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1 Display a 7 segmenti Il display a 7 segmenti è un dispositivo composto da 7 diodi luminosi LED (Light-Emitting Diode) sagomati a forma di rettangolo.

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1 1 Display a 7 segmenti Il display a 7 segmenti è un dispositivo composto da 7 diodi luminosi LED (Light-Emitting Diode) sagomati a forma di rettangolo o meglio a forma di segmento appunto. Dunque mediante una opportuna combinazione di LED accesi e LED spenti è possibile visualizzare su un singolo display un singolo carattere. Per convenzione i segmenti del display vengono identificati con le lettere da A a G. Questo è la rappresentazione circuitale del display: ognuno dei 7 led ha due connessioni una è a potenziale costante nullo (è collegato a massa) e laltra è collegata al segnale che comanda laccensione. Quindi nello schema a destra, CC è collegato a massa e i segnali da A a G sono i segnali di controllo. Quando un segnale di controllo vale 1 il corrispondente LED (quindi il segmento) si accende.

2 2 Display a 7 segmenti Supponiamo ora di voler visualizzare, su un display a 7 segmenti, una cifra BCD, definita dai 4 segnali X[3..0] Il problema da risolvere è dunque transcodificare, cioè tradurre il codice BCD nel codice a 7 segmenti. Gli ingressi del transcodificatore sono i 4 segnali X[3..0] Le uscite del transcodificatore sono i 7 segmenti a,b,c,d,e,f,g Si considerano lecite solo le 10 configurazioni di ingresso associate alle cifre BCD. ? BCD X[3..0] 7 segmenti abcdefg

3 3 Transcodificatore BCD 7 segmenti Il primo passo per creare la logica di transcodifica è avere una tabella che descrive il funzionamento del transcodificatore. DecX3X2X1X0abcdefg 000001111110 100010110000 200101101101 300111111001 401000110011 501011011011 601101011111 701111110000 810001111111 910011111011

4 4 Transcodificatore BCD 7 segmenti Prendiamo in considerazione il segnale abcdefg cioè il segnale con codifica 7 segmenti: proviamo a scomporre il problema in 7 sotto-problemi, quindi dobbiamo creare 7 reti per gestire altrettanti segmenti! A questo punto lingresso è sempre X, però luscita è ad un solo bit, quindi il problema è più semplice… Se prendiamo come esempio il segmento a, questa è la rete che dobbiamo progettare BCD -> 1 segmento BCD X[3..0] a Abbiamo tanti ingressi e una sola uscita… un MUX può esserci utile… Possiamo cioè provare a fare la sintesi con un mux a 16 vie. In realtà, visto che ci sono solo dieci configurazioni di ingresso possibili, solo 10 ingressi dovranno essere fissati a un valore ben preciso. Non ha importanza a quale valore logico verranno fissati gli altri 6 ingressi inutili, ma un valore dovrà essere scelto perché nessun ingresso di una RL può essere lasciato non connesso.

5 5 Astrazione Arrivati a questo punto è necessario richiamare il concetto di astrazione e applicarlo al nostro progetto! Transcodificatore MUX e DEC Gate elementari Top-Down In fase di progetto Bottom-Up Per la realizzazione in Quartus II Transistor Livelli di Astrazione In Quartus II è possibile applicare il concetto di astrazione al progetto grazie alla creazione dei componenti di libreria (file.bsf)

6 6 Transcodificatore BCD 7 segmenti a Luscita del MUX è a. a varia al variare di X, cioè è X che controlla la rete logica. Quindi possiamo collegare X allingresso di selezione del MUX e poi colleghiamo gli ingressi del MUX a dei valori costanti 0 e 1 a seconda dei valori della tabella che descrive il transcodificatore. X è a 4 bit allora gli ingressi del MUX saranno 2^4 cioè 16, quindi ci serve un MUX a 16 vie. X3 X2 X1 X0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 DecX3X2X1X0a 000001 100010 200101 300111 401000 501011 601101 701111 810001 910011 10110111111011011111 Non possono Essere lasciati non connessi

7 7 Creazione dello schema logico A questo punto bisogna effettuare le connessioni con Orthogonal Node Tool prestando molta attenzione ai collegamenti con gli ingressi/uscite dei componenti. Nellesempio possiamo vedere che il collegamento a destra è stato effettuato correttamente mentre il collegamento a sinistra è errato. Infatti anche se graficamente il filo è a contatto con lingresso dellAND, il collegamento reale non cè!!! Il Graphic Editor evidenzia con una X le terminazioni dei fili volanti Collegamento sbagliato Collegamento corretto

8 8 Creazione dello schema logico Finito di creare il circuito logico bisogna specificare quali sono i nodi di ingresso e di uscita. Quartus è in grado di riconoscere in automatico solo alcuni nodi di input e output cioè solo quelli non connessi a niente! Nellesempio riconosce luscita dellOR come output e solo gli ingressi non connessi degli AND come input, mentre non è in grado di riconoscere i due ingressi centrali degli AND in quanto sono connessi tra loro! Per lassegnazione in automatico bisogna selezionare tutto le schema (o un gate per volta), cliccare con il tasto destro e selezionare lopzione Generate Pins for Symbol Ports

9 9 Creazione dello schema logico IN1, IN2 e OUT sono stati aggiunti con il procedimento descritto prima, mentre Input_Symbol_Tool è stato aggiunto con Symbol Tool (Primitives -> Pin) come fosse un normale componente ed è stato collegato al circuito


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