Contador binário síncrono

Objetivos

Inserir o circuito comercial de um Contador assíncrono crescente;
Inserir o circuito comercial de um decodificadores de 7 segmentos;
Testar os circuitos e gerar blocos para ser utilizado em um sistema maior;
Preparar o sistema final para gravação em um kit de desenvolvimento;

Materiais necessários

CI 74X191 Contador binário síncrono(disponível na biblioteca da ALTERA)
CI 74X47 Decod 7-seg(disponível na biblioteca da ALTERA)
Computador com software Quartus II da Altera.
Kit DE2-115;

Inserir diagrama esquemático com o Quartus II do Contador binário síncrono

Abra o Quartus II (versão 13.0.1 SE) e insira o diagrama esquemático de um Contador binário síncrono com 4 bits, conforme a figura abaixo.

Após salvar o arquivo como CI74191.bdf em uma pasta vazia com nome Exp10, e crie um projeto cont_up.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

Desenhe a forma de onda dos sinais de entrada conforme mostrado na figura abaixo, e salve com o nome tb_CI74191.vwf.

Fazer a simulação funcional de um circuito com o QSIM

Verifique se o resultado obtido corresponde a respostas do circuito implementado.

Inserindo um decodificador de 7 segmentos

Para melhor visualizar o resultado da contagem, será usado um decodificador BCD para 7 segmentos comercial. Utilize o CI SN7447. Ligue o CI conforme indicado no diagrama esquemático. O resultado no display será uma contagem conforme a figura a seguir:

Preparar o circuito lógico para gravação em um kit de desenvolvimento

Para gravar o circuito lógico no FPGA, é necessário escolher um FPGA para a aplicação. Neste caso utilizaremos o kit DE2-115.

Mude a família e dispositivo a ser usado (Assignments > Devices), [Family = Cyclone IV E] e selecione EP4CE115F29C7.

Utilize o display HEX0 do kit para mostrar a contagem:

Utilize os leds de LED0 a LED3 (verdes) para mostrar a contagem em binário.
Utilize a chave KEY0 para gerar o sinal de CLK.

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;
  
  Clique para Ampliar
Verifique os resultados obtidos.