SISTEMAS DIGITAIS LETI, LEE Ano lectivo de 2015/2016 Trabalho 4 Módulos Sequenciais: Contadores e Registos

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1 SISTEMAS DIGITAIS LETI, LEE Ano lectivo de 2015/2016 Trabalho 4 Módulos Sequenciais: Contadores e Registos 1. Introdução Este trabalho foi concebido para que os alunos ganhem experiência na concepção de circuitos lógicos usando módulos sequenciais. Neste trabalho deverá ser usado um contador (o 74HCT163), um registo (o 74HCT194), e ainda outros circuitos integrados (CIs) que considerar necessários (portas lógicas, módulos combinatórios típicos, etc.). Cada grupo deverá enviar até ao início da aula um pré-relatório contendo as secções indicadas no final deste enunciado e as respostas às perguntas colocadas ao longo do enunciado. No fim da aula deverão completar, alterar (se necessário) e reenviar o relatório. 2. Projeto e simulação (a realizar em casa) Pretende-se um circuito sequencial síncrono com baseado num contador (74HCT163) e num registo (74HCT194), cujo funcionamento é controlado pelas variáveis S 1 e S 0 de acordo com uma das seguintes tabelas: a) Se a soma do número do vosso turno com o vosso grupo for 2, 6, 10 ou 14: 0 1 Contador conta entre 0 e 15; Registo faz deslocamento para a direita carregando no 1 0 Contador parado; Carrega registo com o valor do contador 1 1 Contador conta entre o valor contido no registo e n; Registo mantém o seu conteúdo b) Se a soma do número do vosso turno com o vosso grupo for 3, 7, 11 ou 15: 0 1 Contador conta entre o valor contido no registo e n; Registo mantém o seu conteúdo 1 0 Contador parado; Carrega registo com o valor do contador 1 1 Contador conta entre 0 e 15; Registo faz deslocamento para a direita carregando no

2 c) Se a soma do número do vosso turno com o vosso grupo for 4, 8 ou 12: 0 1 Contador parado; Carrega registo com o valor do contador 1 0 Contador conta entre 0 e 15; Registo faz deslocamento para a direita carregando no 1 1 Contador conta entre o valor contido no registo e n; Registo mantém o seu conteúdo d) Se a soma do número do vosso turno com o vosso grupo for 5, 9 ou 13: 0 1 Contador parado; Carrega registo com o valor do contador 1 0 Contador conta entre o valor contido no registo e n; Registo mantém o seu conteúdo 1 1 Contador conta entre 0 e 15; Registo faz deslocamento para a direita carregando no Deverá mostrar nos leds o conteúdo do registo e o valor das saídas do contador. 1. Projete o circuito. Tome em consideração as características do contador e do registo que são obrigados a utilizar. Analise o funcionamento de cada um deles em detalhe antes de avançar no projeto. O circuito deve ser completamente síncrono, i.e., todos os componentes sequenciais devem ser comandados pelo mesmo sinal de relógio. Ao projetar o circuito tome nota do raciocínio utilizado para, a partir de uma folha em branco, conseguir chegar ao circuito final. Terá que apresentar esse raciocínio no pré-relatório. 2. Desenhe no simulador Circuit Maker student edition o esquema lógico do circuito que projetou, e teste o funcionamento do circuito. 3. Faça um esquema elétrico baseado no circuito lógico (tornando visíveis os pinos de entrada, saída e a alimentação (+5V/GND)). Faça uma lista dos CIs necessários para montar o circuito. Para obter a lista de CIs use o ficheiro Trab2.BOM, que é gerado com o comando File\Bill of materials do Circuit Maker. 4. Desenhe (pode ser à mão) um esquema eléctrico contendo a simbologia normalizada que foi ensinada nas aulas teóricas. Este esquema normalizado é essencial para compreender o funcionamento do registo, do contador e do circuito em geral. 5. Qual o comportamento do contador quando, ao mudar do modo de contagem entre 0 e 15, para o modo de contagem entre o valor do registo e n, o contador estiver fora do intervalo de contagem? (por exemplo, se o contador estiver no valor 13 e o novo intervalo de contagem for entre 4 e 8)

3 3. Simulação e Montagem (a realizar no laboratório) 1. Mostre ao docente o circuito a funcionar no simulador do Circuito Maker. 2. Monte o circuito baseando-se no esquema eléctrico desenhado em 2.3. Utilize 4 LEDs para visualizar as saídas do registo e 4 LEDs para visualizar as saídas do contador. Utilize os interruptores que considerar necessários para demonstrar o funcionamento correto do circuito. a) Comece por montar o registo e verifique o seu funcionamento (mostre ao docente o registo a funcionar). b) Monte o contador e verifique o seu funcionamento (mostre ao docente o contador a funcionar). c) Monte os restantes componentes do circuito projetado. Verifique o seu funcionamento. Mostre o circuito ao docente. 4. Pré-Relatório e Relatório O pré-relatório deve conter as secções seguintes, e tem que ser enviado por para labsdtp@gmail.com até pelo menos 1 hora antes do início da aula: 1) Introdução. 2) Descrição de como foi projetado o circuito. Deve descrever como chegou ao circuito apresentado partindo de uma folha em branco e utilizando os conhecimentos adquiridos sobre registos e contadores. Deve incluir todo o tipo de informação que seja relevante (tabelas de verdade, mapas de Karnaugh, justificações, etc.). 2) Diagrama lógico do circuito obtido através do Circuit Maker. 3) Esquema elétrico do circuito indicando os pinos dos CIs e identificando-os pela ordem por que foram montados na placa (U1, U2, U3, etc). Não esquecer os pinos de alimentação e massa. 4) O esquema eléctrico normalizado descrito em ) Lista de componentes usados. Use a funcionalidade File\Bill of materials do Circuit Maker para a obter. 6) Resposta à pergunta 2.5. O relatório consistirá no pré-relatório mais as secções que se indicam de seguida, e deve ser enviado por até à meia-noite do dia em que se faz o trabalho. 6) Uma secção contendo a descrição de como decorreu o trabalho de laboratório incluindo dificuldades encontradas durante a execução do mesmo, detecção e correção de erros, etc.

4 7) Conclusões a retirar sobre a realização do trabalho. Atrasos no envio do pré-relatório implicam uma penalização de 50% no valor correspondente à preparação do trabalho (4 valores a menos na nota do trabalho). Atrasos no envio do relatório serão penalizados com 2 valores por cada hora de atraso (após a meia-noite do dia em que o trabalho foi realizado). O pré-relatório e o relatório devem ser enviados em formato pdf. O assunto do deve ter o formato Lab#T$G%, em que: # corresponde ao número do trabalho (neste caso será 3). % corresponde ao número do grupo. $ corresponde ao número do turno de acordo com a seguinte tabela: Turno $ 3ª feira 9:00-10:30 1 3ª feira 14:00-15:30 2 3ª feira 15:30-17:00 3 4ª feira 10:00-11:30 4 5ª feira 8:30-10:00 5 5ª feira 15:00-16:30 6 O nome do ficheiro a enviar deve seguir a mesma convenção, acrescentando um p no final para o pré-relatório, e um r no caso do relatório: Lab#T$G%p Exemplo, relatório do 4º trabalho do grupo 6 do turno de 4ª feira às 10:00: Lab4T4G6r.pdf

5 Portas lógicas existentes no laboratório: