Часть 2
1. Разработать функциональную схему преобразователя 4-х разрядного двоичного кода в код семисегментного индикатора, обеспечивающую включение светодиода единичным сигналом и вывод данных в шестнадцатиричной форме (цифры от 1 до 9, буквы A, b, C, d, E, F).
2. Создать новый проект в САПР Quartus II. С использованием средств графического редактора подготовить схему преобразователя. Оформить ее в виде отдельного библиотечного элемента для включения в последующие проекты.
3. Выполнить загрузку спроектированного модуля в учебную плату и протестировать его работу. Входные сигналы модуля подключить к движковым переключателям; выходные сигналы – к сегментам семисегментного индикатора.
Содержание отчета
Отчет должен содержать следующую информацию.
По части 1
1. Функциональную схему, реализующую заданную функцию с использованием мультиплексора и дешифратора, оформленную с учетом требований ГОСТ.
2. Схему узла, представленную соответствующим файлом проекта САПР Quartus II.
3. Результаты функционального и временного моделирования, сравнительный анализ выходных сигналов по трем выходам.
4. Список и назначение внешних контактов, описание процесса макетирования.
По части 2
1. Функциональную схему преобразователя 4-х разрядного двоичного кода в код семисегментного индикатора.
2. Схему узла, представленную соответствующим файлом проекта САПР Quartus II.
3. Список и назначение внешних контактов, описание процесса макетирования.
Также отчет должен содержать общие выводы по работе.
Лабораторная работа 3 проектирование типового комбинационного узла
Цель работы – закрепить навыки синтеза комбинационных схем в процессе проектирования логической схемы типового комбинационного узла с заданным функциональным назначением в среде Quartus II.
Краткие теоретические сведения
Типовыми функциональными узлами комбинационного типа являются: дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, преобразователи кодов, арифметико-логические устройства и др.
Исходная информация для проектирования представляется описанием функционирования узла, на основании которого может быть построена таблица истинности. Далее выполняются типовые этапы проектирования комбинационных схем с использованием логических элементов: переход к описанию функций в форме СДНФ (СКНФ), минимизация логических функции и переход к заданному логическому базису.
Рассмотрим формирование таблицы истинности для пятиразрядного указателя старшей единицы, имеющего также вход разрешения работы E. Количество входов X и выходов Y у указателя старшей единицы одинаково. При наличии на входах нескольких возбужденных линий (запросов) на выходе будет возбуждена лишь одна, соответствующая старшему запросу. Такому преобразованию при условии проектирования пятиразрядного узла соответствует таблица истинности, приведенная в табл. 3.1.
Таблица 3.1.
E |
x4 |
x3 |
x2 |
x1 |
x0 |
y4 |
y3 |
y2 |
y1 |
y0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
x |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
x |
x |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
x |
x |
x |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
x |
x |
x |
x |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
x |
x |
x |
x |
x |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Разработка схемы указателя старшей единицы сводится к реализации логических схем, обеспечивающих формирование функций yi. Процесс проектирования выполняется в соответствии с этапами, перечисленными в лабораторной работе 1. Так для выходных функций будут получены следующие значения:
Полученные функции реализуются на логических элементах И-НЕ.