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EA773 LABORATÓRIO DE CIRCUITOS LÓGICOS FEEC-UNICAMP - 1º Semestre de 2013 – Turmas G,H, O e P Turma:______________ Grupo:__________________ Data:______________ RA:_________________ Nome:______________________________________ RA:_________________ Nome:______________________________________ EXPERIÊNCIA 2: CIRCUITOS SEQUENCIAIS (I) Objetivo: Projeto de circuitos sequenciais utilizando a tecnologia FPGA. 1. Preparo Observação: Esse preparo deve ser feito anteriormente à aula. Os alunos devem chegar no dia do experimento com o preparo já pronto, que deve ser mostrado ao professor no início da aula. O visto no preparo só será dado no início da aula. A falha em cumprir essa exigência implicará em 3 pontos a menos na nota do relatório. (a) Revise as funções de transição de estado dos flip-flops JK, D e T. Explique as diferenças entre esses três tipos de flip-flops. (b) Revise conceitos sobre máquinas de estado: Máquina de Moore e Máquina de Mealy. Que tipo de máquina de estados está sendo implementada aqui ? (c) Desenvolva o projeto da máquina de estados especificada no item 2. Sintetize as funções de transição de cada bit do estado. (d) Revise o funcionamento dos contadores síncronos e estude o datasheet do CI 74161. Quais as maneiras recomendadas para cascatear diversos CIs de forma a aumentar o tamanho da contagem ? 2. Flip-Flops e Máquina de Estados (a) Implemente uma máquina de estados de 3 bits que possua as transições de estado dadas na seguinte tabela. Estado Atual Próximo Estado 000 001 001 010 010 011 011 100 100 101 101 110 110 111 111 000 Utilize os FFs JK, D e T, um para cada bit de estado. Mapeie cada bit de estado em um led do kit FPGA-SDB antes de programá-lo. Inclua ainda uma botoeira de reset tal que, ao apertá-la, o circuito vai para o estado 000, de maneira síncrona com o clock dos flip-flops. Teste o circuito utilizando um push-button para efetuar a transição entre os estados. Obs: As botoeiras do kit FPGA-SDB são ATIVO BAIXO! Visto: Data: (b) Utilizando portas AND e OR, implemente um circuito complementar à máquina de estados, que force a mesma a assumir um estado arbitrário definido por entradas (e 2 e 1 e 0 ) fornecidas ao circuito, de maneira síncrona com o clock, sempre que uma entrada de controle c for igual a 0. Visto: Data: 3. Contadores Síncronos O módulo de um contador é dado pelo número de estados diferentes que o mesmo apresenta. Contadores são usualmente implementados nos módulos 2 n (onde n é o número de flip-flops usados). Contadores para outros módulos são obtidos por realimentação de contadores módulos 2 n de forma a limitar o número de estados possíveis nos mesmos. Contadores módulo 2 m podem ser construídos pelo cascateamento de contadores módulo 2 n (m>n). O circuito integrado 74161 é um contador síncrono de 4 bits (módulo 16). Analise as características que permitem sua utilização na geração de contadores de módulo variável. a) Usando o CI 74161 implemente e teste o funcionamento de um contador módulo 9. b) Usando CIs 74161, implemente um contador módulo 21 que apresente a seguinte seqüência de estados: 5,6,7,...........24,25,5,6,7...... Visto: Data: Visto: Data:

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  • EA773 LABORATRIO DE CIRCUITOS LGICOS FEEC-UNICAMP - 1 Semestre de 2013 Turmas G,H, O e P

    Turma:______________ Grupo:__________________ Data:______________RA:_________________ Nome:______________________________________RA:_________________ Nome:______________________________________

    EXPERINCIA 2: CIRCUITOS SEQUENCIAIS (I)

    Objetivo: Projeto de circuitos sequenciais utilizando a tecnologia FPGA.

    1. PreparoObservao: Esse preparo deve ser feito anteriormente aula. Os alunos devem chegar no dia do experimento com o preparo j pronto, que deve ser mostrado ao professor no incio da aula. O visto no preparo s ser dado no incio da aula. A falha em cumprir essa exigncia implicar em 3 pontos a menos na nota do relatrio.

    (a) Revise as funes de transio de estado dos flip-flops JK, D e T. Explique as diferenas entre esses trs tipos de flip-flops.

    (b) Revise conceitos sobre mquinas de estado: Mquina de Moore e Mquina de Mealy. Que tipo de mquina de estados est sendo implementada aqui ?

    (c) Desenvolva o projeto da mquina de estados especificada no item 2. Sintetize as funes de transio de cada bit do estado.

    (d) Revise o funcionamento dos contadores sncronos e estude o datasheet do CI 74161. Quais as maneiras recomendadas para cascatear diversos CIs de forma a aumentar o tamanho da contagem ?

    2. Flip-Flops e Mquina de Estados(a) Implemente uma mquina de estados de 3 bits

    que possua as transies de estado dadas na seguinte tabela.

    Estado Atual Prximo Estado000 001001 010010 011011 100100 101101 110110 111111 000

    Utilize os FFs JK, D e T, um para cada bit de estado.

    Mapeie cada bit de estado em um led do kit FPGA-SDB antes de program-lo. Inclua ainda uma botoeira de reset tal que, ao apert-la, o circuito vai para o estado 000, de maneira sncrona com o clock dos flip-flops. Teste o circuito utilizando um push-button para efetuar a transio entre os estados.

    Obs: As botoeiras do kit FPGA-SDB so ATIVO BAIXO!

    Visto: Data:

    (b) Utilizando portas AND e OR, implemente um circuito complementar mquina de estados, que force a mesma a assumir um estado arbitrrio definido por entradas (e2 e1 e0) fornecidas ao circuito, de maneira sncrona com o clock, sempre que uma entrada de controle c for igual a 0.

    Visto: Data:

    3. Contadores Sncronos

    O mdulo de um contador dado pelo nmero de estados diferentes que o mesmo apresenta. Contadores so usualmente implementados nos mdulos 2n (onde n o nmero de flip-flops usados). Contadores para outros mdulos so obtidos por realimentao de contadores mdulos 2n de forma a limitar o nmero de estados possveis nos mesmos. Contadores mdulo 2m podem ser construdos pelo cascateamento de contadores mdulo 2n (m>n). O circuito integrado 74161 um contador sncrono de 4 bits (mdulo 16). Analise as caractersticas que permitem sua utilizao na gerao de contadores de mdulo varivel.

    a) Usando o CI 74161 implemente e teste o funcionamento de um contador mdulo 9.

    b) Usando CIs 74161, implemente um contador mdulo 21 que apresente a seguinte seqncia de estados: 5,6,7,...........24,25,5,6,7......

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