Bài tập mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn

Bộ giải mã led 7 đoạn là một mạch tổ hợp giải mã giá trị đầu vào n-bit thành một số dòng đầu ra để điều khiển hiển thị. Tải Full Sách ĐIện Tử

Tham khảo các phần trước đó :

• Mạch giải mã decode
• Mạch mã hóa ưu tiên
• Mạch tách kênh Demux

IC Bộ giải mã led 7 đoạn, là một thiết bị chuyển đổi một định dạng kỹ thuật số và một trong những thiết bị thông dụng nhất để làm điều này được gọi là BCD (Binary Coded Decimal) sang 7-Segment Display Decoder.

7-segment LED (Light Emitting Diode) hoặc LCD(Liquid Crystal Display), cung cấp một cách rất thuận tiện để hiển thị thông tin hoặc dữ liệu kỹ thuật số dưới dạng số, chữ cái hoặc thậm chí là ký tự số alpha.

Thông thường, led 7 đoạn bao gồm bảy đèn LED màu riêng lẻ (được gọi là các đoạn), trong một màn hình . Để tạo ra các số hoặc ký tự HEX cần thiết tương ứng từ 0đến9vàAđếnF , trên màn hình cần có sự kết hợp chính xác của các đoạn LED và IC 7447 giải mã BCD sang mã 7 đoạn.

Bộ giải mã led 7 đoạn tiêu chuẩn thường có tám chân kết nối đầu vào, một chân cho mỗi đoạn LED và một chân kết nối chung cho tất cả các đoạn LED hiển thị bên trong. Một số loại cũng có một chân đầu vào bổ sung để hiển thị dấu thập phân ở góc dưới bên phải hoặc bên trái của LED.

Trong điện tử có hai loại kỹ thuật số LED 7 đoạn quan trọng.

• 1.Loại cathode chung (CCD)  Trong Loại cathode chung, tất cả các chân cathode của đèn LED được nối với nhau ở mức logic 0 hoặc nối đất. Các đoạn LED riêng lẻ sáng được bằng cách áp dụng tín hiệu CAO hoặc logic 1 cho các chân Anode của mỗi đèn led.
• 2.Loại anode chung (CAD)  Trong loại anode chung, tất cả các chân cực dương của đèn LED được kết nối với nhau và ở mức logic 1 và các đoạn LED riêng lẻ sáng được bằng cách kết nối các chân Cathode riêng lẻ với tín hiệu LOW, hoặc mức logic 0.

Dạng cathode chung và anode chung của Bộ giải mã led 7 đoạn

Kết nối chân cathode và anode của các điốt và cấp điện cho chúng phát sáng từng điốt , và từ đó có thể hiển thị nhiều số hoặc ký tự.

Dạng hiển thị Led 7 đoạn

Vì vậy, để hiển thị số 3, ví dụ, các đoạna,b,c,dvàg sẽ cần được sáng. Nếu chúng ta muốn hiển thị một số hoặc chữ cái khác thì một tập hợp các đoạn khác sẽ cần được phát sáng. Sau đó, đối với LED 7 đoạn, chúng ta có thể tạo ra một bảng chân trị cho các đoạn cần được chiếu sáng để tạo ra ký tự cần thiết như hình dưới đây.

Bảng Bộ giải mã led 7 đoạn        Phân đoạn riêng lẻ Hiển thị   a b c d e f g   × × × × × ×  0    × ×     1   × ×  × ×  × 2   × × × ×   × 3    × ×   × × 4   ×  × ×  × × 5   ×  × × × × × 6   × × ×     7         Phân đoạn riêng lẻ Hiển thị   a b c d e f g   × × × × × × × 8   × × × ×  × × 9   × × ×  × × × A     × × × × × b   ×   × × ×  C    × × × ×  × d   ×   × × × × E   ×    × × × F

Có thể thấy rằng để hiển thị bất kỳ số một chữ số nào từ0đến9ở dạng nhị phân hoặc các chữ cái từAđếnF trong hệ thập lục phân, chúng ta sẽ yêu cầu bảy kết nối đoạn riêng biệt cộng với một kết nối bổ sung cho kết nối chung của đèn LED. Ngoài ra, vì các đoạn về cơ bản là một điốt phát quang tiêu chuẩn, mạch cấp nguồn sẽ cần tạo ra dòng điện 20mA để chiếu sáng từng đoạn riêng lẻ và để hiển thị số 8, tất cả bảy đoạn sẽ cần được chiếu sáng tạo ra tổng dòng điện gần 140mA, (8 x 20mA).

