Tabla de contenido
- introducción
- Principio del circuito decodificador de pantalla.
- Teoría detrás del circuito:
- Diseño de circuito decodificador de pantalla de 7 segmentos
- Funcionamiento del circuito decodificador de pantalla.
- Ejemplo de aplicación de circuito decodificador de pantalla.
- Limitaciones de los circuitos decodificadores de pantalla.
- Artículo relacionado:
introducción
La mayoría de las veces, las pantallas de 7 segmentos se utilizan para mostrar números en relojes digitales, calculadoras, relojes, contadores, contadores digitales, etc. Generalmente, los segmentos LCD y LED proporcionan salida de visualización numérica o de caracteres.
Sin embargo, para mostrar letras y números (y para lectura de decimales), se utilizan con mayor frecuencia pantallas de siete segmentos. En la mayoría de los casos, estas pantallas son controladas por la etapa de salida de un IC digital, como un pestillo o un contador de décadas (que requiere una representación visual de la etapa de salida).
Sin embargo, estas salidas están en formato decimal codificado binario (BCD) de 4 bits; Pantalla de 7 segmentos.
Los decodificadores de pantalla se utilizan para convertir códigos BCD o binarios en códigos de 7 segmentos. Normalmente hay 4 líneas de entrada y 7 líneas de salida. Aquí diseñaremos un circuito decodificador de pantalla simple utilizando puertas lógicas.
Aunque se encuentran disponibles decodificadores comerciales de BCD a 7 segmentos, diseñar decodificadores de pantalla utilizando puertas lógicas puede resultar beneficioso no sólo desde un punto de vista intelectual sino también económico.
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Principio del circuito decodificador de pantalla.
La idea básica implica el uso de un circuito lógico combinacional para controlar una pantalla LED de siete segmentos de cátodo común. El circuito lógico está diseñado con cuatro entradas y siete salidas, cada una de las cuales representa una entrada al IC de visualización. Se utiliza un mapa de Karnaugh para diseñar el circuito lógico para cada entrada a la pantalla.
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Teoría detrás del circuito:
El elemento más importante de este circuito es el decodificador. Un decodificador es un circuito combinacional que se utiliza para convertir un número binario o BCD (decimal codificado en binario) a su equivalente decimal. Puede utilizar un decodificador simple de binario a decimal o un decodificador de BCD a 7 segmentos.
Otro apartado relevante son los circuitos lógicos combinacionales. Un circuito lógico combinacional es un sistema de puertas lógicas que consta únicamente de salidas y entradas. La salida de un circuito lógico combinacional depende únicamente del estado actual de las entradas y nada más. Los mejores ejemplos de tales circuitos son codificadores y decodificadores, multiplexores y demultiplexores, sumadores, restadores, etc.
Comprender el diseño y funcionamiento de estos circuitos lógicos requiere un buen conocimiento del álgebra booleana y de las puertas lógicas. Por ejemplo, algunas reglas básicas del álgebra booleana a seguir incluyen la ley de complementariedad, la ley asociativa y la ley de Morgan.
Una pantalla LED de 7 segmentos consta de ocho LED dispuestos de modo que todos tengan un ánodo o un cátodo común. Una pantalla de cátodo común de 7 segmentos consta de 8 pines. Siete pines de entrada están etiquetados de “a” a “g” y ocho pines de entrada están etiquetados de “a” a “g”.th Utilice el pin como pin de tierra común.
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Diseño de circuito decodificador de pantalla de 7 segmentos
paso 1: El primer paso en el diseño implica el análisis de una pantalla de 7 segmentos de cátodo común. Una pantalla de 7 segmentos consta de una disposición de LED en forma de “H”. Se construye una tabla de verdad para cada combinación de entrada decimal. Por ejemplo, el decimal 1 ordena la combinación b y c (consulte el diagrama a continuación).
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Paso 2: El segundo paso es construir una tabla de verdad que enumere las siete señales de entrada de la pantalla, sus dígitos decimales y sus correspondientes dígitos binarios de cuatro dígitos.
