁRIO
- O circuito comparador funciona para todos os valores?
- Mudaria alguma coisa se fosse utilizada a representação de números inteiros com sinal ou sem sinal
- Qual seria o procedimento a ser adotado se fosse necessário comparar números de 8 bits?