CID Lab Lucrarea 2

De la WikiLabs
Salt la: navigare, căutare

Noțiuni și cunoștințe necesare

Exemplul 1

Realizați un decodor de doi biți folosind un bloc case. Testați decodorul legând intrările la switch-uri și ieșirile la led-uri.

Exemplul 2

Realizați un transcodor pentru afișajul cu 7 segmente, folosind un bloc case, care să poată afișa valorile de la 0 la 3. Intrarea modulului se va numi value iar ieșirea out_seg. Testați decodorul aplicând intrarea pe SW1 și SW0 și afișând ieșirea pe afișajul cu 7 segmente, cifra din dreapta (Digit0).

Exerciții

Următoarele exerciții folosesc transcodorul binar - 7 segemente pentru afișarea în hexazecimal a rezultatului unei operații simple. Pentru a vă asigura că transcodorul este scris corect, la pct. a veți verifica funcționarea lui. Proiectul pe care trebuie să-l trimiteți la final este cel de la pct. b.


Exercitiul 1

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe a doua poziție din dreapta.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 0
    • Bitul 5 corespunde segmentului 1
    • Bitul 4 corespunde segmentului 2
    • Bitul 3 corespunde segmentului 3
    • Bitul 2 corespunde segmentului 4
    • Bitul 1 corespunde segmentului 5
    • Bitul 0 corespunde segmentului 6

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW3-SW0. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 1.

b. Realizați un circuit care adună două numere binare pe 3 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu a, respectiv b, și se vor conecta la switchurile SW2-SW0 (corespunzător biților 2->0 ai lui a, în această ordine), respectiv SW9-SW7 (corespunzător biților 2->0 ai lui b, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit 1.
  • Sumatorul și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite sumator și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Exercitiul 2

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe poziția din stânga.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 1
    • Bitul 5 corespunde segmentului 2
    • Bitul 4 corespunde segmentului 3
    • Bitul 3 corespunde segmentului 4
    • Bitul 2 corespunde segmentului 5
    • Bitul 1 corespunde segmentului 6
    • Bitul 0 corespunde segmentului 0

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW5-SW2. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 3.

b. Realizați un circuit care înmulțește două numere binare, numărul a, pe 3 biți, și numărul b, pe 2 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu a, respectiv b, și se vor conecta la switchurile SW9-SW7 (corespunzător biților 2->0 ai lui a, în această ordine), respectiv SW2-SW1 (corespunzător biților 1->0 ai lui b, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit 3.
  • Inmulțitorul și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite produs și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Indicație: Produsul celor două numere (ieșirea înmulțitorului) este un număr pe 5 biți, notat, de ex, prod. Dacă rezultatul depășește valoarea 15, la ieșire vom afișa „eroare”, care poate fi simbolizată, de ex, de o liniuță pe poziția centrală (segmentul 6). Ieșirea modulului de top, notată out, se calculează în felul următor:

assign out = prod[4] ? 7'b1111101 : out_seg;

Exercitiul 3

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe a doua poziție din stânga.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 1
    • Bitul 5 corespunde segmentului 3
    • Bitul 4 corespunde segmentului 2
    • Bitul 3 corespunde segmentului 6
    • Bitul 2 corespunde segmentului 4
    • Bitul 1 corespunde segmentului 5
    • Bitul 0 corespunde segmentului 0

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW4-SW1. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 2.

b. Realizați un circuit care face operația SAU EXCLUSIV (bit cu bit) între 2 numere binare pe 4 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu a, respectiv b, și se vor conecta la switchurile SW3-SW0 (corespunzător biților 3->0 ai lui a, în această ordine), respectiv SW9-SW6 (corespunzător biților 3->0 ai lui b, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit 2.
  • Circuitul logic și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite sau_exclusiv și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Exercitiul 4

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe poziția din stânga.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 2
    • Bitul 5 corespunde segmentului 4
    • Bitul 4 corespunde segmentului 6
    • Bitul 3 corespunde segmentului 3
    • Bitul 2 corespunde segmentului 5
    • Bitul 1 corespunde segmentului 1
    • Bitul 0 corespunde segmentului 0

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW9-SW6. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 3.

