APRESENTAÇÃO DO KIT CPLD_EE01

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Ísis Castro Carneiro
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1 APRESENTAÇÃO DO KIT CPLD_EE01 O kit CPLD_EE01 foi desenvolvido para alunos de cursos técnicos, engenharia e desenvolvedores na área de circuitos digitais, o mesmo conta com alguns módulos que podem ser interligados por meio de jumpers de modo a unir os módulos para desenvolver sistemas digitais completos. O kit utiliza um dispositivo lógico programável complexo (CPLD) modelo EPM7064SLC44-10N do fabricante altera que é detentora da marca, e qualquer nome ou símbolo com referência à altera é de propriedade da mesma. A seguir serão apresentados os módulos que compõem o KIT CPLD_EE01 Módulo de entradas digitais de pulso: Este módulo é composto por 4 chaves tácteis sem retenção, e podem fornecer sinais de borda de subida e descida. Os níveis de tensão fornecidos nas saídas são: Nível lógico zero=0v e Nível lógico 1=5V. Todas as chaves são compostas por filtros RC individualmente para evitar os ruídos provenientes dos contatos mecânicos, dessa forma podem ser utilizadas como fornecedoras de clock manual para circuitos sequenciais tais como os contadores. A figura 1 apresenta a localização do módulo na placa e os bornes de saídas dos sinais. Figura 1 De acordo com a tabela 1, temos a função de cada entrada do módulo de chaves de pulso. Tabela 1 CHAVE BORDA DE SUBIDA BORDA DE DESCIDA SW1 SIM NÃO SW2 SIM NÃO SW3 SIM SIM SW4 SIM SIM

2 MÓDULO OSCILADOR O Kit CPLD_EE01 conta com um circuito gerador de pulsos de clock com 6 frequências diferentes que poder ser utilizadas como fontes de clock para sistemas de contadores, multiplexadores e temporizadores. As frequências disponíveis nos bornes de saídas do módulo oscilador são apresentadas na tabela 2, (as frequências apresentadas podem ter variações de ±10%): Os Trimpots R56, R57, R58, R59, R60 e R61, são utilizados para ajuste das frequências de acordo com a tabela 2. Tabela 2 FREQ 1 1HZ R56 FREQ 2 10HZ R57 FREQ 3 100HZ R58 FREQ 4 1KHZ R59 FREQ 5 10KHZ R60 FREQ 6 100KZ R61 A figura 2 apresenta a localização dos sinais disponíveis no módulo oscilador. Figura 2 MÓDULO DE ENTRADAS DIGITAIS COM RETENÇÃO O Módulo de chaves com retenção é composto por 12 chaves (SW5 à SW16), possuindo também filtros RC em cada uma para que não promova ruído no circuito devido ao contato mecânico. As chaves com retenção são utilizadas para simular entradas de níveis lógicos para operações digitais, como também entradas de preset e set de circuitos sequenciais. A figura 3 apresenta a localização do módulo de entradas com retenção e a localização dos bornes de sinais. Figura 3

MÓDULO DE DISPLAYS DE SETE SEGMENTOS MULTIPLEXADO O módulo de display de sete segmentos é formado por 8 displays multiplexados, ou seja, todos os segmentos

deverá ser acionado o respectivo sinal do catodo do mesmo.

3 MÓDULO DE DISPLAYS DE SETE SEGMENTOS MULTIPLEXADO O módulo de display de sete segmentos é formado por 8 displays multiplexados, ou seja, todos os segmentos de a à dp de todos os displays são interligados, formando um barramento só, para que seja escolhido o display que irá apresentar a informação desejada deverá ser acionado o respectivo sinal do catodo do mesmo. Para informações de mais de um dígito deverá ser acionado um catodo por vez, o esquema elétrico do módulo é apresentado na figura 4. Figura 4 A localização do módulo de display e dos conectores dos segmentos e catôdos são apresentados na figura 5. Figura 5

