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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Laboratório de Sistemas Digitais 
Guia de Aula 
Elaborado por: Prof. Dilmar Malheiros Meira 
 
Laboratório de Sistemas Digitais Janeiro 2014 1 
Aula 3 
 
Experimento de laboratório – Parte 1: 
 
Um edifício possui um andar térreo e mais dois andares superiores. 
O sistema de controle do elevador do edifício é composto de diversos módulos. Você foi 
encarregado de implementar um desses módulos, o qual possui três entradas e três saídas, 
todas digitais. 
Quando o elevador é chamado em um andar, fecha-se um contato elétrico (A2 para o segundo 
andar, A1 para o primeiro andar e AT para o andar térreo, respectivamente). O contato 
permanecerá fechado, gerando um sinal em nível lógico “1”, até que o andar correspondente 
seja atendido. As entradas do seu circuito são os sinais gerados por A2, A1 e AT. 
As saídas do seu circuito são S2, S1 e ST. 
Quando S2 assume o nível lógico “1”, o elevador é comandado para ir ao 2º andar. 
Quando S1 assume o nível lógico “1”, o elevador é comandado para ir ao 1º andar. 
Quando ST assume o nível lógico “1”, o elevador é comandado para ir ao andar térreo. 
 
Seu circuito nunca deverá comandar o elevador para ir a dois andares ao mesmo tempo. 
Se o elevador for chamado no 2o andar, independentemente de estar ou não sendo chamado 
nos outros andares, ele será mandado ao 2o andar. 
O primeiro andar deverá ter prioridade sobre o térreo. 
Se nenhum andar chamar o elevador, ele deverá permanecer parado, ou seja, não será 
enviado a qualquer lugar. 
 
Pede-se: 
 A partir das informações disponíveis, construa a tabela-verdade de cada saída do sistema. 
 
 Encontre as equações algébricas mais simples de S2, S1, ST . 
 
 
 Desenhe o diagrama dos circuitos 
correspondentes ao item . 
 
 Construa o circuito, utilizando circuitos 
integrados TTL e o módulo digital Zilocchi 
MPL-D10EX. 
 
 
 
Entradas Saídas 
A2 A1 AT S2 S1 ST 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Experimento de laboratório – Parte 2: 
 
Nesta aula os alunos farão seu primeiro contato com o ambiente de desenvolvimento Quartus 
II Web Edition versão 9.1sp2, o qual será utilizado no projeto do sistema de controle de 
elevador . 
O Quartus II facilita o desenvolvimento de sistemas digitais, dos mais simples aos mais 
complexos, nas suas diversas fases (projeto, síntese, análise, simulação, etc.). O sistema é 
gratuito, foi desenvolvido pela empresa ALTERA e está disponível para download no endereço: 
https://www.altera.com/download/software/quartus-ii-we/9.1 
O site da ALTERA contém farta literatura sobre o Quartus II, além de diversos cursos gratuitos 
sobre esse software. O manual de referência do Quartus II pode ser encontrado em 
http://www.altera.com/literature/hb/qts/quartusii_handbook_9.1.2.pdf. 
Pede-se: 
 Utilizando o software Quartus II, crie um projeto e, dentro desse projeto, construa um 
diagrama esquemático do circuito referente à primeira parte do experimento. 
 
 
Exercício Individual Para Casa 
 
Uma máquina perfuradora opera automaticamente quando uma chave limite L e uma fotocélula 
P indicam que a peça a ser trabalhada está na posição correta. Como alternativa, a máquina 
poderá trabalhar manualmente apertando-se um botão de partida A. Ela deve parar SEMPRE 
que o botão de parada B for pressionado. Os botões de parada e partida são intertravados 
mecanicamente, de modo que não podem ser pressionados simultaneamente. 
 
Pede-se: 
a) Encontre, pela tabela verdade, a equação mais simples possível referente ao comando da 
máquina. 
b) Desenhe o circuito correspondente à equação do item a. 
 
c) Simule o funcionamento do circuito utilizando o software Quartus II. 
 
 
 
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Apêndice: Introdução ao Quartus II Web Edition versão 9.1sp2 
 
 
Para criar um novo projeto (“Project”) 
 
File 
New Project Wizard 
 
Directory, Name, Top-Level Entity 
 
Criar Diretório: Na área de trabalho, crie um diretório para o seu projeto, segundo o seguinte 
exemplo: seg0850-Gx-elevador. Nesse exemplo, “x” é o número de seu grupo (1, 2, 3 ou 4) e 
seg0850 indica o dia e o horário da aula da disciplina (segunda-feira, 08h50min). 
Dar nome ao projeto: controlador 
Dar nome à entidade de mais alto nível: controlador. 
 
Add files  Next 
 
Family & Device Settings 
 
Family: Cyclone II 
Device: EP2C35F672C6 
 
EDA Tool Settings  Next 
 
Summary  Finish. 
 
 
Para criar arquivo de entrada do projeto (“design”) 
 
A entrada do projeto (“design”) pode ser via esquemático, como neste exemplo, ou de outras 
formas possíveis, como será visto em outras aulas. O arquivo deve ter o mesmo nome do projeto. 
No caso de um projeto em hierarquia, o projeto deverá ter o mesmo nome do arquivo no topo da 
hierarquia. 
 
