bcd 7 segmenti

BCD 7 SEGMENTI
Il display BCD 7 segmenti è un visualizzatore di numeri
che possono andare da zero a nove, ed è un dispositivo
optoelettrico, cioè fornisce luce all’applicazione di
tensione ai suoi capi.
La sua struttura è composta da 7 led che si illuminano in
base
all’indirizzamento
della
tensione
sul
led
desiderato.
I led sono posti nell’ordine di figura:
In più in alcuni modelli può essere presente un decimal
point (punto decimale, che visualizza la virgola).
Naturalmente illuminando ad esempio i segmenti A B C D E
F si otterrà uno zero, le altre possibili combinazioni
sono rappresentate nella tabella sottostante:
A
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
B
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
C
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
D
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
E
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
F
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
G
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
Numero
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Per far funzionare un display 7 segmenti è consigliabile
utilizzare valori di tensione con andamento digitale, o
ad onda quadra, che può assumere solo due valori, o zero,
o uno, o acceso, o spento.
E’ intuibile il fatto che indirizzando una tensione che è
a basso livello, cioè zero, il led corrispondente sarà
spento,
viceversa
se
la
tensione
è
uno
il
led
corrispondente sarà acceso.
Addentrandosi nella struttura di un display si vedrà una
possibile distinzione tra display a catodo comune o ad
anodo comune,nei primi i catodi dei led sono collegati
fra loro, nei secondi invece sono gli anodi ad essere
connessi insieme.
DECODER 4511
Il decoder è un circuito combinatorio che utilizza la
tecnologia
CMOS
(Complementary
Metal
Oxide
Semiconductor), ed ha la funzione di associare ad ogni
combinazione degli ingressi, una ed una sola combinazione
delle uscite.
Il decoder 4511 è un decoder detto “BCD to 7 segment
decoder”, ed ha la funzione di visualizzare delle cifre
decimali codificate in BCD, mediante display a sette
segmenti.
La
sua
piedinatura
è
rappresentata
nella
figura
sottostante:
Come si può vedere dall’immagine il circuito integrato ha
16 pins, nella tabella è spiegato il funzionamento di
ognuno di loro:
Piedino
1
2
3
Nome
InB
InC
LT (lamp test)
4
BL (blanking)
5
E (enable)
6
7
8
9
InD
InA
GND
e
10
d
11
c
12
b
13
a
14
g
15
f
16
+Vcc
Funzionamento
Ingresso B
Ingresso C
Piedino lamp test, se collegato
a massa fa accendere tutti I
segmenti del display, è un
piedino di prova.
Piedino denominato blanking, se
collegato a massa fa spegnere
tutti I segmenti del display,
anche questo è un piedino di
prova, se collegato a una onda
quadra con duty cicle variabile
varia la luminosità.
Piedino denominato enable, è
utilizzato per memorizzare
l’ultimo dato entrato, se
collegato a massa la memoria è
fantasma, o volatile.
Ingresso D
Ingresso A
E’ collegato a massa.
Piedino da collegare al segmento
e del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
d del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
c del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
b del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
a del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
g del display 7 segmenti.
Piedino da collegare al segmento
f del display 7 segmenti.
Alimentazione che va da un
minimo di 3 V a un max di 18
volts.
Questo decodificatore può essere chiamato in modo più
intuitivo convertitore BCD/decimale, in quanto se viene
collegato al display 7 segmenti correttamente, fa
funzionare il display seguendo il valore del codice BCD
immesso negli ingressi InA, InB, InC, InD; infatti questo
decoder segue il sistema di numerazione chiamato BCD, che
in modo molto semplificato si può definire come un
sistema di numerazione binaria a 4 cifre.
Ad esempio il numero 128 in sistema binario corrisponde a
10000000, mentre in BCD si scrive 0001 0010 1000.
In questo modo se viene applicato al decoder nell’ordine
0001, InA = 0, InB = 0, InC = 0, InD = 1, nel display si
visualizzerà 1, 0010, il display visualizzerà 2 etc…
Numero decimale
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Numero BCD
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
ESERCITAZIONI PRATICHE:
Ø Creazione di un decoder BCD/DEC con
porte logiche.
Ø Esercitazione
con
decoder
4511
e
display 7 segmenti.
CREAZIONE DI UN DECODER BCD/DEC CON
PORTE LOGICHE
La prova effettuata è stato un tentativo di creazione di
un decoder “BCD to 7 segment decoder” con porte logiche.
Questa prova è stata effettuata per capire la difficoltà
di progettazione di questo circuito, che utilizza la
logica di un decoder 4511.
E’ stato molto difficile cercare di realizzare tale
circuito ed alla fine si sono presentati non pochi
problemi.
Per tentare di realizzare la prova si è per lo più
ragionato sulla progettazione del circuito tramite
tabelle della verità e mappe di Karnaugh.
Una volta trovate le equazioni di uscita per ogni
segmento del display si è cercato di collegare al meglio
le porte logiche su una bread board e il display alle
uscite corrispondenti.
L’esito della prova non è stato però positivo, un po’ per
mancanza
di
componenti,
un
po’
per
errori
di
progettazione iniziali che si sono poi ripercossi
sull’esito della prova.
ESERCITAZIONE CON DECODER 4511 E DISPLAY
SETTE SEGMENTI
Questa esercitazione è stata effettuata per vedere in
pratica il funzionamento del decoder 4511 e del display 7
segmenti.
Per realizzare questa esercitazione sono stati utilizzati
i seguenti strumenti:
 Un circuito integrato 4511 (decoder);
 N°8 resistenze da 330 ;
 Un display da sette segmenti;
 Pannello didattico che comprende:
o Bread board per il montaggio dei componenti,
o Alimentatore stabilizzato,
o Switch.
E naturalmente pinze per il montaggio e fili per i
collegamenti.
Il circuito seguente è quello utilizzato nella prova.
Per vedere l’utilizzo dei piedini del decoder si può fare
riferimento alla tabella già descritta in precedenza.
Nel nostro caso il piedino “lamp test” e “blanking” sono
collegati all’alimentazione perché non utilizzati.
Il piedino “enable” è stato collegato invece a massa per
lo stesso motivo.
Le resistenze sono presenti per evitare i rischi di
deterioramento dei led del display, lo stesso discorso
vale per la resistenza sul decimal point (dp), da noi
collegato all’alimentazione per tenerlo sempre acceso, in
caso
si
volesse
tenere
sempre
spento
basterebbe
collegarlo a massa.
L’alimentazione del decoder può variare da +3 volts a +18
volts, nella prova abbiamo utilizzato una tensione di 5
volts.
Dopo aver fatto tutti i collegamenti, abbiamo alimentato
il pannello didattico tramite tensione di rete, lo
abbiamo acceso e verificato il funzionamento corretto del
circuito provando tutte le combinazioni BCD (agendo sugli
switch) che causavano l’accensione dei led corrispondenti
alle cifre decimali, per vedere le combinazioni provate
si può far riferimento alla apposita tabella già vista in
precedenza.