Teoría del decodificador de BCD a pantalla de siete segmentos

El Pantalla de siete segmentos es la pantalla digital más utilizada en calculadoras, contadores digitales, relojes digitales, instrumentos de medición, etc. Normalmente, las pantallas, como los LED y las LCD, se utilizan para mostrar los caracteres y los números. Sin embargo, un visualizador de siete segmentos se utiliza para mostrar tanto los números como los caracteres. Estos visualizadores suelen ser accionados por las fases de salida de la tecnología digital circuitos integrados como los contadores de décadas y los latches. Sin embargo, las salidas de éstos son del tipo de 4 bits BCD (decimal codificado en binario), por lo que no es apropiado para hacer funcionar directamente la pantalla de siete segmentos. Para ello, se puede emplear un decodificador de pantalla para convertir el código BCD en código de siete segmentos. Generalmente, tiene cuatro líneas de entrada y siete de salida. En este artículo se explica cómo diseñar un circuito decodificador de BCD a pantalla de siete segmentos utilizando puertas lógicas.


Teoría del decodificador de BCD a pantalla de siete segmentos

El decodificador es un componente esencial en Decodificador de BCD a siete segmentos. Un decodificador no es más que un circuito lógico combinacional utilizado principalmente para convertir un BCD en un número decimal equivalente. Puede ser un decodificador de BCD a siete segmentos. A circuito lógico combinacional se puede construir con puertas lógicas que incluyen tanto entradas como salidas. La salida de este circuito depende principalmente del estado actual de las entradas. Los mejores ejemplos de este circuito son los multiplexores, demultiplexores, sumadores, restadores, codificadores, decodificadores, etc.

Visualización de BCD a Siete Segmentos

El diseño del circuito, así como su funcionamiento, depende principalmente de los conceptos de Álgebra de Boole así como las puertas lógicas. Un segmento de siete Circuito de pantalla LED se puede construir con ocho LEDs. Los terminales comunes pueden ser anódicos o catódicos. Un visualizador de siete segmentos de cátodo general incluye 8 clavijas, de las cuales 7 son clavijas de entrada que están marcadas de la a a la g y la 8ª es una clavija de tierra.

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Diseño de un circuito decodificador de BCD a pantalla de 7 segmentos

El diseño de Decodificador de BCD a pantalla de siete segmentos el circuito implica principalmente cuatro pasos: análisis, diseño de la tabla de verdad, Mapa K y diseñar un circuito lógico combinacional mediante puertas lógicas.

El primer paso de este diseño de circuito es un análisis del visualizador de siete segmentos de cátodo común. Este visualizador puede construirse con siete LEDs en forma de H. Se puede diseñar una tabla de verdad de este circuito mediante las combinaciones de entradas para cada dígito decimal. Por ejemplo, el número decimal «1» controlaría una mezcla de b y c.

El segundo paso es el diseño de la tabla de verdad enumerando las señales de entrada de la pantalla-7, los números binarios de cuatro dígitos equivalentes, así como el número decimal.

El diseño de la tabla de verdad del decodificador depende principalmente del tipo de pantalla. Ya hemos hablado anteriormente de que, para un visualizador de cátodo común, la salida del decodificador debe ser alta para que el segmento parpadee.

A continuación se muestra la forma tabular de un decodificador de BCD a 7 segmentos con un visualizador de cátodo común. La tabla de verdad consta de siete columnas o/p equivalentes a cada uno de los siete segmentos. Por ejemplo, la columna del segmento «a» ilustra las distintas disposiciones en las que debe iluminarse. Así, el segmento «a» es energético para los dígitos como 0, 2, 3, 5, 6, 7, 8 y 9.

Dígito

XYZWabcdefg

1

1

111111
2111

3

1111
41111

5

1111
6111

7

1111111
81

9111

Utilizando la tabla de verdad anterior, para cada función de salida se puede escribir la expresión booleana.

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a = F1 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 2, 3, 5, 7, 8, 9)

b = F2 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9)

c = F3 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

d = F4 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 2, 3, 5, 6, 8)

e = F5 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 2, 6, 8)

f = F6 (X, Y, Z, W) = ∑m (0, 4, 5, 6, 8, 9)

g = F7 (X, Y, Z, W) = ∑m (2, 3, 4, 5, 6, 8, 9)

El tercer paso de este diseño consiste principalmente en diseñar el Mapa K (mapa de Karnaugh) para cada expresión de salida, además de acortarlos para obtener la combinación lógica de las entradas para cada salida.

Simplificación del mapa de Karnaugh

La simplificación del mapa k del decodificador de 7 segmentos de cátodo común puede hacerse para planificar el circuito combinacional. A partir de la simplificación del mapa K anterior, podemos obtener las ecuaciones de salida así

a = X+Z+YW+Y’W’

b = Y’+Z’W’+ZW

c= Y+Z’+W

d = Y’W’+ZW’+YZ’W+Y’Z+X

e= Y’W’+ZW’

f= X + Z’W’+YZ’+YW’

g = X+YZ’+Y’Z+ZW’

El último paso es el diseño de un circuito lógico utilizando las ecuaciones k-map anteriores. Se puede construir un circuito combinacional utilizando 4 entradas, a saber, A, B, C, D, y salidas en pantalla como a, b, c, d, e, f, g. El funcionamiento del circuito lógico anterior puede entenderse sólo con la ayuda de la tabla de verdad. Una vez que todas las i/ps están conectadas a la lógica pequeña.

Circuito decodificador de BCD a siete segmentos
Circuito decodificador de BCD a siete segmentos

Entonces, la salida del circuito lógico combinacional conducirá todos y cada uno de los LEDs de salida, aparte de ‘g’, a la transmisión. Por tanto, se mostrará el número ‘0’. Del mismo modo, para todas las demás agrupaciones de los interruptores de entrada, tendría lugar el mismo proceso.

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Pantalla de siete segmentos BCD con el CI 7447

Básicamente, los diodos emisores de luz son de dos tipos: CC-cátodo común y CA-ánodo común. En el de cátodo común, los ocho terminales de ánodo utilizan un único terminal de cátodo, que es el conocido. Mientras que en el ánodo común, el terminal familiar de todos los terminales catódicos es de tipo anódico.

Pantalla de siete segmentos BCD con el IC7447
Pantalla de siete segmentos BCD con el IC7447

Un decodificador es un tipo de circuito lógico combinacional que conecta los datos binarios de n líneas de entrada hacia 2n líneas de salida. El IC7447 IC es un decodificador de BCD a siete segmentos. Este IC7447 obtiene la decimal codificado en binario como la entrada, así como da las salidas como el código de siete segmentos relacionado.

Así pues, esto es todo sobre la visualización del decodificador de BCD a 7 segmentos. De la información anterior, finalmente, podemos concluir que este circuito puede ser cambiable con temporizadores así como con contadores para la visualización de los pulsos CLK, y también se utiliza como un circuito temporizador. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es el mapa de Karnaugh?

Javired
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