Trabalho prático de Sistemas Digitais

Transcrição

1 Trabalho prático de Sistemas Digitais (2016/17) Implementar o sistema de controlo de um elevador simples, de acordo com as especificações abaixo. Tem 4 botões de entradas: o andar desejado para mover 0 (R/C), 1, 2, 3 O relógio tem frequência de 1 Hertz, um impulso por segundo. Enquanto o elevador se estiver a mover o LED movendo está aceso. Quando chegar ao andar desejado e parar, esse LED apaga se e acende se o LED parado. Sempre que o elevador se mover de um andar para outro, o display de 7 segmentos andar é atualizado. O tempo de deslocação entre cada andar é de 1 segundo andar movendo parado Estando no andar 2, indicado no display de 7 segmentos, e pressionando se o botão 0: O LED movendo acende se O LED parado apaga se Após um segundo o display de 7 segmentos indica: 1 Após mais um segundo o display de 7 segmentos indica: 0 O LED movendo apaga se O LED parado acende se

2 O projeto pode ser implementado no Logisim ( no Autodesk circuits ( ou nos kits do laboratório. (à escolha) Nos 30 minutos finais das aulas TP/PLab podem se discutir alternativas de implementação e tirar dúvidas. Se necessário podem se usar os kits de electrónica digital para ensaios. Sugestão de implementação (não obrigatória): Começar por identificar subsistemas e implementá los, por exemplo: Reconhecimento do andar desejado pelo botão pressionado Display do andar corrente Indicação de parado/em movimento Efetuar o movimento Quando terminado, o sistema implementado deve ser apresentado ao professor no turno prático para ser verificada a sua funcionalidade. Se o sistema funcionar, cumprindo todas as especificações, garante 40% da avaliação do TP. Pode ser utilizado todo o material disponível no Logisim, Autodesk circuits ou nos kits: Portas lógicas Flip Flops Contadores binários de n bits Descodificadores binários Descodificadores para display de 7 segmentos Display de 7 segmentos LEDs Botões de pressão ou interruptores Micro processadores ou micro controladores (neste caso terão de ser apresentados tb os programas) e outro que for necessários para minimizar o hardware. Informação sobre os chips, modos de operação, ligações pinos, etc. pode ser consultada na datasheet respectiva. Esta pode ser obtida introduzindo a identificação do chip no Google precedida da palavra datasheet. Por exemplo para o contador Sync UP/Down counter mod10: datasheet 74HC192 Nota: Em cada datasheet há informação sobre como se efetuam as ligações nos chips para se obter a operação que se pretende. Alguns chips podem ter funções diferentes dependendo da configuração.

3 Após a conclusão do projeto cada grupo submeterá um relatório, com no máximo 10 páginas, pelo sistema de entregas acessível a partir da tutoria electrónica de Sistemas Digitais. O relatório terá de incluir: 1) Introdução e objetivos 2) Descrição da implementação, incluindo: i) Opções de implementação e porque foram tomadas ii) iii) iv) Como se relacionam os componentes (subsistemas) utilizados e seu objetivo. Mapas de Karnaugh utilizados para simplificar circuitos, se necessário. O diagrama esquemático do sistema projetado. Pode ser efetuado com: Circuits simulator ( Logisim ( outra aplicação que permita desenho esquemático de circuitos digitais Não se aceitam esquemas desenhados pela mão. v) Foto do projeto no Autodesk circuits ( ou foto da implementação nos kits do laboratório. vi) vii) Se desenvolvido no Autodesk circuits link para o projeto de modo que possa ser acedido, executado e avaliado. Nota: por norma o link é público, mas é melhor verificar. Se desenvolvido no Logisim basta incluir as fotos dos diagramas esquemáticos e anexar junto ao relatório o ficheiro da simulação. 3) Uma estimativa do custo da implementação O custo que se pretende saber é apenas a soma do custo dos chips necessários para a implementação. Custo dos botões e displays não é necessário para apresentar. O custo de cada chip pode ser consultado numa loja online, por exemplo: mas podem se escolher outras. No entanto o custo para a implementação tem de ser calculado com os preços na mesma loja. Se desenvolvido no Logisim, como os componentes são genéricos, escolher um chip que tenha as mesmas funcionalidades ou mais (mas não com menos) que o componente do Logisim. Por exemplo se for necessário 2 FFs tipo D, pode se usar o chip 74LS75, um contador binário o chip 74LS192. Pode se consultar esta informaço no material disponível na loja escolhida e tb na tabela do anexo.

4 A estimativa de custos deverá ser apresentada numa tabela, como a abaixo: Descrição do chip Identificação do chip Preço Unitário ( ) Quantidade Preço Total ( ) Inverter gates 74HC04 0, ,630 Binary to 7 segment CD4511 0, ,478 Binary counter 74HC93 1, ,230 Custo total 2,338 4) Conclusões Que incluem um resumo das opções de implementação tomadas e porque o foram. Anexo: Chips incluídos no Kit do laboratório A identificação dos chips do kit encontra se na face oposta do kit, escrita em cada chip. Pode se também consultar no manual do kit, pág. 1 a identificação de cada chip. No final deste enunciado estão também as referências dos chips do kit. Por exemplo o contador Sync UP/Down counter mod10 tem a referência 74LS192. A sua documentação (datasheet) pode ser consultada em: O contador Binary counter (mod16) tem a referência 74LS93. A sua documentação (datasheet) pode ser consultada em: Nota: Em cada datasheet há informação sobre como se efetuam as ligações nos chips para se obter a operação que se pretende. Alguns chips podem ter funções diferentes dependendo da configuração. A tabela abaixo indica os chips presentes no Kit do laboratório. Informação mais detalhada pode ser obtida introduzindo a identificação do chip no Google precedida da palavra datasheet. Ex: datasheet 74LS93 Descrição Identificação do chip 6 inverters 74LS input AND ports 74LS input NAND ports 74LS input OR ports 74LS32

5 4 2 input AND ports 74LS input NOR ports 74LS input EX OR ports 74LS input (CMOS) NAND ports CD TTL CMOS and CMOS TTL interfaces MM74C906 2 x 2 J K Flip Flops 74LS76 1 Three state buffer 74LS125 2 Bistable latches (Flip Flop type D) 74LS75 1 Synchronous BCD counter 74LS160 1 Synchronous up/down counter 74LS192 1 Binary counter (mod 16) 74LS93 1 BCD decoder and display driver 74LS segment led display HDSP bit shift register 74LS bit comparator 74LS85 1 BCD to decimal decoder 74LS42 1 Encoder 74LS bit pre selector (Thumbwhell switch) PICO D 137 AK bit full adder 74LS83 1 Multiplexer 74LS153 1 DeMultiplexer 74LS bit parity generator 74LS280 1 Monostable 74LS221 1 Clock Generator (1Hz, 1 KHz) 74LS14 8 switches 4/ push buttons 4/ leds TIL pin sockets Several connectors 1 Power supply