Pantalla de 7 segmentos

PIEZAS Y MATERIALES

• Pestillo / decodificador / controlador 4511 BCD-to-7seg (catálogo de Radio Shack n. ° 900-4437)
• Pantalla LED de cátodo común de 7 segmentos (catálogo de Radio Shack n. ° 276-075)
• Interruptor DIP de ocho posiciones (catálogo de Radio Shack n. ° 275-1301)
• Cuatro resistencias de 10 kΩ
• Siete resistencias de 470 Ω
• Una batería de 6 voltios

¡Precaución! El 4511 IC es CMOS y, por lo tanto, es sensible a la electricidad estática.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 4, capítulo 9:"Funciones lógicas combinacionales"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Cómo utilizar el IC del controlador de pantalla / decodificador de 7 segmentos 4511
• Familiarícese con el código BCD
• Cómo utilizar conjuntos de LED de 7 segmentos para crear pantallas de dígitos decimales
• Cómo identificar y utilizar entradas lógicas "activo-bajo" y "activo-alto"

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Este experimento es más una introducción al IC del controlador de pantalla / decodificador 4511 que una lección sobre cómo "construir" una función digital a partir de componentes de nivel inferior. Dado que las pantallas de 7 segmentos son muy componentes comunes de los dispositivos digitales, es bueno estar familiarizado con los circuitos de "conducción" detrás de ellos, y el 4511 es un buen ejemplo de un controlador IC típico.

Su principio de funcionamiento es introducir un valor BCD (decimal codificado en binario) de cuatro bits y activar las líneas de salida adecuadas para formar el dígito decimal correspondiente en la pantalla LED de 7 segmentos. Las entradas BCD se designan A, B, C y D en orden de menos significativa a más significativa.

Las salidas están etiquetadas como a, b, c, d, e, f y g, y cada letra corresponde a una designación de segmento estandarizado para pantallas de 7 segmentos. Por supuesto, dado que cada segmento de LED requiere su propia resistencia de caída, debemos usar siete resistencias de 470 Ω colocadas en serie entre los terminales de salida del 4511 y los terminales correspondientes de la unidad de visualización.

La mayoría de las pantallas de 7 segmentos también proporcionan un punto decimal (¡a veces dos!), Un LED y un terminal separados designados para su funcionamiento. Todos los LED dentro de la unidad de visualización son comunes entre sí en un lado, ya sea cátodo o ánodo. El controlador de pantalla 4511 IC requiere una unidad de pantalla de 7 segmentos de cátodo común, y eso es lo que se utiliza aquí.

Después de construir el circuito y aplicar energía, opere los cuatro interruptores en una secuencia de conteo binario (0000 a 1111), observando la pantalla de 7 segmentos. Una entrada 0000 debe dar como resultado una visualización decimal "0", una entrada 0001 debería dar como resultado una visualización decimal "1", y así sucesivamente hasta 1001 (decimal "9"). ¿Qué sucede con los números binarios del 1010 (10) al 1111 (15)? Lea la hoja de datos del 4511 IC y vea lo que especifica el fabricante para el funcionamiento por encima de un valor de entrada de 9.

En el código BCD, no hay un significado real para 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 o 1111. Estos son valores binarios más allá del rango de un solo dígito decimal, por lo que no tienen función en un sistema BCD. El 4511 IC está diseñado para reconocer esto y emitir (¡o no emitir!) En consecuencia.

Tres entradas en el chip 4511 se han conectado permanentemente a V _dd o tierra:la "Prueba de lámpara", "Entrada en blanco" y "Activar bloqueo". Para saber qué hacen estas entradas, quite los puentes cortos que los conectan a cualquiera de los rieles de la fuente de alimentación (¡uno a la vez!), Y reemplace el puente corto por uno más largo que pueda alcanzar el otro riel de suministro de energía.

Por ejemplo, quite el puente corto que conecta la entrada "Latch Enable" (pin n. ° 5) a tierra y reemplácelo con un cable puente largo que pueda llegar hasta el V _dd carril de suministro de energía. Experimente haciendo que esta entrada sea "alta" y "baja", observando los resultados en la pantalla de 7 segmentos mientras modifica el código BCD con los cuatro interruptores de entrada.

Una vez que haya aprendido cuál es la función de la entrada, conéctela al riel de la fuente de alimentación para permitir el funcionamiento normal y proceda a experimentar con la siguiente entrada (ya sea "Prueba de lámpara" o "Entrada en blanco").

Una vez más, la hoja de datos del fabricante será informativa sobre el propósito de cada una de estas tres entradas. Tenga en cuenta que las etiquetas de entrada "Prueba de lámpara" (LT) y "Entrada en blanco" (BI) están escritas con barras de complementación booleanas sobre las abreviaturas.

Los símbolos de barra designan estas entradas como activo-bajo , lo que significa que debe hacer que cada uno sea "bajo" para invocar su función particular. Hacer que una entrada activa baja sea "alta" coloca esa entrada en particular en un estado "pasivo" donde su función no será invocada. Por el contrario, la entrada "Latch Enable" (LE) no tiene una barra de complementación escrita sobre su abreviatura y, en consecuencia, se muestra conectada a tierra ("baja") en el esquema para no invocar esa función.

La entrada "Latch Enable" es un activo-alto entrada, lo que significa que debe hacerse "alta" (conectado a V _dd ) para invocar su función.