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
- 74X08 AND(disponível na biblioteca da ALTERA)
- 74X32 OR(disponível na biblioteca da ALTERA)
- 74X04 NOT(disponível na biblioteca da ALTERA)
- Computador com software Quartus II da Altera.
Utilizar o diagrama esquemático do Quartus II para inserir um display sete segmentos
Abra o Quartus II (versão 13.0.1 SE) e insira o diagrama esquemático conforme a figura abaixo.
Após salvar o arquivo como diplay.bdf em uma pasta vazia com nome Exp5, e crie um projeto display.qpf utilizando a família family=Cyclone IV E com o dispositivo device=EP4CE115F29C7. Após isso compile o projeto.
Inserindo um decodificador binário BCD para sete segmentos
- Para melhor visualizar o resultado da contagem, será usado um decodificador BCD para 7 segmentos comercial.
- O resultado no display será uma contagem conforme a figura a seguir:
Gerar formas de onda para entrada de simulação
- Agrupe as entradas como mostrado na figura abaixo usando Radix > Unsigned Decimal.
- Agrupe as saídas do display 7-segmentos como mostrado na figura abaixo usando Radix > Hexadecimal.
- Desenhe a forma de onda dos sinais conforme mostrado na figura abaixo, e salve com o nome EntradaFunc.vwf.
Fazer a simulação funcional do circuito com o QSIM
- Verifique se o resultado obtido corresponde a respostas do circuito implementado.
Preparar o circuito lógico para gravação em um kit de desenvolvimento
- Atribua os pinos conforme a pinagem do kit DE2-115.
- Utilize os switchs para alterar o estado lógico das entradas, indicando-as de A-D.
- Utilize os leds de LEDR[0] a LEDR[3] (verdes) para mostrar a saída dos switchs.
- Utilize o display HEX0 do kit para mostrar a contagem:
- 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;
///tabela verdade
| Entradas | Saídas | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D | a | b | c | d | e | f | g |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||||||
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | ||||||
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | ||||||
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | ||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||||
| 1 | 0 | 1 | 0 | X | ||||||
| 1 | 0 | 1 | 1 | X | ||||||
| 1 | 1 | 0 | 0 | X | ||||||
| 1 | 1 | 0 | 1 | X | ||||||
| 1 | 1 | 1 | 0 | X | ||||||
| 1 | 1 | 1 | 1 | X | ||||||