情報画像学実験II

実験II-1. 論理回路

回路作成例・解説

• 第2週目 ISE Schematic Editor を用いた論理回路設計
  • 課題1
  • 課題2
• 第3週目 Verilog による組合せ回路設計
• 第4週目 Verilog による順序回路設計

第2週目-課題1

回路の設計自体は課題の図18のとおりに入力すればよい。検証用モジュールについて、作成例を図1 に示す。行 "// Initialize Inputs" より前は Wizard が作成したひな型をそのまま使用すればよく、図1中では省略している。

// Initialize Inputs
        initial begin
                A = 0;  B = 0;  C = 0;  #10    
                A = 0;  B = 0;  C = 1;  #10    
                A = 0;  B = 1;  C = 0;  #10    
                A = 0;  B = 1;  C = 1;  #10    
                A = 1;  B = 0;  C = 0;  #10    
                A = 1;  B = 0;  C = 1;  #10    
                A = 1;  B = 1;  C = 0;  #10    
                A = 1;  B = 1;  C = 1;  #10    
                $finish;
        end
endmodule

第2週目-課題2

いきないひっかけ問題であった。回路設計においては、論理値1は何を意味するか、論理値0は何を意味するか、これらの意味が直感と反対になっていることは少なくないので、十分注意すること。

発光ダイオードはアノード(陽極)とカソード(陰極)を持ち、アノードに高い電圧、カソードに低い電圧をかけたときのみ電流が流れ発光する。アノードコモン7セグメントレジスタは図2に示すようにアノードが共通となっている。使用時には共通アノードに常時高い電圧をかける。カソードは各ダイオード毎別々になっており、カソード側(カソードに接続する抵抗)にかける電圧によって、ダイオードが発光するかどうか決まる。カソード側に共通アノードと同じく高い電圧をかけたとき、電圧が等しいため、電流は流れない、つまり発光しない。カソード側に低い電圧をかけたとき、電流が流れ、ダイオードが発光する。以上より、7セグメントデコーダは発光させたいダイオードに対応する出力の電圧を低くする(つまり、論理値0にする)必要がある。

図2. 発光ダイオードと電圧

表1に7セグメントデコーダの真理値表を示す。また、真理値表に基づいて作成したカルノー図を図3に示す。

表1. 7セグメントデコーダの真理値表

図3. 7セグメントデコーダのカルノー図

カルノー図に基づいて作成した7セグメントデコーダを図4に示す。

図4. 7セグメントデコーダの回路図

難波 一輝 (助教・伊藤・北神・難波研究室)
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