4 MÓDULOS DE LEDS DE SINALIZAÇÃO Para facilitar a visualização dos resultados dos circuitos digitais, foi implementado um módulo composto por 8 leds, estes leds já está interligados aos pinos do CPLD, dispensando então a ligação por meio de bornes. Os pinos e seus respectivos leds são apresentados na tabela 3. Os resitores dos leds estão dimensionados para acionamento com 5V, que é a tensão de alimentação do kit, e presente nas saídas do CPLD. Tabela 3 LED PINO DO CPLD LED1 PINO 4 LED2 PINO 5 LED3 PINO 6 LED4 PINO 8 LED5 PINO 9 LED6 PINO 11 LED7 PINO 12 LED8 PINO 14 A localização do módulo de leds é apresentada na figura 6. Figura 6 MÓDULO CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL O módulo conversor A/D é composto por um circuito integrado conversor A/D de 8 bits, mas o mesmo também necessita de um clock externo para fazer a conversão analógica de tempos em tempos. O circuito integrado utilizado é o ADC0804LCN que com o auxílio de um potenciômetro e um buffer de tensão executado pelo ci LM358 faz a conversão do valor de tensão analógico ajustado no potenciômetro R77 para um valor digital de 8bits. A localização do módulo conversor A/D e seus conectores são apresentados na figura 7. Figura 7

5 MÓDULO SINALIZADOR DE AUDIO O módulo de áudio é formado por um buzzer, este dispositivo tem a capacidade de se dilatar e comprimir de acordo com a aplicação de tensão em seus terminais, dessa forma é muito utilizado para gerar áudio em sistemas de telefonia, alarmes entre outros. O buzzer já é interligado ao pino 41 do cpld, dessa forma esse pino foi reservado especificamente para essa função. Dever-se evitar mantê-lo ligado, utilizar para gerar áudio com aplicação de qualquer frequência entre 20Hz e 20khz que é a faixa audível para os humanos. Na figura 8 é apresentado sua localização na placa. Figura 8 MÓDULO CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO O módulo conversor D/A foi concebido pela configuração de rede R-2R, o mesmo possui uma resolução de 4bits, dessa forma com a combinação de níveis lógicos nas quatro entradas ( bit_0, bit_1, bit_2 e bit_3) pode-se conseguir 16 valores diferentes para o range de tensão de 0 à 5V, valor este disponível no borne JP1, mostrado na figura 9. Figura 9 CONECTOR DE GRAVAÇÃO Depois de desenvolvido o circuito e implementado no software de sistemas digitais tal como QUARTUS II, MAXPLUS ou qualquer outro da altera, deve-se transferir o programa por meio do cabo de gravação, o sistema de gravação é de forma paralela, logo pode se optar por dois sistemas.

6 O primeiro método é pela porta paralela do computador utilizando o cabo byteblaster, mas este método encontra dificuldades já que os computadores atuais não vem mais com portas paralelas. A segunda forma de gravação, que é a utilizada no KIT CPLD_EE01 é utilizando um cabo com conversor USB-serial, este cabo é fabricado pela ALTERA e também por outros fabricantes que os fazem compatíveis. A figura 10 apresenta o cabo utilizado nos kits da EMERSON ELETRÔNICOS. Figura 10 O gravador deverá estar instalado no computador com o drive devidamente reconhecido e ser conectado ao KIT CPLD_EE01 de acordo com a figura 11. Figura 11 Depois de instalado o software QUARTUS II, o drive do cabo de gravação estará na pasta altera, nos arquivos de programas, e assim que o cabo for conectado e pedir o drive, o instalador deverá direcionar para a pasta altera que o mesmo será instalado automaticamente. no material fornecido com o nome de TUTORIA PARA CRIAR UM PROJETO NO QUARTUS II é ensinado como criar, simular e gravar um programa com o software QUARTUS II. Qualquer dúvida sobre o kit CPLD_EE01 pode ser consultada em nosso site por meio da aba contato.

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