TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

CAMPUS PACHUCA

INGENIERÍA MECÁNICA

PRÁCTICA 9

GUSTAVO OLVERA AGUILAR

SAÚL SÁNCHEZ ÁNGELES

JOSÉ JOVAN CRUZ HERNÁNDEZ

GUSTAVO ROSALES HERNÁNDEZ

PACHUCA, HGO; 12 DE NOVIEMRE DE 2014

ING. MIGUEL ÁNGEL ACOSTA JIMÉNEZ

Decodificador BCD a 7 segmentos

DECODIFICADOR

Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglos de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display ó dispositivo alfanumérico de 7 segmentos.

El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se muestran a continuación en las especificaciones del fabricante.

 La tabla muestra las salidas que el decodificador proporcionará ante la presencia de una entrada especifica en estados lógicos y la figura el diagrama interno de un 7447 

 

   

DISPLAY

Es un dispositivo alfanumérico que se encuentra formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de forma tal que forme un numero ocho, a cada uno de ellos se les denomina segmentos. Encendiendo algunos de ellos y apagando otros se puede ir formando diferentes números por medio de las combinaciones entre ellos.

Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina dp, pt ó simplemente P. El display se encuentra en una representación de encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado se le asigna la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo).

 

  

El display tiene 8 leds colocados en forma de un dígito con punto decimal, cada led tiene dos extremos, ánodo y cátodo. Como en total son 8 leds, debería tener 16 extremos (8 ánodos y 8 cátodos), sin embargo el encapsulado solo tiene 10. Esto se hace para reducir el tamaño del encapsulado y se logra de la siguiente manera. Los 8 led se interconectan internamente de tal forma que solo se puede acceder a uno de los dos extremos de cada led. Los extremos sobrantes de cada led se conecta internamente en un solo punto llamado común, y este punto de unión se encuentra disponible desde el exterior del encapsulado. Debido a esta configuración se tienen dos tipos de display de 7 segmentos: Ánodo común y Cátodo común.

  Un dispositivo de salida muy utilizado para visualizar números decimales es el visualizado de 7 segmentos.

Los 7 segmentos se marcan con las letras de la a a la g .

Existes varios tipos de visualizadores dentro de los cuales encontramos, el denominado incandescente, que es similar a una lámpara común, el de tubo de descarga de gas, que opera a tensiones altas y produce una iluminación anaranjada, el de tubo fluorescente, que da una iluminación verdosa cuando luce y opera con tensiones bajas, el mas moderno que es el de cristal liquido (LCD), este crea números negros sobre fondos plateados, y por

último el visualizador común de diodos emisores de luz (LED) que produce un brillo rojo cuando luce.

Existen visualizadores LED que cuando lucen emiten colores distintos del rojo.

Como el visualizador LED es el mas fácil de utilizar y el mas común por eso se tratará con mas detalles.

En la figura se muestra la forma de operación de un visualizador de 7 segmentos.

Operación de un visualizador de 7 segmentos

Cada segmento (de a a g ) contiene un LED. Como la corriente típica de un LED es de 20 mA, se colocan resistores de 150 (ohmios) con el fin de limitar dicha corriente. Sin este resistor, el LED podría quemarse debido a que un LED puede soportar solo 1.7V a través de sus terminales.

Existen dos tipos de visualizadores LED, el de ánodo común y el de cátodo común.

Cátodo común: cuando todos los cátodos están unidos entre sí y van directo a tierra.

Ánodo común: cuando todos los ánodos están conectados entre sí y van a la fuente de alimentación como el caso del ejemplo del cual estamos hablando.

Si, por ejemplo, se desea que aparezca el número decimal 7 en el visualizador de la figura deben cerrarse los conmutadores a, b y c para que luzcan los segmentos a, b y c del LED. Observar que una tensión de tierra (baja) activa a los segmentos de este visualizador LED.

En la figura se muestra el dispositivo TTL denominado decodificador excitador 7447A BCD a 7 segmentos, con su respectiva tabla de verdad.

La entrada es un número BCD de 4 BITS, el número BCD se transforma en un código de 7 segmentos que ilumina los segmentos del visualizador LED. También se muestran 3

entradas extras en el símbolo lógico. La entrada de test de lámparas hará lucir todos los segmentos adecuados para ver si son operativos.

Las entradas de borrado que son las que desconectan todos los elementos activados. Las entradas de borrado y test de lámparas son activadas por niveles de tensión bajo y las entradas BCD son activadas por 1 lógicos.

Observar la línea 1 de la tabla de verdad. Para que aparezca el 0 decimal en el visualizador, las entradas BCD deben ser LLLL. Esto activará los segmentos a, b, c, d, e y f para formar el cero decimal.

Las entradas BCD inválidas (decimal 10, 11, 12, 13, 14 y 15) no son números BCD; sin embargo, generan una única salida. Para la línea decimal 10, entradas HLHL, la columna de salida indica que se activan la salida d, e, y g. Formando una pequeña c.

En la familia CMOS existen muchos decodificadores para visualizadores dentro de los cuales se destacan el 74C48 que no necesita circuitería extra para la mayoría de los visualizadores LED, el 4511 y el 74HC4511.

CONCLUNES

Con la realización del Codificador BCD logramos identificar la función de cada unos de los pines de las compuertas utilizadas.

Al momento del montaje debemos tener en cuenta que todas las compuertas tengan conexiones VCC y GND.

Una compuerta no puede ser expuesta a una sobre carga de entradas y salidas porque nos genera la señal indicada y se puede quemar.

Se debe trabajar el circuito sin conexión de fuente de voltaje.

Se debe verificar el correcto funcionamiento de cada uno de los segmentos para evitar un resultado erróneo.