Display de 7 segmentos

PEÇAS E MATERIAIS

• 4511 BCD-to-7seg latch / decoder / driver (catálogo Radio Shack # 900-4437)
• Visor LED de cátodo comum de 7 segmentos (catálogo Radio Shack # 276-075)
• Chave DIP de oito posições (catálogo Radio Shack nº 275-1301)
• Quatro resistores de 10 kΩ
• Sete resistores de 470 Ω
• Uma bateria de 6 volts

Cuidado! O 4511 IC é CMOS e, portanto, sensível à eletricidade estática!



REFERÊNCIAS CRUZADAS

Aulas de circuitos elétricos , Volume 4, capítulo 9:"Funções de lógica de combinação"



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Como usar o IC decodificador / driver de exibição de 7 segmentos 4511
• Ganhe familiaridade com o código BCD
• Como usar conjuntos de LED de 7 segmentos para criar exibições de dígitos decimais
• Como identificar e usar as entradas lógicas "ativo-baixo" e "ativo-alto"

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO







ILUSTRAÇÃO







INSTRUÇÕES

Este experimento é mais uma introdução ao decodificador / driver de vídeo 4511 IC do que uma lição sobre como “construir” uma função digital a partir de componentes de nível inferior. Visto que monitores de 7 segmentos são muito componentes comuns de dispositivos digitais, é bom estar familiarizado com os circuitos de “direção” por trás deles, e o 4511 é um bom exemplo de um IC de driver típico.

Seu princípio operacional é inserir um valor BCD (Binary Coded Decimal) de quatro bits e energizar as linhas de saída adequadas para formar o dígito decimal correspondente no display LED de 7 segmentos. As entradas BCD são designadas A, B, C e D na ordem do menos significativo para o mais significativo.

As saídas são rotuladas como a, b, c, d, e, f e g, cada letra correspondendo a uma designação de segmento padronizada para monitores de 7 segmentos. Claro, uma vez que cada segmento de LED requer seu próprio resistor de queda, devemos usar sete resistores de 470 Ω colocados em série entre os terminais de saída do 4511 e os terminais correspondentes da unidade de exibição.

A maioria dos visores de 7 segmentos também fornece um ponto decimal (às vezes dois!), Um LED separado e um terminal designado para sua operação. Todos os LEDs dentro da unidade de exibição são comuns entre si em um lado, seja cátodo ou ânodo. O IC do driver de exibição 4511 requer uma unidade de exibição de cátodo comum de 7 segmentos, e é isso que é usado aqui.

Depois de construir o circuito e aplicar energia, opere as quatro chaves em uma sequência de contagem binária (0000 a 1111), observando o display de 7 segmentos. Uma entrada 0000 deve resultar em uma exibição decimal “0”, uma entrada 0001 deve resultar em uma exibição decimal “1” e assim por diante até 1001 (decimal “9”). O que acontece com os números binários de 1010 (10) a 1111 (15)? Leia a folha de dados do 4511 IC e veja o que o fabricante especifica para operação acima de um valor de entrada de 9.

No código BCD, não há significado real para 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 ou 1111. Esses são valores binários além da faixa de um único dígito decimal e, portanto, não têm função em um sistema BCD. O 4511 IC é construído para reconhecer isso e emitir (ou não emitir!) De acordo.

Três entradas no chip 4511 foram permanentemente conectadas a V _dd ou aterramento:o “Teste de lâmpada”, “Entrada de ponto cego” e “Ativação de trava”. Para aprender o que essas entradas fazem, remova os jumpers que os conectam a qualquer trilho de fonte de alimentação (um de cada vez!), E substitua o jumper por um mais longo que possa alcançar o outro trilho de fonte de alimentação.

Por exemplo, remova o jumper curto conectando a entrada “Latch Enable” (pino # 5) ao aterramento e substitua-o por um fio jumper longo que pode alcançar todo o caminho até V _dd trilho de fonte de alimentação. Experimente tornar esta entrada “alta” e “baixa”, observando os resultados no visor de 7 segmentos conforme você altera o código BCD com as quatro chaves de entrada.

Depois de aprender qual é a função da entrada, conecte-a ao trilho da fonte de alimentação permitindo a operação normal e prossiga para experimentar a próxima entrada ("Teste de lâmpada" ou "Entrada de apagamento").

Mais uma vez, a ficha técnica do fabricante será informativa quanto à finalidade de cada uma dessas três entradas. Observe que os rótulos de entrada “Teste de lâmpada” (LT) e “Entrada em branco” (BI) são escritos com barras de complementação booleanas sobre as abreviações.

Os símbolos de barra designam essas entradas como ativo-baixo , o que significa que você deve tornar cada um "baixo" para invocar sua função particular. Tornar uma entrada ativa-baixa "alta" coloca essa entrada específica em um estado "passivo", onde sua função não será chamada. Por outro lado, a entrada “Latch Enable” (LE) não tem barra de complementação escrita sobre sua abreviatura e, correspondentemente, é mostrada conectada ao terra (“baixo”) no esquema para não invocar essa função.

A entrada “Latch Enable” é um ativo-alto entrada, o que significa que deve ser feito "alto" (conectado a V _dd ) para invocar sua função.