La tabla de verdad para el diseño de decodificadores varía según el tipo de pantalla de 7 segmentos. Como se mencionó anteriormente, para pantallas de 7 segmentos de cátodo común, la salida del decodificador o controlador de segmento debe estar activa en nivel alto para que los segmentos emitan luz.
La siguiente figura muestra la tabla de verdad para un decodificador BCD a 7 segmentos con una pantalla de cátodo común. La tabla de verdad tiene siete columnas de salida diferentes, una para cada uno de los siete segmentos.
Supongamos que las columnas del segmento a muestran diferentes combinaciones de iluminación. Por tanto, “a” es válida para los números 0, 2, 3, 5, 6, 7, 8 y 9.
De la tabla de verdad anterior, la expresión booleana para cada función de salida se puede escribir como:
a = F1 (A, B, C, D) = ∑m (0, 2, 3, 5, 7, 8, 9)
b = F2 (A, B, C, D) = Σm (0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9)
c = F3 (A, B, C, D) = Σm (0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
d = F4 (A, B, C, D) = ∑m (0, 2, 3, 5, 6, 8)
e = F5 (A, B, C, D) = ∑m (0, 2, 6, 8)
f = F6 (A, B, C, D) = ∑m (0, 4, 5, 6, 8, 9)
gramo = F7 (A, B, C, D) = ∑m (2, 3, 4, 5, 6, 8, 9)
Paso 3: El tercer paso es construir un mapa de Karnaugh para cada término de salida y simplificarlo para obtener una combinación lógica de entradas para cada salida.
Simplificación del mapa K
La siguiente figura muestra un mapa k simplificado para un decodificador de 7 segmentos de cátodo común para diseñar circuitos combinacionales.
De la simplificación anterior, el valor de salida se obtiene de la siguiente manera:
Etapa 4: El último paso es dibujar el circuito lógico combinacional para cada señal de salida. Una vez que complete esta tarea, podrá dibujar un circuito lógico combinacional usando cuatro entradas (A, B, C, D) y una pantalla de siete segmentos (a, b, c, d, e, f, g) como salidas. . poder.
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Funcionamiento del circuito decodificador de pantalla.
El funcionamiento del circuito se puede entender a partir de la propia tabla de verdad. Cuando todas las entradas están conectadas a la lógica baja, la salida del circuito lógico combinacional activa todos los LED de salida, excepto ‘g’, hacia la conducción. Por lo tanto, se muestra el número 0. Todas las demás combinaciones de interruptores de entrada hacen lo mismo.
Nota: Lea también el interesante post “Circuito LED parpadeante”.
En la práctica, los decodificadores BCD a 7 segmentos están disponibles en forma de circuitos integrados como el 74LS47. Además de los habituales 4 pines de entrada y 7 pines de salida, hay un pin de prueba de rampa que se utiliza para la prueba de segmentos, un pin de entrada de supresión ondulada que se utiliza para suprimir el cero en múltiples sistemas de visualización y un pin de entrada de supresión ondulada que se utiliza para fines de conexión en cascada. de un pin de salida de supresión ondulada y un pin de entrada de supresión. .
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Ejemplo de aplicación de circuito decodificador de pantalla.
- Este circuito se puede modificar usando un temporizador y un contador para mostrar el número de pulsos del reloj.
- Este circuito se puede modificar para desarrollar un sistema de visualización alfabético en lugar de un sistema de visualización decimal.
- Se puede utilizar como circuito temporizador.
[Also Read: How To Make an Adjustable Timer ]
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Limitaciones de los circuitos decodificadores de pantalla.
- Este circuito contiene muchas puertas lógicas y es muy complejo.
- Es posible que el uso de este circuito para mostrar el número de pulsos no proporcione resultados precisos debido a los retrasos en el tiempo causados por cada puerta lógica.
- Este es un circuito teórico y puede requerir alguna modificación.
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