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SISTEMAS DIGITAIS LETI, LEE
Ano lectivo de 2015/2016 Trabalho 3
Circuitos Combinatórios Típicos
1.Introdução
Este trabalho foi concebido para que os alunos façam a concepção de um circuito lógico usando módulos combinatórios. Assim, é obrigatório utilizar neste trabalho um descodificador e um multiplexer. Quando necessário, podem adicionalmente ser usados outros circuitos integrados (CIs) contendo portas lógicas simples.
O trabalho deve ser preparado com antecedência. Até ao início da aula os alunos deverão enviar ao docente de laboratório um pré-relatório por email. O pré-relatório deverá conter todos os pontos indicados na secção 6. deste enunciado.
2.Projectodocircuito
Realize um circuito com 4 entradas (A3, A2, A1, A0) e 4 saídas (S3, S2, S1, S0) que realize as operações indicadas abaixo. Note que A3 é a entrada de maior peso.
1) Quando nas entradas estiver um dos números BCD usados no trabalho anterior, deverá aparecer nas saídas o respetivo valor binário, isto é, as saídas serão iguais às entradas;
2) Se nas entradas não estiver um dos números BCD usados pelo grupo no trabalho de laboratório anterior, deve aparecer na saída a soma do número do vosso grupo com o número do vosso turno (ver tabela 1).
Tabela 1 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
Exemplo: O vosso grupo é o 3, vosso turno é o 5 e os números BCD a detector são 9,8,7,6. Quando o valor das entradas for igual a 1001, 1000, 0111 ou 0110, devem apresentar-se nas
saídas os bits que estão nas entradas respectivas. Quando na entrada for colocado um número diferente desses números BCD, nas saídas deve apresentar-se 10002, pois 3+5=810.
Projete o circuito. 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. Exemplo de “raciocínio” a utilizar: “...como tenho que escolher um de 2 números para apresentar na saída, tenho que utilizar um multiplexer. O multiplexer que necessito tem de ter 1 entrada de seleção...”
Tente minimizar o número de circuitos integrados utilizados. Analise com atenção a lista de circuitos disponibilizada para realizar o trabalho. Caso tenha dúvidas fale com o docente com a devida antecedência. Não espere pela véspera da realização do trabalho (ou pior ainda, não vá para o laboratório com dúvidas!).
3.Simulação(realizaremcasa)
Desenhe no Circuit Maker o logigrama do circuito projetado. Note que a simbologia utilizada para os MUXs e DECs é diferente da simbologia normalizada utilizada nas aulas teóricas. Por isso terá que identificar a funcionalidade de cada um dos pinos dos circuitos utilizados. Não se esqueça que nenhuma entrada de um módulo combinatório pode ficar “no ar”, i.e., sem estar ligada.
No laboratório deverá mostrar a simulação a funcionar ao docente e poderá usá-la como auxiliar de debugdamontagem.
4.Preparaçãodamontagem(arealizaremcasaea incluirnopré-relatório)
Faça um esquema eléctrico completo do circuito baseado no logigrama do Circuit Maker. Para esse efeito torne visíveis os pinos de entrada, saída e a alimentação (+5V/GND).
Faça uma lista dos circuitos integrados (CIs) que são necessários para realizar a montagem. Para obter a lista de CIs pode usar o ficheiro “.BOM”, que é gerado automaticamente no Circuit Maker com o comando “File\Bill of materials”.
Desenhe igualmente um esquema eléctrico completo utilizando a simbologia normalizada aprendida nas aulas teóricas (não precisa de ser feito em computador, pode ser um desenho manual). Todos os pinos do MUX e DEC utilizados no Circuit Maker devem ser identificados e desenhados neste esquema.
5.Montagemdocircuito(naaula)
Levante os circuitos integrados que pretende utilizar e efetue as respectivas ligações na placa de montagem. Ligue as entradas A3 - A0 aos switches SW3 - SW0 e as saídas a quatro Led.
Sugestão: Comece por montar e ligar o descodificador e teste-o antes de proceder às ligações dos restantes circuitos.
6.Pré-RelatórioeRelatório.
O pré-relatório deve conter as seguintes secções, e tem que ser enviado por email para [email protected] até pelo menos 1 hora antes do início da aula:
1) Introdução contendo informação sobre o objectivo do trabalho (incluindo quais os números BCD que serão utilizados).
2) Projeto do circuito. Tem que incluir a descrição de como projetou o circuito, isto é, deve descrever como chegou ao circuito apresentado, partindo de uma folha em branco e utilizando os conhecimentos adquiridos sobre circuitos combinatórios típicos e sobre representação e implementação de funções lógicas. Por exemplo, descrever como chegou ao tipo de circuitos a utilizar, qual o raciocínio que levou à forma como os interligou, etc.
3) Diagrama lógico do circuito obtido com o Circuit Maker (pode copiar o diagrama diretamente do Circuit Maker para o relatório utilizando o método indicado no enunciado do Lab 0).
4) Ambos os esquemas elétricos completos pedidos no ponto 4. do enunciado. Caso não utilize o computador para desenhar o esquema elétrico, inclua uma digitalização do desenho manual (por exemplo tire uma foto com o telemóvel).
O relatório consistirá no pré-relatório mais as secções que se indicam de seguida, e deve ser enviado por email até à meia-noite do dia em que se faz o trabalho.
5) 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.
6) 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 para o email:
e o “assunto” (subject) do email deve ter o seguinte formato:
Lab#T$G%
Em que:
• # corresponde ao número do trabalho (neste caso será 3) • $ corresponde ao número do turno de acordo com a Tabela 1 • % corresponde ao número do grupo
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 3º trabalho do grupo 6 do turno de 4ª feira às 10:00: Lab3T4G6r.pdf
Anexo: Listagem de circuitos integrados existentes nolaboratórioequepodemutilizarnestetrabalhoPode encontrar a descrição de cada um dos CI na secção “Catálogos Texas Instruments” disponível na página da cadeira no Fenix. Descodificadores e Multiplexers
Efectue as respectivas ligações na placa de montagem, podendo usar para se guiar o ficheiro Trab2.NET que é gerado com o comando File\Export\PCB Netlist (desativar as opções TraxMaker).
Ligue as entradas A3 - A0 aos switches SW3 - SW0 e as 4 saídas em 4 Leds da base. Após verificar que o circuito funciona bem, mostre-o ao docente.
5. Relatório
O relatório deve conter várias secções:
1) Introdução contendo informação de quais os dígitos para os quais o circuito deve replicar o valor na saída.
2) Diagrama lógico do circuito obtido com o Circuit Maker.
3) Diagrama elétrico do circuito indicando os pinos dos circuitos integrados (CI) e identificando-os pela ordem por que foram montados na placa (U1, U2, U3, etc).
4) Lista de componentes usados. Use a funcionalidade “File\Bill of materials” do Circuit Maker para a obter.
Anexo: listagem de C.I. existentes no laboratório
Descodificadores e Multiplexers:
Portas Lógicas Básicas
Portas lógicas:
