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Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática. Área curricular de Sistemas Digitales

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES PRACTICA 3 Cronómetro de centésimas de segundo de: 00.00 =>59.99 Cuenta máxima: (59 segundos, 99 centésimas de segundo) Diseño e Implementación de un Cronómetro Digital con de 4 Dígitos. Nombre de los Estudiantes: _____________________________________________________________ “Conocimiento con el que se va a entrar en contacto y cómo va entrar en contacto” Tomando como base la presentación “Módulos_Secuenciales_Con_Verilog”, los tutoriales y presentaciones sobre Verilog, ejemplos de clase, tareas, prácticas y documentación personal; diseña un cronómetro con un display de 4 dígitos, que cuente centésimas de segundo: de 00.00 a 59.99 centésimas de segundo: El digito_0 del display se incrementa cada 0.01 segundo. El digito_1 se incrementa cada que ocurren 0.1 segundo. El digito_2 se incrementa cada que transcurren 1 segundo. El digito_3 debe representar las decenas de segundos, por lo que debe de incrementarse cada 10 segundos. El cronómetro debe tener una señal de reset, una de reloj (pulsos de sincronía) y una señal de enable con un botón (start/stop). Si se presiona y suelta el botón de enable el cronómetro debe ponerse en operación. Si el botón de enable se vuelve a presionar y soltar el cronómetro se debe pausar y mostrar en el display el tiempo transcurrido al momento de presionar el botón start/stop. Para implementar el cronómetro, usa 3 contadores de décadas, un contador módulo 6, y el Delayer para generar la base de tiempo de una centésima de segundo, la cual te servirá como señal de enable al cronómetro. Tu modelo Verilog estructural del cronómetro de 00.00 – 59.99 incluirá 3 contadores de décadas, un contador modulo 6 (de 0 a 5) y el Delayer con los parámetros para que genere un pulso cada centésima de segundo. Ver Fig. 1 y Fig. 2.

Fig. 1 Diagrama de Bloques de Cronómetro con Display.

Cuauhtémoc Aguilera Cuauhtémoc @iteso mx

Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática. Área curricular de Sistemas Digitales

Fig. 2 Diagrama de Bloques del Cronómetro con Delayer. Otra forma de hacer el contador del cronómetro es a través de un modelo funcional que describa el algoritmo de secuencia de incremento de los contadores. Realiza esta práctica como más fácil te parezca. Secuencia de trabajo recomendada: a) Plantea tu diseño del Cronómetro con un diagrama de bloques detallado (¿Qué hay dentro del bloque Cronometro_centesimas de la Fig. 2?). Donde dibujes las cajas negras de los 4 contadores y las interconexiones entre ellos, los otros módulos y los puertos del diseño de máxima jerarquía (top-level design). b) Elabora los modelos Verilog de los submódulos (hijos) correspondientes a los bloques que identificaste en a): Generador de pulsos de la base de tiempo (0.01 segundo) basado en el Delayer que usaste en la práctica del DISPLAY MULTIPLEXADO, contador de décadas y contador módulo 6 (de 0-5). c)

Integra los sub-módulos del Cronometro_centesimas y Delayer en un modelo Verilog estructural Cronometro_Delayer, para que lo simules, todavía no integres el Display_Mux_4D para que pruebes tu diseño de forma virtual en el simulador y corrijas todos los errores antes de implementarlo con el display en la Basys. Para que no tengas que simular mucho tiempo, reduce la constante de retardo (YY) del Delayer para que puedas revisar todas las cuentas del cronómetro: cuando cambia de 00.09 a 00.10, cuando cambia de 00.99 a 01.00, cuando cambia de 09.99 a 10.00 y cuando cambia de 59.99 a 00.00.

d) Implementa el cronómetro completo con el display en la tarjeta Basys y elabora un video sobre su funcionamiento. Incluye en este reporte un link al video. Productos a entregar Reporte del desarrollo de la práctica que incluya los siguientes puntos:

a) Explicación del desarrollo del diseño del bloque Cronometro_Delayer [10] Explicación de que hace: La practica es de la elaboración de un cronometro en la basys. El cronometro tiene décimas, centésimas, segundos en unidades y segundo en decimal.

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Ejemplo de cronometro en el display donde [15.23], el numero 3 significan centecimas, el 2 son décimas, el 5 es una unidad de segundos y el 1 es un decimal de segundo. Todos los dígitos menos en el digito de los segundos de decimales llegaran al 9 y después un overflow indicara el incremento en el otro número y ese número se convierte en 0 y el digito de segundos de decimal solo llegara antes del 6 osea al 5. Explicación del Desarrollo: Yo inicie creando un diagrama de bloques del cronometro_delayer que me explique qué hacer y que conexiones tomar, luego instancie los submodulos y cree un módulo top, luego cree los dos submodulos donde aplique un if donde decía que hacer para ir contando e instancie 3 en el para los dígitos que llegan a 9 y luego instancie 1 para el digito que llega al 5, agregue el delayer y le cambie los parámetros para que sea a un segundo y para finalizar hize las conecciones

b) Diagrama de bloques completamente detallado (nombre de los módulos, nombres y tamaños de los buses y cables, nombres de las entradas y salidas) [20].

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c) Modelos Verilog de cada uno de los sub-módulos del cronómetro (sin el display) [10]

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d) Diagrama esquemático del Top-level design que genera Vivado, con interpretación de la imagen [5]

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e) Tabla del Resumen de la síntesis, donde se vean los recursos consumidos con comentarios de los valores que muestra la tabla [5]

f) Simulación del “contador del cronómetro” SIN el display. Donde se pueda ver el cambio de cada uno de los contadores con explicaciones: cuando cambia de 00.09 a 00.10, cuando cambia de 00.99 a 01.00, cuando cambia de 09.99 a 10.00 y cuando cambia de 59.99 a 00.00 [15]

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En la siguiente simulación se puede ver como los cambios en el display saldría de esta forma y haciendo este diagramita nos damos cuenta del cambio [09.98] -> [09.99]->[10.00] g) Link al Video del sistema funcionando en la tarjeta Basys y video conferencia de presentación funcionando al profesor (la presentación al profesor será de forma selectiva). https://youtu.be/8RKVWd0RYYY

h) Conclusiones y reflexiones [15] Mis conclusiones y reflexiones son que aprendí bastantes cosas, aprendí mucho sobre el uso de if y de else en estos modelos verilog, también entendí como hacer el contador del cronometro para que los numero crezcan y algo que me costo mucho es al momento de instanciar los parámetros, la verdad es que no entendía como hacerlo pero ya me queda mas claro que antes ya que mi solución es que entre más grande el numero más lento es el incremento ya que lo el segundo se divide entre 10 y así es como va creciendo . Me doy cuenta que cada día aprendo mas sobre el lenguaje, sobre verilog y sobre vivado. i) Referencias y bibliografía [5] https://app.diagrams.net/#Wb! j6OnbC06lUuwur7hW_ediEdSco6wPm1Js62kz0vHNpXgVYvyYfEgSq73mpObyZCf %2F01WQY4P3Y3KGVPUMQM5NGLRFTSHYAILYHL Modul os_Secuenci al es_Con_Ver i l og_O2020B. pdf

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