File  New  Design Files  
Block Diagram / Schematic File 
 
Será criado um arquivo com extensão bdf (block diagram file). 
 
Para entrar com um pino de entrada ou de saída, ou um componente, clicar duas vezes com o 
botão esquerdo do mouse ou escolher o símbolo de uma porta AND na barra de ferramentas da 
janela de edição de esquemático. Uma janela se abrirá, com várias opções possíveis para 
inserção dos pinos ou componentes. 
 
 
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Para encontrar um inversor, por exemplo, seguir a seguinte sequência: 
 
Primitives  logic  not. 
 
Para encontrar um pino de entrada: 
 
Primitives  pin  input. 
 
Após introduzir os componentes e pinos, eles devem ser interligados utilizando a ferramenta 
adequada. 
 
Salve o arquivo com o nome da entidade de maior nível do projeto (no presente caso, 
“controlador.bdf”). 
 
Para compilar um projeto 
 
Antes de efetuar a compilação, certifique-se de que o “design” corresponde à entidade de mais 
alto nível do projeto seu “Project”. 
 
Também é necessário, antes de efetuar a compilação, definir a família e o nome do dispositivo 
PLD a ser utilizado. No caso deste laboratório, utilizaremos o dispositivo EP2C35F672C6, da 
família Cyclone II. 
 
Processing  Start Compilation 
 
Concluída a compilação, deve-se verificar a existência de erros, os quais devem ser corrigidos. 
Também devem ser observadas as mensagens de aviso (“warning”), pois alguns desses avisos 
podem ser de grande importância para o projeto. 
 
Por exemplo, o seguinte aviso é de extrema importância: 
 
Warning: The Reserve All Unused Pins setting has not been specified, and will default to 
'As output driving ground'. Quando esse aviso ocorrer, a configuração a seguir SEMPRE 
deverá ser feita: 
 
Assignments  Device 
Device and Pin Options  Unused Pins 
Reserve all unused pins: 
As input tri-stated. 
OK 
 
 
 
Para visualizar um diagrama do circuito gerado pelo Quartus II 
 
 
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Tools  Netlist viewers  RTL viewer 
 
 
Para simular o funcionamento do circuito compilado, visualizando as formas 
de onda dos sinais de entrada e de saída 
 
Após a compilação do projeto, pode-se fazer uma simulação do funcionamento do circuito 
gerado pelo compilador. Para isso deve-se submeter ao simulador do Quartus II um conjunto de 
formas de onda dos sinais de entrada, a partir dos quais o simulador irá desenhar as formas de 
onda dos sinais de saída. 
 
O arquivo com as formas de onda de entrada deverá ser salvo com um nome adequado e com a 
extensão “vwf” (“vector waveform file”). 
 
A análise das formas de onda geradas pelo simulador nos permitirá inferir se o circuito gerado 
pelo compilador está funcionando conforme desejado. 
 
Criar arquivo de forma de onda com extensão vwf (vector waveform file), com um nome 
adequado (p.ex., teste1.vwf). 
 
File  New 
Verification/Debugging Files 
Vector waveform File 
OK 
 
Nesse arquivo, deveremos inserir os nós (entradas e saídas) e introduzir os vetores de teste 
(atribuir valores aos sinais de entrada) para que o projeto seja testado com relação à sua 
funcionalidade. Para inserir os pinos de entrada e saída, deve-se clicar com botão direito do 
mouse na região mais à esquerda da janela. 
 
Insert  Insert Node or bus 
Node finder 
Filter: Pins – all 
List  OK  OK 
 
Agora deve-se estabelecer a duração da simulação: 
 
Edit 
End Time ... 
(entre com o valor adequado) 
 
Depois, é necessário fazer as atribuições de valores dos sinais de entrada (vetor de teste). Para 
atribuir valores a cada uma das entradas, ela deve estar selecionada. 
 
Para visualizar todo o diagrama em uma única janela: 
 
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View 
Fit in window 
 
Salvar o arquivo de forma de onda. Sempre que as formas de onda de entrada (vetor de teste) 
forem alteradas, o arquivo vwf deve ser salvo novamente. 
 
Quando vários casos de teste (arquivos de entrada do tipo .vwf) forem criados dentro de um 
mesmo projeto (“Project”), antes de iniciar a simulação será necessário informar ao simulador o 
nome do arquivo de entrada a ser utilizado na simulação: 
 
Assignments  Settings 
Simulator Settings 
Simulation input: 
(escolha o arquivo desejado) 
OK 
 
Acione o simulador: 
 
Processing  Start simulation 
 
Observe as formas de onda e verifique se o sistema projetado se comporta conforme se desejava. 
 
Antes de começar a simular outro circuito (abrindo ou criando um novo projeto), é necessário 
fechar o projeto atual: 
 
File 
Close Project 
 
Toda vez que se desejar simular o funcionamento de um circuito já existente, antes de se abrir 
qualquer arquivo é necessário que o respectivo projeto seja aberto.