Relatório de Circuitos Digitais, Manual de Eletrônica Digital. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
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pedro-nogueira28 de novembro de 2017

Relatório de Circuitos Digitais, Manual de Eletrônica Digital. Universidade Estadual Paulista (Unesp)

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Relatório sobre a utilização de memórias programadas em VHDL e os software Quartus 2.0
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Laboratório de Circuitos Digitais II – 2017

USO DE MEMORIA EPROM PARA A EXIBIÇÃO DE LETRAS DE FORMA SEQUENCIAL EM DISPLAY

Flávio Henrique F. Santino

Pedro Nogueira de Carvalho

E-mail: [email protected]; [email protected]

Resumo: Este relatório apresentará como foi o processo de aprendizagem e uso da memória, será apresentado o programa utilizado, o modelo da memória e dos outros componentes utilizados para fazer com que um display apresente a palavra “SANTINO”, letra por letra e continuamente através de um contador que volta até a primeira posição depois de apresentar a última letra. Palavras chave: memória, contador, programação

Abstract: This report will present how was the process of learning and memory usage, will be presented the program used, the model of memory and other components used to cause a display to show the word "SANTINO", letter by letter and continuously using a counter to return to the first position after showing the last letter. Keywords: memory, counter, programming.

Introdução

Existem muitos tipos de memórias que já foram criadas ao longo da era digital, algumas que já são totalmente ultrapassadas, e outras ainda vigentes. A memória utilizada no experimento foi a do tipo EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read- Only Memory), que pode ter seu conteúdo apagado eletronicamente e tem a função apenas de leitura. Este tipo de memória tem a vantagem em cima de suas antecessoras, pois ela pode ter seu conteúdo apagado dentro do próprio circuito, o que facilita sua utilização, basta enviar os sinais de programação especiais. Para gravar a memória é necessário utilizadar apenas um software, uma programação bem simples e um gravador de EEPROM. A memória pode ser utilizada em diversos casos, como dar os valores para uma bomba de um tanque à medida que ele enche e precisa de comandos específicos, ou o comando que uma máquina deve executar de acordo com o número de peças passando por ela, e até mesmo uma simples apresentação de uma palavra em um display ligado ao contador que muda as seleções da memória, gerando a escrita letra por letra, e foi nisso que o experimento consistiu.

Materiais e métodos

Inicialmente, foi escolhido o sobrenome a ser exibido no display de 7 segmentos e então foram definidos através de tabelas contendo os segmentos do display (de “A” a “G”) os valores binários a serem inseridos na memória para a exibição no display. Então a memória (Modelo AT28C64B) foi conectada do computador e foi programada no Laboratório de Circuitos Digitais I utilizando o software MaxLoader.

A memória foi conectada ao computador através de um gravador de EPROM (erasable programmable read-only memory) e foi programada através do software.

O software permite a leitura dos dados (valores binários) inseridos na memória conectada ao computador e a reprogramação destes, ou seja, ao realizar a leitura da memória é possível abrir a tabela com os dados gravados na memória e alterá-los e então realizar a gravação dos novos dados na memória. Após a gravação, o programa permite realizar a conferência dos dados gravados, para a confirmação de que as informações desejadas foram gravadas corretamente.

Após os valores serem inseridos e gravados na memória, a memória foi colocada no Protoboard e os fios foram conectados. Logo após, foram colocados contador (CI 74LS191) e as portas lógicas AND e NOT (CI 74LS08 e CI 74LS04, respectivamente), e os fios conectados.

Figura 1 – Interface do programa MaxLoader e a tabela com os dados a serem inseridos.

Contador de 4 bits – Foi utilizado um contador de 4 bits (CI 74LS191) com suas saídas conectadas nas

entradas da memória. O contador destina-se a alternar suas saídas (e consequentemente as entradas da memória) de forma crescente com a finalidade de exibir no display as letras de forma sequencial e, após a última letra ser exibida, reiniciar a contagem a partir do valor inicial (“0000”) e exibir novamente a palavra.

