ELECTRÓNICA DIGITAL (P2000) DISEÑO FINAL CRONÓMETRO Curso 2010/2011
Cronómetro Pág: 2 de 5 INDICE 1 Descripción...3 2 Objetivos...3 3 Otras consideraciones...4 4 Material entregado...4 5 Mejoras...4
Cronómetro Pág: 3 de 5 1 DESCRIPCIÓN Se desea diseñar un cronómetro con indicador de lapso de tiempo similar a los habitualmente encontrados en relojes digitales de pulsera. El funcionamiento de este cronómetro se define en los siguientes puntos: Empleará el display de 7 segmentos para indicar minutos, segundos y décimas de segundo. Podrá cronometrar tiempos de hasta 9 minutos y 59.9 segundos (el display indicará 9.59.9). Los puntos separadores entre minutos y segundos y entre segundos y décimas parpadearán cuando el cronometro esté corriendo, en caso contrario permanecerán constantemente encendidos. El pulsador S1 se empleará como control de marcha/paro. El pulsador S2 se empleará para la visualización de lapsos. El pulsador S3 se empleará como control de puesta a cero. El pulsador S4 se empleará como reset asíncrono del sistema. El control de lapsos funciona de la siguiente manera: Al pulsar S2 con el cronómetro corriendo la lectura del display se congela, aunque el cronometro sigue corriendo. Al pulsar de nuevo S2 el display se descongela y muestra el tiempo del cronómetro. Cuando el display permanece congelado se ilumina el LED marcado como D1. El display podrá descongelarse estando el cronómetro parado y el cronómetro podrá pararse estando el display congelado. Todo esto permite cronometrar dos procesos de distinta duración pero que comienzan en el mismo instante (se arranca el cronómetro, se congela al terminar el primer proceso mostrando su duración, se para el cronómetro al terminar el segundo proceso, se descongela mostrando su duración). El cronómetro sólo podrá ponerse a cero estando parado y con el display descongelado. El display no podrá congelarse estando el cronómetro parado. 2 OBJETIVOS Debe diseñar el circuito completo. Para ello: Realice un diagrama de bloques de su estructura. Diseñe y simule de forma convincente los bloques por separado. Integre los bloques y simule el conjunto. Vuelque el diseño sobre la tarjeta PRINCE y verifique su funcionamiento.
Cronómetro Pág: 4 de 5 3 OTRAS CONSIDERACIONES El diseño debe realizarse siguiendo estrictamente las normas de diseño síncrono. Tenga en cuenta que los pulsadores de la placa PRINCE, debido a rebotes, pueden generar varios pulsos seguidos cada vez que se actúa sobre ellos. Debe considerar que en este diseño se miden tiempos mucho mayores que el periodo de reloj. Por ello no será viable realizar simulaciones directas del circuito completo, puesto que se requeriría un número muy elevado de ciclos de reloj y unos tiempos de simulación y memoria en el ordenador excesivos. Será por ello necesario realizar simulaciones escaladas, en las que se modificarán los contadores necesarios del circuito (disminuyendo su módulo) con el fin de poder determinar, en unos pocos ciclos de reloj, si el diseño realizado es correcto. Para la calificación, se tendrá en cuenta no sólo la mayor o menor consecución de los objetivos expuestos en el punto anterior, sino también la calidad de las soluciones propuestas. En este sentido, puede ser posible que un diseño que funcione obtenga una calificación menor que otro que no lo hace completamente pero que contiene partes de calidad constatable. Se evaluarán positivamente los esfuerzos realizados encaminados a minimizar los recursos necesarios del FPGA así como a maximizar la frecuencia máxima de funcionamiento del circuito. Los alumnos que realicen este diseño deben hacerlo sin relación los unos con los otros. Cualquier intercambio de información o esquemas conllevará el inmediato e inapelable suspenso en la asignatura de todos los implicados, aunque el citado intercambio de información o material haya sido debido a descuidos. La similitud excesiva de esquemas generados por alumnos diferentes será interpretada como prueba de intercambio indeseado de información. 4 MATERIAL ENTREGADO Los alumnos disponen para la realización de este diseño del siguiente material: Este documento (cronometro.pdf) El diseño completo sintetizado y compilado para la configuración directa de la placa PRINCE (ficheros.pof y.sof). El manual de usuario de la tarjeta PRINCE 5 MEJORAS Si lo desea puede optar por la realización de una o varias de las siguientes mejoras: Modo de puesta a cero/arranque rápido. Al pulsar la tecla F del teclado hexadecimal durante 1 segundo el cronómetro pasa a marcar 0.01.0 y continúa corriendo. El cronómetro memoriza el valor máximo y mínimo de todas las medidas que se realizan. Pulsando la tecla D del teclado hexadecimal (estando el cronómetro parado y puesto a 0) se muestra este valor máximo o mínimo. Con
Cronómetro Pág: 5 de 5 un microswitch se selecciona si se desea ver el valor máximo o el mínimo. Pulsando la tecla E del teclado hexadecimal se ponen a 0 estos valores máximo y mínimo. El cronómetro aprecia hasta centésimas de segundo. Pulsando la tecla C del teclado hexadecimal el display muestra segundos, décimas y centésimas. Al soltarla vuelve al modo normal. Cualquier otra que considere de interés.