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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

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 X DecX3X2X1X0a 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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