BCD naar 7-SEGMENT

1. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 BCD / 7-SEG a b c d e f g CODEERELEMENTEN DECODERS BCD naar 7-SEGMENT Bij de BINAIR-naar-DECIMAAL DECODERS was er telkens slechts één van de uitgangen actief, overeenstemmend met de decimale waarde van het aangeboden binaire getal. Indien elke uitgang een andere LED met een ander cijfertje erbij aanstuurt, kunnen we op die manier aflezen welk decimaal getal aan de ingangszijde in binaire code wordt aangeboden. Echt handig is zo'n 'lampjesdisplay' echter niet. En wat gaan we aanvangen als we bv. van 0 tot 99 moeten kunnen weergeven? De BCD- naar- 7-SEGMENT DECODER zal ervoor zorgen dat we het decimale getal veel gemakkelijker kunnen aflezen, namelijk van een 7-segment display. De streepvormige segmenten van een dergelijk display moeten apart aangestuurd worden; het is de taak van de decoder om voor een bepaalde ingangscode de juiste segmenten aan te sturen, waardoor een decimale aflezing mogelijk wordt. En op die manier zal een meer-cijfer display veel gemakkelijker te realiseren zijn.

2. CODEERELEMENTEN DECODERS 7-SEGMENT DISPLAY In de elektronica gebruiken we vaak een 7-SEGMENT DISPLAY om numerieke informatie weer te geven. Zo'n display is samengesteld uit een aantal individuele segmentjes, die zodanig gemodelleerd zijn dat er cijfers (en zelfs een aantal alfanumerieke karakters) mee weergegeven kunnen worden. De segmentjes zelf zijn afzonderlijke LEDs (LED = Light Emitting Diode) of LCDs (LCD = Liquid Crystal Display). Men hanteert steeds nevenstaande aanduiding voor de individuele segmenten, nl. segment a tot en met segment g. Vaak is er nog een bijkomend segmentje dp, waarmee een decimaal punt kan weergegeven worden. In nevenstaand voorbeeld zijn er zelfs twee puntjes: dpl en dpr (decimal point left resp. right). Bij de LED-displays worden niet alle anodes en cathodes individueel naar buiten gebracht. Men maakt ofwel een COMMON ANODE (CA) DISPLAY ofwel een COMMON CATHODE (CC) DISPLAY. Deze twee verschillende types moeten uiteraard anders aangestuurd worden. In de TTL-reeks vinden we daarom ook decoders die geschikt zijn voor één van beide types.

3. CODEERELEMENTEN DECODERS BCD naar 7-SEGMENT Een CC-DISPLAY (CC = Common Cathode) moet met zijn CC aan de massa aangesloten worden. Elke afzonderlijke anode wordt - steeds via een niet te vergeten stroombegrenzings-weerstand - actief HOOG aangestuurd: door het aansluiten van een HOOG niveau zal het betreffende segment oplichten. De decoder moet nu de stroom leveren die de LEDs doet oplichten; men noemt dit ‘current sourcing’. Een CA-DISPLAY (CA = Common Anode) daarentegen moet met zijn CA aan de positieve voedingsspanning aangesloten worden. Elke afzonderlijke cathode wordt via een individuele stroombegrenzings-weerstand actief LAAG aangestuurd: door het aansluiten van een LAAG niveau zal het betreffende segment oplichten. De decoder moet nu de stroom die de LEDs doet oplichten ‘naar de massa toe trekken’; men noemt dit ‘current sinking’.

4. CODEERELEMENTEN DECODERS BCD naar 7-SEGMENT • In de TTL-reeks vinden we als bekende BCD-naar-7-SEGMENT DECODER de 74LS47. • Enkele kenmerken: • actief LAGE uitgangen van het OPEN COLLECTOR type • is dus alleen geschikt om een CA-display aan te sturen • kan tot 40 mA sinken per uitgang (‘gewone’ TTL-uitgang kan maar 8 mA sinken) • CA van het display mag op max. +15V aangesloten worden • de BCD-decodering is OK, behalve slechte leesbaarheid voor 6 en 9 • wat deze leesbaarheid betreft is, er een verbeterde versie uitgebracht: de 74LS247 (verder volledig compatibel met de 74LS47) • binaire codes boven 9 resulteren in merkwaardige tekens • 3 bijkomende controle-ingangen (leiden tot moeilijk IEC-symbool): • LT = Lamp Test • BI/RBO = Blanking Input / Ripple Blanking Output • RBI = Ripple Blanking Input

5. CODEERELEMENTEN DECODERS BCD naar 7-SEGMENT Controle-ingangen van de 74LS47: • LT = Lamp Test • indien deze ingang LAAG gemaakt wordt, zullen alle uitgangen LAAG worden waardoor het volledige display oplicht (met cijfer 8, onafhankelijk van de aangeboden ingangsdata). De bedoeling hiervan is het display (en de verbindingen) te testen. • BI = Blanking Input • indien deze ingang LAAG gemaakt wordt, zullen alle uitgangen HOOG worden waardoor er niets meer oplicht (onafhankelijk van de aangeboden ingangsdata). • wordt gebruikt om de lichtintensiteit van het display te verminderen • het stroomverbruik door de LEDs zal dalen • RBI = Ripple Blanking Input • als deze lijn LAAG is, dan zal alleen het decimale cijfer 0 niet getoond worden; alle andere cijfers worden normaal weergegeven • kan gebruikt worden in een meer-cijfer display om de vooroplopende nullen (leading zeroes) te onderdrukken • meldt dit gelijktijdig op de RBO-uitgang (RBO = Ripple Blanking Output) • deze kan dan weer doorverbonden worden met de RBI-ingang van een volgende decoder in een meer-cijfer display, zodat deze ook eventueel een 0 kan onderdrukken • RBO-uitgang is geen afzonderlijke pen, maar is samengenomen met de BI-ingang (zeer merkwaardige constructie, passieve pull-up)