ESERCITAZIONI PRATICHE: Ø Creazione di un decoder BCD/DEC con porte logiche. Ø Esercitazione con decoder 4511 e display 7 segmenti.

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1 BCD 7 SEGMENTI Il display BCD 7 segmenti è un visualizzatore di numeri che possono andare da zero a nove, ed è un dispositivo optoelettrico, cioè fornisce luce all applicazione di tensione ai suoi capi. La sua struttura è composta da 7 led che si illuminano in base all indirizzamento della tensione sul led desiderato. I led sono posti nell ordine di figura: In più in alcuni modelli può essere presente un decimal point (punto decimale, che visualizza la virgola). Naturalmente illuminando ad esempio i segmenti A B C D E F si otterrà uno zero, le altre possibili combinazioni sono rappresentate nella tabella sottostante: A B C D E F G Numero

2 Per far funzionare un display 7 segmenti è consigliabile utilizzare valori di tensione con andamento digitale, o ad onda quadra, che può assumere solo due valori, o zero, o uno, o acceso, o spento. E intuibile il fatto che indirizzando una tensione che è a basso livello, cioè zero, il led corrispondente sarà spento, viceversa se la tensione è uno il led corrispondente sarà acceso. Addentrandosi nella struttura di un display si vedrà una possibile distinzione tra display a catodo comune o ad anodo comune,nei primi i catodi dei led sono collegati fra loro, nei secondi invece sono gli anodi ad essere connessi insieme. DECODER 4511 Il decoder è un circuito combinatorio che utilizza la tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), ed ha la funzione di associare ad ogni combinazione degli ingressi, una ed una sola combinazione delle uscite. Il decoder 4511 è un decoder detto BCD to 7 segment decoder, ed ha la funzione di visualizzare delle cifre decimali codificate in BCD, mediante display a sette segmenti. La sua piedinatura è rappresentata nella figura sottostante: Come si può vedere dall immagine il circuito integrato ha 16 pins, nella tabella è spiegato il funzionamento di ognuno di loro:

3 Piedino Nome Funzionamento 1 InB Ingresso B 2 InC Ingresso C 3 LT (lamp test) Piedino lamp test, se collegato a massa fa accendere tutti I segmenti del display, è un piedino di prova. 4 BL (blanking) Piedino denominato blanking, se collegato a massa fa spegnere tutti I segmenti del display, anche questo è un piedino di prova, se collegato a una onda quadra con duty cicle variabile varia la luminosità. 5 E (enable) Piedino denominato enable, è utilizzato per memorizzare l ultimo dato entrato, se collegato a massa la memoria è fantasma, o volatile. 6 InD Ingresso D 7 InA Ingresso A 8 GND E collegato a massa. 9 e Piedino da collegare al segmento e del display 7 segmenti. 10 d Piedino da collegare al segmento d del display 7 segmenti. 11 c Piedino da collegare al segmento c del display 7 segmenti. 12 b Piedino da collegare al segmento b del display 7 segmenti. 13 a Piedino da collegare al segmento a del display 7 segmenti. 14 g Piedino da collegare al segmento g del display 7 segmenti. 15 f Piedino da collegare al segmento f del display 7 segmenti. 16 +Vcc Alimentazione che va da un minimo di 3 V a un max di 18 volts. Questo decodificatore può essere chiamato in modo più intuitivo convertitore BCD/decimale, in quanto se viene collegato al display 7 segmenti correttamente, fa funzionare il display seguendo il valore del codice BCD immesso negli ingressi InA, InB, InC, InD; infatti questo decoder segue il sistema di numerazione chiamato BCD, che

4 in modo molto semplificato si può definire come un sistema di numerazione binaria a 4 cifre. Ad esempio il numero 128 in sistema binario corrisponde a , mentre in BCD si scrive In questo modo se viene applicato al decoder nell ordine 0001, InA = 0, InB = 0, InC = 0, InD = 1, nel display si visualizzerà 1, 0010, il display visualizzerà 2 etc Numero decimale Numero BCD ESERCITAZIONI PRATICHE: Ø Creazione di un decoder BCD/DEC con porte logiche. Ø Esercitazione con decoder 4511 e display 7 segmenti.

5 CREAZIONE DI UN DECODER BCD/DEC CON PORTE LOGICHE La prova effettuata è stato un tentativo di creazione di un decoder BCD to 7 segment decoder con porte logiche. Questa prova è stata effettuata per capire la difficoltà di progettazione di questo circuito, che utilizza la logica di un decoder E stato molto difficile cercare di realizzare tale circuito ed alla fine si sono presentati non pochi problemi. Per tentare di realizzare la prova si è per lo più ragionato sulla progettazione del circuito tramite tabelle della verità e mappe di Karnaugh. Una volta trovate le equazioni di uscita per ogni segmento del display si è cercato di collegare al meglio le porte logiche su una bread board e il display alle uscite corrispondenti. L esito della prova non è stato però positivo, un po per mancanza di componenti, un po per errori di progettazione iniziali che si sono poi ripercossi sull esito della prova. ESERCITAZIONE CON DECODER 4511 E DISPLAY SETTE SEGMENTI Questa esercitazione è stata effettuata per vedere in pratica il funzionamento del decoder 4511 e del display 7 segmenti. Per realizzare questa esercitazione sono stati utilizzati i seguenti strumenti: Un circuito integrato 4511 (decoder); N 8 resistenze da 330 ; Un display da sette segmenti; Pannello didattico che comprende: o Bread board per il montaggio dei componenti, o Alimentatore stabilizzato, o Switch. E naturalmente pinze per il montaggio e fili per i collegamenti. Il circuito seguente è quello utilizzato nella prova.

6 Per vedere l utilizzo dei piedini del decoder si può fare riferimento alla tabella già descritta in precedenza. Nel nostro caso il piedino lamp test e blanking sono collegati all alimentazione perché non utilizzati. Il piedino enable è stato collegato invece a massa per lo stesso motivo. Le resistenze sono presenti per evitare i rischi di deterioramento dei led del display, lo stesso discorso vale per la resistenza sul decimal point (dp), da noi collegato all alimentazione per tenerlo sempre acceso, in caso si volesse tenere sempre spento basterebbe collegarlo a massa. L alimentazione del decoder può variare da +3 volts a +18 volts, nella prova abbiamo utilizzato una tensione di 5 volts. Dopo aver fatto tutti i collegamenti, abbiamo alimentato il pannello didattico tramite tensione di rete, lo abbiamo acceso e verificato il funzionamento corretto del circuito provando tutte le combinazioni BCD (agendo sugli switch) che causavano l accensione dei led corrispondenti alle cifre decimali, per vedere le combinazioni provate si può far riferimento alla apposita tabella già vista in precedenza.

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