Rõ ràng, việc sử dụng quá nhiều kết nối và tiêu thụ điện năng là không thực tế đối với một số mạch điện tử hoặc vi xử lý và do đó, để giảm số lượng đường tín hiệu cần thiết, các bộ giải mã hiển thị như BCD thành Led 7 đoạn IC giải mã và trình điều khiển được sử dụng thay thế.

Thập phân mã hóa nhị phân

Thập phân mã hóa nhị phân (BCD hoặc 8421 BCD) được tạo thành chỉ bằng 4 bit dữ liệu (một nibble hoặc nửa byte) tương tự như số thập lục phân mà chúng ta đã thấy trong hướng dẫn nhị phân, nhưng không giống như số thập lục phân có phạm vi đầy đủ từ 0đếnF, số BCD chỉ nằm trong khoảng từ0đến9, với các mẫu số nhị phân từ1010đến1111(A đến F) là đầu vào không hợp lệ cho kiểu hiển thị này và do đó không được sử dụng như hình dưới đây.        Thập phân Mẫu nhị phân BCD   8 4 2 1   0 0 0 0 0 0   1 0 0 0 1 1   2 0 0 1 0 2   3 0 0 1 1 3   4 0 1 0 0 4   5 0 1 0 1 5   6 0 1 1 0 6   7 0 1 1 1 7         Thập phân Mẫu nhị phân BCD   8 4 2 1   8 1 0 0 0 8   9 1 0 0 1 9   10 1 0 1 0 không hợp lệ   11 1 0 1 1 không hợp lệ   12 1 1 0 0 không hợp lệ   13 1 1 0 1 không hợp lệ   14 1 1 1 0 không hợp lệ   15 1 1 1 1 không hợp lệ

Bộ giải mã hiển thị BCD sang 7 đoạn

Một bộ giải mã hiển thị thập phân mã hóa nhị phân (BCD) sang 7 đoạn như TTL 74LS47 hoặc 74LS48, có 4 đầu vào BCD và 7 đường ra, một đường cho mỗi đoạn LED. Điều này cho phép một số nhị phân 4 bit nhỏ hơn (nửa byte) được sử dụng để hiển thị tất cả các số nhị phân từ0đến9và bằng cách thêm hai màn hình lại với nhau, một loạt các số từ00đến99có thể được hiển thị chỉ với một byte của tám bit dữ liệu.

Bộ giải mã BCD sang 7 đoạn

Việc sử dụng BCDcho phép hai chữ số BCD được lưu trữ trong một byte dữ liệu (8 bit), cho phép một byte dữ liệu duy nhất chứa một số BCD trong phạm vi từ00đến99.

Dưới đây là một ví dụ về đầu vào BCD 4 bit (0100) đại diện cho số 4.

Ví dụ về Bộ giải mã led 7 đoạn hiển thị số

Trong thực tế, các điện trở hạn dòng khoảng 150Ω đến 220Ω sẽ được mắc nối tiếp giữa IC giải mã / trình điều khiển và mỗi đoạn LED để giới hạn dòng điện tối đa. Ví dụ: 74LS48 cho các loại LED cathot chung, 74LS47 cho các loại LED anode chung hoặc CMOS CD4543 cho các loại màn hình tinh thể lỏng (LCD).

Màn hình tinh thể lỏng (LCD) có một ưu điểm lớn hơn so với các loại LED tương tự là chúng tiêu thụ ít điện năng hơn và ngày nay, cả màn hình LCD và LED được kết hợp với nhau để tạo thành màn hình chấm-Matrix Chữ và số lớn hơn có thể hiển thị các chữ cái và ký tự như cũng như các số ở đầu ra Đỏ hoặc Ba màu tiêu chuẩn.

Tagsmạch logic