Decodificador BCD a 7 segmentos
Convierte un dígito BCD de 4 bits en las siete líneas de segmento que lo dibujan. La entrada es un número de 0 a 9; las salidas a hasta g excitan cada una una barra del display. Existe para que no tengas que deducir, compuerta por compuerta, qué barras se encienden con cada dígito: ese mapeo es el componente completo.
El mapa completo de dígitos
Conecta una entrada de 4 bits al decodificador y sus siete salidas a un display de 7 segmentos. Cuenta la entrada de 0 a 9 y cada dígito se forma. La tabla indica qué segmentos están encendidos para cada dígito; el segmento a es la barra superior, b y c el par derecho de arriba abajo, d la inferior, e y f el par izquierdo, y g la central.
| Digit | a | b | c | d | e | f | g |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
Un display que cuenta
Lleva un reloj a un contador, fija el máximo del contador en 9 y envía su valor a través del decodificador hasta el display. Ahora tienes un contador de década que muestra el dígito en lugar de cuatro LEDs que tendrías que decodificar mentalmente. Baja el reloj a un segundo por paso para ver cómo pasa de 9 de vuelta a 0.
Qué pasa más allá de 9
Una entrada de 4 bits puede transportar 16 valores, pero BCD solo define diez. Los códigos 1010 a 1111 quedan fuera del conjunto de dígitos, y lo que un decodificador muestre para ellos es una propiedad de esa pieza en particular y no de BCD: los decodificadores TTL clásicos muestran cada uno su propio conjunto de formas parciales. No diseñes apoyándote en lo que aparezca ahí. Si tu contador puede pasar de 9, acótalo o detecta el desbordamiento y acarrea hacia un segundo dígito, que es exactamente lo que hace un display de varios dígitos.
Citas
- Texas Instruments. (2016). SN54LS47, SN74LS47 BCD-to-seven-segment decoders/drivers [Data sheet]. Referencia 1
- Mano, M. M., & Ciletti, M. D. (2018). Digital design: With an introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog (6th ed.). Pearson. Referencia 2