SST20707-2015-1 - Avaliação 1 - Equipe 2

1 - Cruzamento de duas ruas

Desenvolver um sistema automático para os semáforos em um cruzamento de duas ruas, com as seguintes características:

   1- Quando houver carros somente na rua B, o semáforo 2 deverá permanecer verde
   2- Quando houver carros somente na rua A, o semáforo 1 deverá permanecer verde
   3- Quando houver carros nas duas ruas, o semáforo 1 deverá permanecer verde 

Tabela verdade

• A = 0 - não possui carro na rua A
• A = 1 - possui carro na rua A
• B = 0 - não possui carro na rua B
• B = 1 - possui carro na rua B
• S1 = 0 - sinaleira da rua A fechada
• S1 = 1 - sinaleira da rua A aberta
• S2 = 0 - sinaleira da rua B fechada
• S2 = 1 - sinaleira da rua B aberta

Wave Form

Método adotado

Behavioral if

Utilizamos esse modelo pois era um código com poucas entradas e saídas. Dessa forma ficou mais simples e fácil de entender.

Código VHDL - Clicar no "+" para expandir

library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity prova is port (A, B, C, POWER: in STD_LOGIC; VALVULA_1, VALVULA_2, LED, LED_ERRO: out STD_LOGIC); end prova; architecture exercicio5 of prova is signal ABC : std_logic_vector (2 downto 0); begin ABC <= A&B&C; vazao : process(ABC) is begin if POWER = '0' then LED <= '0'; case(ABC) is when "001" => VALVULA_1 <= '1'; VALVULA_2 <= '0'; LED_ERRO <= '0'; when "011" => VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '0'; LED_ERRO <= '0'; when "111" => VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '1'; LED_ERRO <= '0'; when others => LED_ERRO <= '1'; VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '0'; end case; else VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '1'; LED <= '1'; end if; end process vazao; end exercicio5;

2 - Um amplificador e três aparelhos

Desenvolver um sistema que comuta a utilização de um amplificador para três aparelhos, obedecendo as seguintes prioridades:

   1- Toca-discos
   2- Toca-fitas
   3- Rádio FM 

Tabela verdade

• A = Toca-discos
• B = Toca-fitas
• C = Rádio FM
• S = Saída em forma de vetor (da esquerda para a direita mostra a ordem e preferência= A,B,C)

Wave Form

Método adotado

Behavioral case

Utilizamos esse modelo pois esse código já possuia 3 entradas, portanto a tabela verdade fica um pouco maior. Dessa forma ficou um código menor e mais simples.

Código VHDL - Clicar no "+" para expandir

library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity prova is port (A, B, C : in STD_LOGIC; S : out STD_LOGIC_vector (2 downto 0)); end prova; architecture exercicio2 of prova is signal ABC : std_logic_vector (2 downto 0); begin ABC <= A & B & C; amplifica : process(ABC) is begin case(ABC) is when "001" => S <= "001"; when "010" => S <= "010"; when "011" => S <= "010"; when "100" => S <= "100"; when "101" => S <= "100"; when "110" => S <= "100"; when "111" => S <= "100"; when others => S <= "000"; end case; end process amplifica; end exercicio2;

3 - Intercomunicadores

Desenvolver um sistema que comuta intercomunicadores em uma empresa, obedecendo as seguintes prioridades:

   1- Presidente
   2- Vice-presidente
   3- Engenharia
   4- Chefe de seção 

Tabela verdade

• A = Presidente
• B = Vice-presidente
• C = Engenharia
• D = Chefe de seção
• S = Saída em forma de vetor (da esquerda para a direita mostra a ordem e preferência = A,B,C,D)

Wave Form

Método adotado

Behavioral case

Utilizamos esse código por ter 4 entradas e porque foi o método que ficou mais claro e simples para o grupo.

Código VHDL - Clicar no "+" para expandir

library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity prova is port (A, B, C, D : in STD_LOGIC; S : out STD_LOGIC_vector (3 downto 0)); end prova; architecture exercicio3 of prova is signal ABCD : std_logic_vector (3 downto 0); begin ABCD <= A & B & C & D; amplifica : process(ABCD) is begin case(ABCD) is when "0001" => S <= "0001"; when "0010" => S <= "0010"; when "0011" => S <= "0010"; when "0100" => S <= "0100"; when "0101" => S <= "0100"; when "0110" => S <= "0100"; when "0111" => S <= "0100"; when "1000" => S <= "1000"; when "1001" => S <= "1000"; when "1011" => S <= "1000"; when "1100" => S <= "1000"; when "1101" => S <= "1000"; when "1110" => S <= "1000"; when "1111" => S <= "1000"; when others => S <= "0000"; end case; end process amplifica; end exercicio3;

4 - Display de 7 segmentos

Desenvolver um sistema que mostra um número hexadecimal num display de 7 segmentos

Tabela verdade

Wave Form

Método utilizado

5 - Tanque com fluido

Desenvolver um sistema para controlar o nível de fluido em um tanque por meio de uma válvula de entrada e uma válvula de saída, de igual vazão. O nível de fluído deve ser mantido entre dois níveis, medidos com dois sensores, um de mínimo e outro de máximo. Um botão para total esvaziamento do tanque (equivalente à um botão de liga/desliga do tanque) deve ser previsto.

Tabela verdade

• 001 - nível mínimo
• 011 - nível médio
• 111 - tanque cheio
• Power = 0 - sistema funcionando
• Power = 1 - esvaziamento do tanque (não importa os valores de A,B,C)
• LED = aceso mostra que Power está em 1
• LED_ERRO = aceso quando a entrada não for nenhuma das possíveis
• Obs: Foi colocado somente 2 exemplos de erro na tabela

Wave Form

Método utilizado

Behavioral case

Foi o mais simples e rápido de fazer, pois colocamos somente os casos de entrada possíveis e as demais colocamos como erro.

Código VHDL - Clicar no "+" para expandir

library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity prova is port (A, B, C, POWER: in STD_LOGIC; VALVULA_1, VALVULA_2, LED, LED_ERRO: out STD_LOGIC); end prova; architecture exercicio5 of prova is signal ABC : std_logic_vector (2 downto 0); begin ABC <= A&B&C; vazao : process(ABC) is begin if POWER = '0' then LED <= '0'; case(ABC) is when "001" => VALVULA_1 <= '1'; VALVULA_2 <= '0'; LED_ERRO <= '0'; when "011" => VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '0'; LED_ERRO <= '0'; when "111" => VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '1'; LED_ERRO <= '0'; when others => LED_ERRO <= '1'; VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '0'; end case; else VALVULA_1 <= '0'; VALVULA_2 <= '1'; LED <= '1'; end if; end process vazao; end exercicio5;

8 - Somador de 8 bits

Supondo a soma de dois bits, para cada par de bit somado existem duas saídas: o vai um (carry) e o resultado da soma.

Tabela verdade

Pela tabela verdade podemos concluir que S e carry podem ser calculados por uma porta XOR e uma porta AND, respectivamente.

S = B xor B

Carry = A and B

Somador Completo

O circuito capaz de realizar a soma de 3 bits (A,B e Cin) dois significativos e um de transporte, gerando o resultado em dois bits ( S e Cout) é denominado somador completo. A entrada Cin (bit Carry de entrada) recebe o transporte da soma do estagio anterior (carry).

Tabela verdade

S = A xor B xor Cin

Cout = (A and B) or (B and Cin) or (A and Cin)

Um somador de 8 bits basicamente são 8 somadores de 1 bit

Wave Form

Método utilizado

Data-Flow

Foi o mais simples e rápido de fazer.