Para isso, a entrada de onda do contador (“LOAD”) foi conectada a um gerador de onda quadrada em uma frequência adequada para a leitura do display, e suas quatro saídas binárias conectadas nas entradas de seleção da memória.

Para executar o reinício da contagem após a última letra ser exibida foi projetado um circuito com portas AND e NOT de forma a reiniciar a contagem quando esta atingir “1000”, ou seja, uma posição após a última letra do nome, dada pela posição “0111”. O consiste em realizar um AND com os sinais barradas de Q0, Q1 e Q2 e o sinal de Q3. Então, quando a saída do AND for “1” (ocorrerá quando a contagem atingir 1000) o sinal será conectado no RESET do contador, porém passando antes por uma porta NOT, já que a entrada de RESET do contador é ativada por sinal baixo.

Memória Programável – A memória de 8 bits e 4 entradas de seleção foi utilizada de forma a armazenar em suas posições os “blocos” de bits que correspondem a cada segmento do display, e se devem estar acesos ou não para determinada letra, utilizando valores de 0 para apagado e 1 para aceso para cada bit, sendo que o último bit não foi utilizado já o display possui 7 segmentos e, portanto, 7 bits. As saídas da memória foram conectadas aos resistores correspondentes aos segmentos do display.

Resultados

Após o circuito ser ligado, foi constatado que as letras não apareciam da forma esperada, já que os segmentos do display acendiam de forma diferente do esperado, sem exibir nenhuma letra ou caractere conhecido. Então foi verificado se havia algum problema com o display, mas nenhum problema foi encontrado. Iniciou-se então alguns testes na memória, e foi percebido que as saídas não correspondiam ao que havia sido programado. Então a memória foi conectada novamente ao computador e constatou-se que a programação havia sido feita de forma incorreta. Assim, foi feita a programação inserindo em cada posição os valores para os 7 bits de saídas correspondentes a cada um dos segmentos do display a serem acesos (ou não) para determinada letra. Os valores foram gravados, e a memória conectada novamente no protoboard e o circuito apresentou o funcionamento esperado.

Figura 2 – Circuito funcional montado em um protoboard.

Ao final de toda a implementação do circuito, verificação e correção dos erros encontrados no circuito e os testes para certificar o funcionamento adequado, o projeto se mostrou funcional exibindo de forma sequencial as letras do sobrenome de um dos membros do grupo e reiniciando a exibição após a última letra ser exibida, devido ao uso do contador.

Discussão

Após a implementação do circuito, foi percebido que a saída da memória não correspondia às variáveis de entrada e aos dados programados. Na análise inicial, foi considerado algum problema na ligação dos fios que havia sido realizada, e então vários testes realizados. Após os testes, sem obter conclusões satisfatórias, foi realizada a releitura do datasheet do componente e então a conferencia dos dados programados, na qual foi encontrado o problema que gerava o funcionamento incorreto do circuito: a programação dos valores na memória. A programação havia sido feita considerando que cada bloco de 8 bits correspondia a um segmento do display, e não considerando que o bloco corresponde, na verdade, a cada letra que seria exibida. Então, os dados foram corrigidos e o projeto apresentou o funcionamento esperado.

Agradecimentos

Agradeço aos autores dos livros, aos professores que realizaram as explicações técnicas, amigos pelos conselhos para a solução de problemas, cujas contribuições foram muito importantes para a execução do projeto e do relatório.

Referencias

[1] TOCCI, R. J.; Widmer, N. S. Sistemas Digitais - princípios e aplicações. 8 a edição. Rio de Janeiro: LTC - Livros técnicos e científicos, 2003. [2] IDOETA, I. V.; CAPUANO, F. G. Elementos de eletrônica digital. 34a edição. São Paulo: Ed Érica, 2002.

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