b. Realizați un circuit care adună două numere binare pe 3 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu in1, respectiv in2, și se vor conecta la switchurile SW7-SW5 (corespunzător biților 2->0 ai lui in1, în această ordine), respectiv SW4-SW2 (corespunzător biților 2->0 ai lui in2, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit 3.
  • Sumatorul și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite sumator și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Exercitiul 5

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe poziția a doua din stânga.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 3
    • Bitul 5 corespunde segmentului 4
    • Bitul 4 corespunde segmentului 1
    • Bitul 3 corespunde segmentului 2
    • Bitul 2 corespunde segmentului 0
    • Bitul 1 corespunde segmentului 5
    • Bitul 0 corespunde segmentului 6

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW8-SW5. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 2.

b. Realizați un circuit care înmulțește două numere binare, numărul in1, pe 2 biți, și numărul in2, pe 3 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu in1, respectiv in2, și se vor conecta la switchurile SW3-SW2 (corespunzător biților 1->0 ai lui in1, în această ordine), respectiv SW9-SW7 (corespunzător biților 2->0 ai lui in2, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit 2.
  • Inmulțitorul și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite produs și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Indicație: Produsul celor două numere (ieșirea înmulțitorului) este un număr pe 5 biți, notat, de ex, prod. Dacă rezultatul depășește valoarea 15, la ieșire vom afișa „eroare”, care poate fi simbolizată, de ex, de o liniuță pe poziția centrală (segmentul 6). Ieșirea modulului de top, notată out, se calculează în felul următor:

assign out = prod[4] ? 7'b1111110 : out_seg;

Exercitiul 6

a. Completați și modificații transcodorul de la exemplul 2 astfel încât să poată afișa valorile de la 0 la 15, în baza 16 (10 = A, 11 = b, 12 = C, 13 = d, 14 = E, 15 = F) pe a doua poziție din dreapta.

  • Denumiți modulul afisaj7seg
  • Biții out_seg corespund cu segmentele în modul următor:
    • Bitul 6 corespunde segmentului 1
    • Bitul 5 corespunde segmentului 3
    • Bitul 4 corespunde segmentului 2
    • Bitul 3 corespunde segmentului 6
    • Bitul 2 corespunde segmentului 4
    • Bitul 1 corespunde segmentului 5
    • Bitul 0 corespunde segmentului 0

Verificați funcționarea corectă a afișajului pe placa DE1, conectând intrarea pe SW4-SW1. Modificați pinii la ieșire astfel încât valoarea să fie afișată pe Digit 1.

b. Realizați un circuit care face operația SAU (bit cu bit) între 2 numere binare pe 4 biți, iar rezultatul, pe 4 biți, va fi afișat ca cifră hexazecimală cu ajutorul transcodorului de la pct. a). Restricții:

  • Creați un nou proiect, în care modulul top-level este denumit top.
  • Cele două intrări se vor nota cu in1, respectiv in2, și se vor conecta la switchurile SW8-SW5 (corespunzător biților 3->0 ai lui in1, în această ordine), respectiv SW4-SW1 (corespunzător biților 3->0 ai lui in2, în această ordine) .
  • Ieșirile se vor conecta la pinii corespunzători pentru afișajul cu 7 segmente, Digit1.
  • Circuitul logic și transcodorul vor fi descrise în module diferite (denumite sau și afisaj7seg, scrise în fișiere diferite, și instanțiate în modulul de top.

Submiterea Exercițiilor

Pentru notare, se vor submite următoarele fișiere, către adresa de e-mail indicată de cadrul didactic.

O arhivă zip ce va conține:

  • Trei fișiere Verilog cu extensia .v care conțin descrierea Verilog a circuitului logic, a transcodorului și a modulului de top.
  • Un fișier de constrângeri, cu extensia .qsf
  • Un fișier de tip proiect Quartus, cu extensia .qpf

Atentie, arhiva va contine doar cele 5 fisiere (fara directoare).

Subiectul mesajului de e-mail trebuie să respecte formatul [Nume]_[Prenume]_[Grupa]_7seg_[Nr. Exercitiu] de exemplu Petrica_Lucian_423B_7seg_4


Recomandări pentru cadrele didactice