Scherm met 7 segmenten

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• 4511 BCD-naar-7seg vergrendeling/decoder/stuurprogramma (Radio Shack-catalogus # 900-4437)
• Gemeenschappelijke kathode 7-segments LED-display (Radio Shack-catalogus # 276-075)
• DIP-schakelaar met acht standen (Radio Shack-catalogus # 275-1301)
• Vier weerstanden van 10 kΩ
• Zeven weerstanden van 470
• Eén 6 volt batterij

Let op! De 4511 IC is CMOS en dus gevoelig voor statische elektriciteit!

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 4, hoofdstuk 9:"Combinationale logische functies"

LEERDOELSTELLINGEN

• Het gebruik van het 4511 7-segment decoder/display driver IC
• Vertrouwd raken met de BCD-code
• Hoe u 7-segments LED-assemblages gebruikt om decimale cijfers te maken
• Zowel "actief-laag" als "actief-hoog" logische ingangen identificeren en gebruiken

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Dit experiment is meer een introductie tot de 4511 decoder/display driver IC dan dat het een les is in hoe een digitale functie kan worden "opgebouwd" uit componenten van een lager niveau. Aangezien displays met 7 segmenten erg gemeenschappelijke componenten van digitale apparaten, is het goed om bekend te zijn met de "aansturende" circuits erachter, en de 4511 is een goed voorbeeld van een typisch driver-IC.

Het werkingsprincipe is om een ​​vier-bits BCD (Binary-Coded Decimal) waarde in te voeren en de juiste uitgangslijnen te activeren om het corresponderende decimale cijfer op het 7-segment LED-display te vormen. De BCD-ingangen worden aangeduid met A, B, C en D in de volgorde van minst significant naar meest significant.

Uitgangen zijn gelabeld met a, b, c, d, e, f en g, waarbij elke letter overeenkomt met een gestandaardiseerde segmentaanduiding voor 7-segments displays. Aangezien elk LED-segment zijn eigen valweerstand nodig heeft, moeten we natuurlijk zeven weerstanden van 470 gebruiken die in serie zijn geplaatst tussen de uitgangsklemmen van de 4511 en de overeenkomstige klemmen van de display-eenheid.

De meeste 7-segments displays hebben ook een decimale punt (soms twee!), een aparte LED en terminal die zijn aangewezen voor de werking ervan. Alle LED's in de weergave-eenheid zijn aan één zijde gemeenschappelijk gemaakt, hetzij kathode of anode. Het 4511-beeldschermstuurprogramma-IC vereist een 7-segments display-eenheid met gemeenschappelijke kathode, en dat is dus wat hier wordt gebruikt.

Nadat het circuit is opgebouwd en de stroom is ingeschakeld, bedient u de vier schakelaars in een binaire telvolgorde (0000 tot 1111), waarbij u let op het 7-segments display. Een 0000-invoer moet resulteren in een decimaal "0"-display, een 0001-invoer moet resulteren in een decimaal "1"-display, enzovoort tot 1001 (decimaal "9"). Wat gebeurt er voor de binaire getallen 1010 (10) tot en met 1111 (15)? Lees de datasheet op de 4511 IC en kijk wat de fabrikant specificeert voor gebruik boven een invoerwaarde van 9.

In de BCD-code is er geen echte betekenis voor 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 of 1111. Dit zijn binaire waarden buiten het bereik van één decimaal cijfer en hebben dus geen functie in een BCD-systeem. De 4511 IC is gebouwd om dit te herkennen en dienovereenkomstig uit te voeren (of niet uit te voeren).

Drie ingangen op de 4511-chip zijn permanent verbonden met ofwel V_dd of aarde:de "Lamptest", "Blanking Input" en "Latch Enable". Om te leren wat deze ingangen doen, verwijdert u de korte jumpers die ze verbinden met een van de voedingsrails (een voor een!), en vervangt u de korte jumper door een langere die de andere kan bereiken. voedingsrail.

Verwijder bijvoorbeeld de korte jumper die de "Latch Enable"-ingang (pin #5) verbindt met aarde en vervang deze door een lange jumperdraad die helemaal tot aan de V_dd kan reiken. voedingsrail. Experimenteer door deze invoer "hoog" en "laag" te maken en bekijk de resultaten op het 7-segments display terwijl u de BCD-code wijzigt met de vier invoerschakelaars.

Nadat u hebt geleerd wat de functie van de ingang is, sluit u deze aan op de voedingsrail om de normale werking mogelijk te maken en gaat u verder met experimenteren met de volgende ingang (ofwel "Lamptest" of "Blanking Input").

Nogmaals, het gegevensblad van de fabrikant zal informatief zijn over het doel van elk van deze drie ingangen. Merk op dat de invoerlabels "Lamptest" (LT) en "Blanking Input" (BI) zijn geschreven met booleaanse complementatiebalken over de afkortingen.

Staafsymbolen duiden deze ingangen aan als actief-laag , wat betekent dat je ze allemaal "laag" moet maken om de specifieke functie ervan op te roepen. Door een actief-laag invoer "hoog" te maken, wordt die specifieke invoer in een "passieve" toestand geplaatst waar zijn functie niet zal worden aangeroepen. Omgekeerd heeft de ingang "Latch Enable" (LE) geen complementaire balk die over de afkorting is geschreven, en dienovereenkomstig wordt deze in het schema verbonden met aarde ("laag") weergegeven om die functie niet aan te roepen.

De ingang "Latch Enable" is een actief-hoog ingang, wat betekent dat deze "hoog" moet worden gemaakt (verbonden met V_dd ) om zijn functie op te roepen.