Experimento 5 para Circuitos Lógicos

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Introdução ao sistema de numeração binário e aplicação do Mapa de Karnaugh

Objetivos
  • Aplicar o Mapa de Karnaugh para a criação de um decodificador de 7-segmentos;
  • Gerar formas de onda para entrada de simulação;
  • Fazer a simulação funcional do circuito com o QSIM;
Materiais necessários
  1. 74X08 AND(disponível na biblioteca da ALTERA)
  2. 74X32 OR(disponível na biblioteca da ALTERA)
  3. 74X04 NOT(disponível na biblioteca da ALTERA)
  4. Computador com software Quartus II da Altera.

Tabela Verdade do decodificador SSD (Sete Segmentos - 0 a 9)

  • Preencha a tabela verdade para todos os segmentos, para isso, analise as entradas e quais segmentos deverão estar acesos ou apagados a partir de uma configuração de catodo comum;
  • Siga o exemplo do segmento G:

Display1 7seg.png

Entradas Saídas Decimal
A B C D a b c d e f g Display
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2
0 0 1 1 1 3
0 1 0 0 1 4
0 1 0 1 1 5
0 1 1 0 1 6
0 1 1 1 0 7
1 0 0 0 1 8
1 0 0 1 1 9
1 0 1 0 X X
1 0 1 1 X X
1 1 0 0 X X
1 1 0 1 X X
1 1 1 0 X X
1 1 1 1 X X

Mapa de Karnaugh

  • Para implementar a minimização do Mapa de Karnaugh será utilizado o seguinte software.
  • Primeiro, deve-se preencher a tabela verdade de acordo com o segmento g:

Seg-g.png

  • O software preenche o Mapa de Karnaugh com a melhor minimização possível:

MapaSeg-g.png

  • Obtêm-se a expressão resultante do Mapa:

ResultMK.png

Inserindo a minimização do Mapa de Karnaugh no Quartus

  1. Crie um diretório com nome bcd_ssd.
  2. Baixe o .qar do projeto e salve dentro do diretório criado.
  3. Execute o Quartus.
  4. Restaure o projeto: Project >> Restore Archived Project... > Archive Name: Selecione a pasta e o arquivo .qar anteriormente salvo >> OK.
  5. Compile o projeto.
  6. Note que apenas o segmento g está implementado.
  7. Monte os demais segmentos, seguindo este exemplo.
  8. Associe o dispositivo a ser utilizado: Assignments >> Device >> Family=Cyclone e Avaliable Devices: EP1C3T100A8 ou Family: Cyclone IV E e Available Devices: EP4CE30F23C7
  9. Associe os pinos segundo mapa: Interfaces de entrada e saída da DE2-115 ou kit MERCURIO IV - EP4CE30F23C7

Fazer a simulação funcional do circuito com o QSIM

  • Após a implementação de todos os segmentos, realize teste funcional e verifique se o resultado obtido corresponde a respostas do circuito implementado.