Universidad de los Llanos Circuitos Digitales I

Universidad de los Llanos
Circuitos Digitales I
Laboratorio 5: Decodificador de 7 segmentos
Ingeniería Electrónica
OBJETIVOS:
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Analizar las distintas posibilidades de representar información numérica utilizando las distintas codificaciones usadas en los
circuitos digitales
Comprobar en el laboratorio el funcionamiento del decodificador BCD de siete segmentos usando circuitos combinacionales.
CODIGO BCD
Al hacerse necesario el mostrar los datos en formato decimal, se necesita tantos elementos como dígitos tenga el dato, ejemplo las
calculadoras, donde la visualización de los datos se realiza mediante visualizadores display de siete segmentos. En estas
aplicaciones aquellos códigos que hacen que se representen cada uno de estos dígitos decimales, se denominan códigos BCD,
significando decimal codificado en binario (Binary Coded Decimal).
Entre estos códigos, el de más interés práctico, encontramos el BCD, que se basa en representar cada dígito decimal a su
correspondiente binario natural. Cada dígito corresponde a un grupo de 4 bits. Se requiere que los datos de entrada decimales,
sean convertidos internamente a BCD. Para obtener los datos se requiere una conversión inversa. (Pasar de BCD a decimal) Para
realizar esto se requieren unos circuitos integrados (CI) codificadores y decodificadores que junto con los display, permiten
operar en el sistema decimal, aunque el aparato lo haga internamente en binario.
El código BCD es un código ponderado; a cada bit le corresponde un valor (peso) de acuerdo con la posición que ocupa, igual que el
binario natural. Los pesos son: 8-4-2-1. La representación del 1 al 9 corresponde con el binario natural, pero a partir del número
decimal 10, se precisan dos grupos de 4 bits por dígito.
Ejemplo: el número 13.
0001 0011
1 3
DECODIFICADOR
Un decodificador es un circuito lógico combinacional, que convierte un código de entrada binario de N bits en M líneas de salida (N
puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2 N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las
combinaciones posibles de entrada. La Figura 1, muestra el diagrama general de un decodificador de N entradas y M salidas. Puesto
que cada una de las entradas puede ser 1 o 0, hay 2 N combinaciones o códigos de entrada. Para cada una de estas combinaciones
de entrada sólo una de la M salidas estará activada 1, para lógica positiva; todas las otras salidas estarán en 0. Muchos
decodificadores se diseñan para producir salidas 0 activas, lógica negativa, donde la salida seleccionada es 0 mientras que las
otras son 1.
Figura 1
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DECODIFICADORES/MANEJADORES DE BCD A SIETE SEGMENTOS
Muchas presentaciones numéricas en dispositivos de visualización utilizan una configuración de siete segmentos (Fig.2(a)) para
formar los caracteres decimales de 0 a 9 y algunas veces los caracteres hexadecimales de A a F. Cada segmento este hecho de un
material que emite luz cuando se pasa corriente a través de él. Los materiales que se utilizan más comúnmente incluyen diodos
emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) y filamentos incandescentes. La Fig. 2(b) muestra los patrones de segmento que
sirven para presentar los diversos dígitos. Por ejemplo, para el 6 los segmentos c, d, e, f y g se encienden, en tanto que los
segmentos a y b se apagan.
(a)
(b)
Figura 2
Se utiliza un decodificador/manejador de BCD a siete segmentos para tomar una entrada BCD de cuatro bits y dar salidas que
pasarán corriente a través de los segmentos indicados para presentar el dígito decimal. La lógica de este decodificador es más
complicada que las que se analizaron anteriormente, debido a que cada salida es activada para más de una combinación de
entradas. Por ejemplo, el segmento e debe ser activado para cualquiera de los dígitos 0, 2, 6 y 8, lo cual significa cuando cualquiera
de los códigos 0000, 0010, 0110 o bien 1000 ocurra.
MATERIALES
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C.I’s 74LSXX
Dipsiwtch.
Resistencias
Fuente.
Multimetro.
Display 7 segmentos
Protoboard y cable.
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PROCEDIMIENTO
1.
realizar un circuito combinacional que nos permita decodificar un display de 7 segmentos cátodo común con las siguientes
condiciones:
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5 variables de entrada A, B, C, D y E (A variable de mayor peso, E variable de menor peso)
Si A=0 visualizar en el display el numero binario dado por las variables (B, C, D, E) desde el numero 0 hasta el numero 9.
Para los números 10, 11, 12, 13, 14 y 15 como valores de entrada considerarlos como condiciones no importa.
Si A=1 visualizar en el display el numero binario dado por las variables (B, C, D, E) desde el numero 0 hasta el numero 9.
para los números 10, 11, 12, 13, 14 y 15 visualizar las correspondientes letras (A, B, C, D, E, F).
2. Demuestre con mapas de karnaugh que F(A, B, C, D)= A’B’C’ + AB’C’ + AB’C + ABC = AC + B’C’.
3. Respecto al display ¿qué entiende por ánodo común? y ¿por cátodo común?
4. ¿Qué usos le podría dar al decodificador?