ECE2220-Lab 3 Binary Code Decimal, Hexadecimal Number Representation Solved

In this lab the seven segment display (SSD) will be used to output the results of a 4-bit binary word in hexadecimal and then binary coded decimal output. A binary-coded-decimal (BCD) or a hexadecimal to SSD converter display is simply a combinational circuit with 4 binary inputs and 7 outputs. The 4-bit input is the BCD representation of digits 0-9 and the hexadecimal representation of digits 0-F and the. The 7-bit output is the state of each of SSD segments as shown in see in the figure below. Note the representation of some digits like 1, 6, and 9 might be different from one decoder to another.  

 
 

 
 
 
Seven-segment displays (SSD) are commonly found on computers, watches, VCRs, and other electronic devices to display numbers and characters. The seven-segment displays in the lab consist of seven Light Emitting Diodes (LEDs) in the configuration of a number “8”. Different segments can be illuminated to display different numbers and letters. The segments of a seven-segment display are illustrated in the figure below. The SSDs, in general, come in packages with either a common anode or a common cathode. The SSDs on the DE10 board are common-anode. In this format the LED turns on with negative logic – i.e. low.

Instructions 

Take a 4 bit input from the switches SW[3], SW[2], SW[1], and SW[0]. Display the binary number as a BCD number on right most seven segment display HEX[0]. If the binary input number is greater than 9, the letter E should be displayed. 

Create a truth table and Karnaugh maps for the BCD-seven segment display
 

 

Decimal 
BCD – input switches 
 
 
Segment 
 
 
s3 
s2 
s1 
s0 
a 
b 
c 
d 
e 
f 
g 
0
0
0
0
0
 
 
 
 
 
 
 
1
0
0
0
1
 
 
 
 
 
 
 
2
0
0
1
0
 
 
 
 
 
 
 
3
0
0
1
1
 
 
 
 
 
 
 
4
0
1
0
0
 
 
 
 
 
 
 
5
0
1
0
1
 
 
 
 
 
 
 
6
0
1
1
0
 
 
 
 
 
 
 
7
0
1
1
1
 
 
 
 
 
 
 
8
1
0
0
0
 
 
 
 
 
 
 
9
1
0
0
1
 
 
 
 
 
 
 
10
1
0
1
0
 
 
 
 
 
 
 
11
1
0
1
1
 
 
 
 
 
 
 
12
1
1
0
0
 
 
 
 
 
 
 
13
1
1
0
1
 
 
 
 
 
 
 
14
1
1
1
0
 
 
 
 
 
 
 
15
1
1
1
1
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        a          s1 s0                                                    b          s1 s0                                           

       s3 s2       00          01          11          10           s3 s2       00           01           11         10

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
00
01
11 11

10 10

                 𝑎𝑎 = ______________________________                 𝑏𝑏 = ______________________________

        c          s1 s0                                                    d          s1 s0                                        

       s3 s2       00          01          11          10           s3 s2       00          01          11          10

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
00
01
11 11

10 10

                 𝑐𝑐 = ______________________________                  𝑑𝑑 = ______________________________  

        e          s1 s0                                                     f          s1 s0                                        

       s3 s2       00          01          11          10           s3 s2       00          01          11          10

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
01
11 11

10 10

                  𝑒𝑒 = ______________________________                 𝑓𝑓 = _______________________________

G s1 s0         s3 s2 00 01 11 10     

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
           00                                                                                                                            

           01                                                                                                                            

           11                                                                                                                            

           10                                                                                                                             

                 𝑔𝑔 = ______________________________               

 

                              

 

             

Create the Verilog code to perform this BCD function and output using simple combinational logic primitives (i.e. AND (&) , OR (|), NOT (~) etc.) Compile your code and download it to the DE-10 board.
 

Re-write this code using a “case” statement. Compile your code and download it to the DE-10 board.
 

Again using a case statement, re-write the code to display the hexadecimal representations of the input switches. Comment on the two Verilog implementations.