Laboratorio 3

Tema: Mapas de Karnaugh y Multiplexores.

Materiales:

• 1. DE0-NANO.

  2. 20 LEDs rojos de 3mm o menor(Igual tamaño).

  3. 80 LEDs verdes de 3mm o menor(Igual tamaño).

  4. 10 Resistencias de 220 Ohm.

  5. 10 Resistencias de 1 KOhm.

  6. 10 Transistores BJP NPN 2n2222.

  7. Quartus II & ModelSim.

Usted tiene 2 semanas para realizar este laboratorio, lo que quiere decir que la entrega con informe, y sustentación es para el dia 18 de Febrero.

Modo de trabajo en parejas: Lo que significa que mientras uno realiza una cosa, el otro debe realizar otra. En este caso aconsejo que el montaje que se va hacer sobre la protoboard lo empiece a realizar una persona mientras que la otra hace los calculos correspondientes y describe hardware.

Se piensa diseñar un aviso publicitario usando 100 leds, de los cuales 80 seran verdes y 20 seran rojos. Estos leds se piensan organizar en una matriz de 10x10 en la cual se mostrara un mensaje animado.

• 1. Al igual que en el lab2, cree usando el system builder, una plantilla llamada lab3, utilice CLOCK_50, LEDs, SW, KEY, y GPIO.

  2. Descargue el siguiente archivo, este contiene el diseño del circuito que usted va a diseñar usando mapas de Karnaugh y Muxes.

  3. Como se dara cuenta, en la pagina numero 1, aparece el diseño del sistema general, el cual muestra una matriz de 10x10, donde los primeros 80 leds son verdes(Fila 0 a la 7) y los demas son rojos.

  4. Las filas iran conectadas a un chip llamado Decoder(que usted diseñara), y su comportamiento se puede observar en la tabla de verdad.

  5. Mientras que las columnas las controlara un chip llamado "Sequencer"(que usted diseñara).

  6. Los GPIO[9:0] estaran conectados al decoder[9:0].

  7. Los GPIO[19:10] estaran conectados a sequencer[9:0].

  8. Del modulo "Black box" salen dos buses, uno llamado A[3:0] que se conecta directamente a decoder y a sequencer. Otra, llamada B[5:0] que se conecta solo a Squencer.

  9. El objetivo del chip Decoder, es barrer cada linea de leds, si mira la tabla de verdad, y el esquematico del circuito q usted debe montar, se dara cuenta que el decoder habilita las lineas a mendida de que va cambiando su entrada A[3:0].

  10. A[3:0] variara tan rapido, que hara que el decoder barra constantemente cada linea. El objeto de esto es engañar al ojo humano.

  11. B[5:0] variara de forma constante y sera lento en comparacion con A[3:0].

  12. Si pasa a la pagina 2, usted vera "escenas", mire lo que pasa cuando va de escena a escena en el orden de 0 a 63.

  13. ¿Qué sucede?... exactamente, usted debera diseñar el chip "sequencer" para que suceda esto en cada escena correpondiente a un frame de la animación que se espera visualizar.

  14. En la pagina 8, usted vera una tabla de verdad, en este caso se le dara el ejemplo de como debe diseñar cada escena. Por ejemplo, la escena 0 y la escena 1 pueden ser vistas con tablas de verdad. En este laboratorio usted debera diseñar 64 tablas de verdad.

  15. Despues, se le muestra un esquema donde usted vera multiplexores, uno es llamado "scene holder" el cual es un mux de buses de 10 bits 64:1.

  16. Los conectados a el son 64 Muxes cada uno del tipo 16:1 de buses de 10 bits.

  17. Oh, my Gosh!!, ¿Como podria hacer este diseño?... si lo hiciera por tablas de verdad, sera un sistema de 10 bits lo que equivale a 1024 combinaciones diferentes!!.

  18. Si va a las siguientes paginas, vera que el diseño se basara en muxex de 16:1 de 1 bit.

      1. En la primera pagina, observara una idea de lo que es el mux llamado SCENE0.

      2. En la segunda vera la idea de lo que es el mux llamado "Scene Holder"

  19. Termine de diseñar el esquema el circuito, y luego haga la descripción de hardware basada en multiplexores de 16:1 y de 64:1(Que usted tendra que describir en hardware haciendo los calculos correspondiendes, segun lo visto en clase).

• • 1. Como recomendación, diseñe un archivo .v llamado "mux_2_1.v", "mux_4_1.v", "mux_16_1.v","mux_31_1.v" y otro, "mux_64_1".

    2. Cada mux depende de el otro, es decir, el mux de 4:1 se puede diseñar en base a mux 2:1.

• 20. En la escena 63, no hay nada dibujado, por lo tanto, a cada grupo se le asignara un dibujo especifico en esta parte.

Nota: Esto es algo similar a lo que se quiere hacer, en el caso de ustedes, no tienen que hacer una Baquela con los leds soldados, pero podria usar un carton paja para acomodar los leds en una cuadrilla.