BCD至7段LED显示解码器电路

介绍

最常见的七段显示器用于显示数字手表,计算器,时钟,测量仪器和数字计数器等的数字。通常,LCD和LED段提供数字数字和字符的显示输出。

然而,为了显示字符和数字(为了产生十进制读数),最常用的是七段显示。这些显示器大多由数字集成电路的输出级驱动(输出级的可视指示必须执行),如锁存器和十进位计数器等。

但这些输出采用4位二进制编码十进制(BCD)的形式,不适合直接驱动七段显示

显示解码器用于将BCD码或二进制码转换为7段码。它通常有4个输入行和7个输出行。本文设计了一种简单的逻辑门显示解码器电路。

即使商业BCD到7段解码器是可用的,设计一个使用逻辑门的显示解码器可能从经济和知识的观点被证明是有益的。

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显示解码器电路原理

其基本思想是利用组合逻辑电路驱动一个共阴极7段LED显示屏。逻辑电路设计为4个输入和7个输出,每个输入代表一个显示IC的输入,利用卡诺图设计了每个显示输入的逻辑电路。

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电路背后的理论:

该电路的第一和最重要的方面是解码器。解码器是一个组合电路,用于将二进制或BCD(二进制编码的小数)编号转换为对应的十进制数。它可以是简单的二进制文件到十进制解码器或BCD到7段解码器。

另一个相关部分是组合逻辑电路。组合逻辑电路是一种只由输出和输入组成的逻辑门系统。组合逻辑电路的输出只取决于输入的当前状态,而不取决于其他任何东西。这些电路的最佳例子是编码器和解码器,多路复用器和解多路复用器,加法器,减法器等。

要理解这些逻辑电路的设计和运行,需要有布尔代数和逻辑门的良好知识。例如,布尔代数的基本规则是互补定律,结合律,德-摩根定律等。

7段LED显示器包括8个LED的布置,使得所有阳极是常见的或阴极是常见的。共同的阴极7段显示器由8个引脚 - 7输入销钉组成,标有“A”和“G”和8TH.销为普通接地销。

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7段显示解码器电路设计

步骤1:该设计的第一步涉及公共阴极7段显示器的分析。7段显示器包括以'H'形式的LED的布置组成。具有实际表的构建,每个十进制数的输入组合。例如,十进制数1将命令B和C的组合(参考下面给出的图)。

共阴极7 -段LED
7段LED

图像资源链接:www.thelearningpit.com

第2步:第二步是构造真值表,其中列出了7个显示输入信号、十进制数和相应的4位二进制数。

解码器设计的真实表取决于7段显示的类型。如上所述,对于公共阴极七段显示器,解码器或段驱动器的输出必须高效,以便发光段。

下图显示了具有共同阴极显示器的BCD至七段解码器的真实表。在真相表中,有7个不同的输出列对应于7个段中的每一个。

假设段A的列显示了要照明的不同组合。所以'A'对于数字0,2,3,5,6,7,8和9是有效的。

BCD到常见的阳极7段真理表

从上述真值表中,每个输出函数的布尔表达式都可以写入

a = f1(a,b,c,d)=Σm(0,2,3,5,7,8,9)

b = F2 (A, b, C, D) =∑m (0,1, 2, 3, 4, 7, 8, 9)

c = F3 (A, B, c, D) =∑m (0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

d = F4(A,B,C,D)=Σm(0,2,3,5,6,8)

e = F5 (A, B, C, D) =∑m (0,2,6,8)

f = f6(a,b,c,d)=Σm(0,4,5,6,8,9)

g = f (A, B, C, D) =∑m (2, 3, 4, 5, 6, 8, 9)

第3步:第三步涉及为每个输出术语构造Karnough的地图,然后简化它们以获得每个输出的输入的逻辑组合。

K-Map简化

下面的图示出了共同阴极七段解码器的k映射简化,以便设计组合电路。

K-MAP 1

K-MAP 2

K-MAP 3

由上述简化得到的输出值为

k映射简化

第四步:最后一步涉及为每个输出信号绘制组合逻辑电路。一旦完成任务,可以使用4个输入(A,B,C,D)和7段显示器(A,B,C,D,E,F,G)来绘制组合逻辑电路作为输出。

使用基本门BCD到7段解码器设计

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显示解码器电路操作

可以通过真理表本身理解电路操作。当所有输入连接到低逻辑时,组合逻辑电路的输出将是以驱动除“G”以传导外的所有输出LED。因此,将显示数字0。对于输入开关的所有其他组合,将进行类似的操作。

注意:还阅读有趣的帖子 -LED闪烁电路

实际上BCD到7段解码器以74LS47等集成电路的形式提供。除了常规的4个输入引脚和7个输出引脚外,它包括用于段测试的灯泡测试引脚,用于在多个显示系统中缩小零的纹波消隐输入引脚,用于级联目的和消隐输入引脚的纹波消隐输出引脚。

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显示解码器电路的应用

  1. 该电路可以使用计时器和计数器来显示时钟脉冲的数量。
  2. 该电路可以改进以开发一种字母显示系统代替十进制数字显示系统。
  3. 它可以用作定时器电路。

[还阅读:如何制作可调整的计时器]

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显示解码器电路的限制

  1. 这个电路涉及很多逻辑门,相当复杂。
  2. 每个逻辑门的定时延迟是一个值得关注的问题,该电路在显示脉冲计数时可能不会产生准确的结果。
  3. 这是一个理论电路,可能需要很少的修改。

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38回应

  1. 您可能希望仔细检查您在某些K-MAP上的Boolean代数。特别是对于c,因为你有;
    c = b + c'+ d
    我从k-map得到了
    c = b + c'd

  2. 坦率地说,我帮助了我,我正在做一项任务,我必须感谢出版商以及那些准备这个独特信息的人。

    1. 是的。并且它具有错误,即使是列'A'讽刺),在正常上方的正确规定的段落中。还有其他错误,如其他人指出的是,回复已经是,“不,它是正确的。”- 当它显然不是。所以,我认为这篇文章是从不同(错误)地点的抄袭,由没有线索的人抄袭。为什么?: - /叹气

  3. 但有用的文章然而,在“F”输出的图表上的图表上存在错误,第一个和最后一个引脚不应连接。没有节点绘制,因此这显然是绘制图表而不是逻辑错误的错误。

  4. truth table for output ‘d’ is right but when filling the K-Map m(9) has been filled as 1 whereas it should have been 0 according to the simplification…as a result 1 term i.e. ‘A’ is extra in the output ‘d’.

  5. 有人能给我解释一下共同阴极和共同阳极的概念吗?我想知道如果我们一个接一个地使用它们会如何影响电路?谢谢

    1. 在共同的阴极。输出连接并接地。激活段的输入是逻辑1.(正电压)

      在共同阳极,阳极是连接和电源应用。激活段的输入是一个逻辑0(接地)

      上面列出的真相表是用于共同的阳极,而不是普通阴极。为了让普通阴极的真相表,翻转所有的表和零进行输出A-g。

  6. 在做K-map简化时,你不能像函数c那样以12为一组。你可以以2、4、8、16、32、64为一组(都是2的幂)。

  7. 我认为你们在这个方程中犯了一个错误a = F1 (a, B, C, D) =∑m(0, 2, 3, 5, 7, 8, 9)你漏掉了6。它应该是a = F1 (a, B, C, D) =∑m (0,2,3,5,6,7,8,9)

  8. AIM:设计和构造能够接受4位二进制输入和显示的电路
    两个七个段的十进制输出使用MUX,ADDER和比较器显示。
    你能帮忙吗?

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