SISTEMAS DIGITAIS
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1. po o pol po o tt po pot pr 0 1 11 1tpol IA E E E Diagrama Temporal INI Qao Q1 Q2 O O E E O CS2. CLK e INI indicadas na figura 2 DO na End Time 2000 ns Ul celk U imi Mao Wo Wa Mas Dj a A Ol Ol O Figura 2 Use Set End of TestBench bot o direito do rato para introduzir a forma de onda at 2000 ns Zoom ln Zoom Out Zoom Full View Add Measure Add Marker ES Set End of Test Bench x Goto Time Test Bench Ends 2000 ns y j Cancel Help Efectue a simula o estipulada comprovando os resultados previstos teoricamente e mostre os resultados ao docente Comente Goto Marker set End of Test Bench Rescale Timing Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores Sistemas Digitais 2010 2011 Instituto Superior T cnico Universidade T cnica de Lisboa MEEC PARTE 2 Realiza o na Placa de Prototipagem 2 1 E Copie para a pasta do projecto criado em 1 4 os ficheiros seguintes dispon veis na p gina da cadeira Sd sch Esquema principal Basys ucf ou Basys2 ucf Ficheiro de configura o das portas use o ficheiro correspondente placa que tem na bancada Basys ou Basys2 Clk div vhd Divisor de Frequ ncia especifica o Clk div sym Divisor de Frequ ncia s mbolo Disp7 vhd Bloco de controlo do display de 7 segmentos especifica o Disp7 sym Bloco de controlo do display de 7 segmentos s mbolo N o modifique os nomes dos ficheiros referidos acima Adicione ao projecto os ficheiros Sd sch Basys ucf
3. e por uma porta INV O esquema deste circuito est no ficheiro lfsr sch dispon vel na p gina da cadeira Q0 gt Figura 1 1 1 T De acordo com as suas previs es te ricas e considerando INI 0 complete a Tabela 1 indicando para cada um dos estados referidos na tabela qual o estado seguinte 1 2 T Indique qual a fun o da entrada INI e qual o estado dos FFs quando INI 1 1 3 T Para o circuito descrito complete o diagrama temporal de acordo com as previs es te ricas do funcionamento deste circuito obtidas em 1 1 considere que os tempos de propaga o dos FF s e das portas l gicas s o desprez veis face ao per odo de rel gio Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores Sistemas Digitais 2010 2011 Instituto Superior T cnico Universidade T cnica de Lisboa MEEC 1 4 Usando o ambiente de projecto da Xilinx execute uma simula o que permita verificar o funcionamento te rico previsto para o circuito em causa Utilize o documento Introdu o ao Ambiente de Projecto da Xilinx acess vel a partir da p gina web da cadeira como manual de utiliza o das ferramentas Para tal deve come ar por criar um novo projecto siga as instru es do docente sobre a pasta onde deve criar o projecto e adicionar lhe o esquema da figura 1 dispon vel no ficheiro lfsr sch com Project gt Add Copy Of Source Seguindo a metodologia indicada no manual de introdu o defina as formas de onda para os sinais
4. ou Basys2 ucf Clk div vhd Disp7 vhd com Project gt Add Source Abra o esquema clicando duas vezes em cima do ficheiro sd sch Nota se ao abrir o esquema lhe aparecer uma janela com a mensagem Open Schematic File Errors Out of date Symbols clique em Update Instances e em OK Este projecto n o mais do que uma interface para o aluno as entradas e sa das j est o configuradas de acordo com o modelo do dispositivo utilizado na placa de desenvolvimento Funciona como uma placa de prototipagem virtual conforme esquematizado na figura 3 A esquerda do esquema est o as interfaces de entrada correspondentes aos v rios interruptores dispon veis na placa A direita tem as sa das correspondentes aos 4 displays de 7 segmentos acendem o s mbolo hexadecimal correspondente ao n mero bin rio de 4 bits respectivo e aos leds simples No esquema pode deixar as linhas das interfaces de entrada que n o usa no ar o programa elimina as automaticamente e deve ligar todas as linhas das interfaces de sa da que n o use a Gnd Use os s mbolos Gnd para fixar sinais a O e Vcc para fixar sinais a 1 Inclua o esquema do circuito da Figura 1 sugerimos que aproveite o esquema da parte 1 fazendo copy paste Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores Sistemas Digitais 2010 2011 Instituto Superior T cnico Universidade T cnica de Lisboa MEEC Elimine os marcadores de entrada sa da utilizados no circuito
5. Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores Sistemas Digitais 2010 2011 Instituto Superior T cnico Universidade T cnica de Lisboa MEEC SISTEMAS DIGITAIS 3 Trabalho de Laborat rio Flip Flops Objectivo Pretende se com este trabalho que os alunos se familiarizem com o uso de elementos b sicos de mem ria nomeadamente com a utilizac o de Flip Flops Este trabalho considerado para avaliac o de conhecimentos No in cio da aula cada grupo mostrar ao docente os elementos de relat rio referentes s perguntas te ricas T Em caso de erro estes elementos poder o ser complementados por uma errata elaborada durante a aula Durante a aula o grupo completar o relat rio com as conclus es sobre as montagens E que entregar ao docente no final da aula Nota Como prepara o pr via deve tamb m ler com aten o o documento Introdu o ao Ambiente de Projecto da Xilinx dispon vel na p gina da cadeira Deve ter consigo nesta e nas aulas de laborat rio seguintes c pias dos documentos Introdu o ao Ambiente de Projecto da Xilinx e Guia de Implementa o de Circuitos na Placa de Desenvolvimento para utilizar como manuais de utiliza o Parte 1 Exemplo de Aplica o de Flip Flops O esquema da Figura 1 implementa um circuito sequencial constitu do por 2 Flip Flops tipo D com uma entrada de Preset Set ass ncrono cada 2 Flip Flops tipo D com uma entrada de Clear Reset ass ncrono cada
6. da parte 1 Ligue o sinal de rel gio CLK ao sinal clk_slow Este sinal tem uma frequ ncia de 0 8Hz o que permite visualizar as mudancas de estado Ligue o rel gio da interface ao display de 7 segmentos a clk disp Ligue a entrada INI a um dos bot es de press o Ligue as sa das do seguinte modo QO ligue a LedoO disp1_0 Q1 ligue a Ledl displ 1 Ei Q2 ligue a Led2 displ 2 ani Q3 ligue a Led3 displ 3 ED Fixe Acesol a Vcc Fixe Aceso2 4 a Gnd an Botoes de pressao Ens ETS Clock fast 55 MHz Clock slow 0 8 Hz Display 7 segmentos Botoes on off Leds Figura 3 2 2 E Montagem da placa Implemente o circuito na placa de desenvolvimento Para tal siga as instru es no guia Guia de Implementa o de Circuitos na Placa de Desenvolvimento Note que o interruptor da placa deve estar na posi o ON Verifique o funcionamento correcto do circuito Mostre o ao docente Comente Explique o que acontece nos LEDs simples e o porqu dos caracteres que visualiza nos displays Indique quais os 3 estados seguintes do circuito a partir do estado que lhe for indicado pelo docente Justifique sucintamente Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores Sistemas Digitais 2010 2011 Instituto Superior T cnico Universidade T cnica de Lisboa MEEC Tabela 1 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 ojlojojif jJopo pot jJopo 1 1 jJopr o pot jor tp 1 f
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