BÀI THÍ NGHIỆM 3 THIẾT kế hệ tổ hợp

TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP BÀI THÍ NGHIỆM THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP MỤC TIÊU ➢ Nắm cách sử dụng kit thí nghiệm, phần mềm lập trình ➢ Nắm cách khảo sát thiết kế hệ tổ hợp ➢ Nắm quy trình mơ tả phần cứng FPGA CHUẨN BỊ ➢ Đọc phần phụ lục Thí nghiệm Bài thí nghiệm tài liệu hướng dẫn phần Thí nghiệm kit DE2 PHẦN LÀM TRÊN DIGIB THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách sử dụng IC chức để thực thiết kế hệ tổ hợp Yêu cầu: Sinh viên thiết kế mạch trừ hai số nhị phân bit sử dụng IC 74LS283 Sau đó, tiến hành lắp mạch kiểm chứng lại thực tế hoạt động mạch Kiểm tra: ➢ Sinh viên vẽ kết thiết kế vào Hình Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP Hình 1: Mạch thực trừ số bit sử dụng IC 74LS283 ➢ Sinh viên cho biết mạch hoạt động có khơng? Mạch hoạt động ➢ Cờ nhớ ngõ Co = nào? Co = kết số dương Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách sử dụng IC chức để thực thiết kế hệ tổ hợp Yêu cầu: Sinh viên thiết kế mạch có ngõ vào S (1bit), A (4bit) B (4bit) thực chức năng: - Khi S = 0, mạch thực A + B - Khi S = 1, mạch thực A – B Với yêu cầu sử dụng IC 74LS283 Sau thiết kế, sinh viên tiến hành lắp mạch kiểm chứng lại thực tế hoạt động mạch - Giải thích + Khi S = 0, giá trị B đưa vào giữ nguyên Ci mức 0, cộng vào B0 (LSB), giá trị B nguyên ⟹ Mạch thực phép cộng hai số bit + Ứng dụng lý thuyết học, ta biết phép trừ hai số bit A – B = A + bù_1(B) + Khi S = 1, thực XOR B với S, ta lấy bù_1(B) Cộng Ci mức vào B0 (LSB), ta bù_2(B) ⟹ Mạch thực phép trừ hai số bit Kiểm tra: ➢ Sinh viên vẽ kết thiết kế vào Hình Hình 2: Mạch thực yêu cầu thí nghiệm Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách sử dụng IC chức để thực thiết kế hệ tổ hợp Yêu cầu: Sinh viên thiết kế mạch thực tính giá trị tuyệt đối số nhị phân có dấu bit, kết hiển thị lên LED đoạn Kiểm tra: ➢ Sinh viên trình bày nguyên lý mạch tính giá trị tuyệt đối thiết kế - Thực phép tính C = A – B bit MSB B = C = A + B bit MSB B = - Dùng IC 74LS283 mạch TN2 với bit MSB bit B3 với A = 0000, B số có dấu bit cần hiển thị - Ta C mã BCD 8421 trị tuyệt đối B Đưa C vào chân ABCD LED đoạn (đã nối sẵn board) ➢ Sinh viên liệt kê tên IC sử dụng thiết kế: - IC full adder bit 74LS283 • IC giải mã BCD sang LED đoạn 74LS47 Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP B3 0 0 0 0 1 1 1 1 Số có dấu bit B2 B1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 B0 1 1 1 1 C3 0 0 0 0 0 0 0 Mã BCD 8421 C2 C1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 C0 1 1 1 1 ➢ Sinh viên vẽ kết thiết kế vào Hình Hình 3: Mạch thực yêu cầu thí nghiệm2 Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP PHẦN LÀM TRÊN KIT DE2 THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách mô tả hoạt động hàm boolean dùng IC chức sử dụng FPGA kit DE2 Yêu cầu: Sinh viên thiết kế mạch thực hàm boolean ƒ(x, y, z) = ∑(0,3,4,7) sử dụng IC 74LS138 Sau đó, sinh viên tiến hành mơ tả mạch VHDL đổ chương trình xuống kit DE2 để kiểm tra hoạt động Gán chân theo quy ước sau: Chân x nối với SW0 Ngõ nối với LED0 Chân y nối với SW1 Chân z nối với SW2 Thiết kế: ➢ Sơ đồ khối sơ đồ mức cổng thiết kế SW0 X LED0 SW1 Y SW2 Z Sơ đồ khối thiết kế Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP Sơ đồ mức cổng thiết kế Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP ➢ Chương trình mô tả hoạt động thiết kế ➢ Kết mơ dạng sóng ➢ Kết RTL view Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách mô tả hoạt động hàm boolean dùng IC chức sử dụng FPGA kit DE2 Yêu cầu: Sinh viên mơ tả lại mạch thí nghiệm VHDL đổ chương trình xuống kit DE2 để kiểm tra hoạt động Gán chân theo quy ước sau: Ngõ vào A3-A0 nối với SW3 đến SW0 Ngõ vào B3-B0 nối với SW7 đến SW4 Ngõ D3-D0 nối với LED3 đến LED0 Thiết kế: ➢ Sơ đồ khối thiết kế Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP ➢ Chương trình mơ tả hoạt động thiết kế Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | 10 TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP ➢ Kết mô dạng sóng ➢ Kết RTL viewer Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | 11 ... – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP ➢ Chương trình mơ tả hoạt động thiết kế Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | 10 TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP ➢ Kết mô dạng sóng ➢ Kết... System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP THÍ NGHIỆM Mục tiêu: Nắm cách sử dụng IC chức để thực thiết kế hệ tổ hợp Yêu cầu: Sinh viên thiết kế mạch có ngõ vào S (1bit), A (4bit)... ➢ Sinh viên vẽ kết thiết kế vào Hình Hình 2: Mạch thực yêu cầu thí nghiệm Department of Electronics Digital System Design Laboratory Page | TNKTS – BÀI – THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP THÍ NGHIỆM Mục tiêu: