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Eletrônica digital VI-10 : Decodificador para display de sete segmentos




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Display de 7 segmentos |
Diagrama de Veitch Karnaugh para o decodificador do display |
Circuito do decodificador para o display |
Exemplo de circuito integrado |



Display de 7 segmentos

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O display de 7 segmentos é um dispositivo bastante usado para indicação de valores numéricos.

Desde que ele pode indicar dígitos de 0 a 9 (10 dígitos), a informação binária precisa ter 4 dígitos binários, pois, com três, só oito valores poderiam ser exibidos. Pode-se então imaginar um circuito conforme Figura 01.

Display de 7 segmentos
Fig 01

Nesse circuito, ABCD são as quatro entradas binárias e abcdefg são as saídas para os sete segmentos do display. A tabela de verdade é dada abaixo.

A B C D a b c d e f g
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
1 0 1 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 0 1 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 0 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 0 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 1 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 1 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

A notação Ø indica valor indiferente (pode ser 0 ou 1), uma vez que não há valor a exibir acima da combinação 9. O circuito que fornece as entradas deve evitar combinações nesses casos (algumas vezes, as combinações que sobram, total de seis, são usadas para sinal negativo, sinal de erro e outros).

Conforme mencionado na primeira página desta série, a informação binária não tem necessariamente relação com o número binário que ela representa. Por exemplo, para a combinação 0, abcdef tem 1111110. Esse número binário não é igual ao dígito correspondente no display (0). Isso é, na realidade, um código para o display de sete segmentos.

Um circuito lógico que converte uma entrada para o código do dispositivo é denominado decodificador.

A própria entrada de 4 bits ABCD, que tem relação direta com o valor decimal, é também chamada de código BCD.


Diagrama de Veitch-Karnaugh para o decodificador

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Em página anterior (Eletrônica digital IV-10), foram dados exemplos de diagramas de Veitch Karnaugh para circuitos com várias entradas e uma saída. Neste caso são sete, mas, desde que são eletricamente independentes, considera-se que cada saída é um circuito e pode ser elaborado um diagrama para cada.

Diagrama de Veitch Karnaugh para decodificador do display - Parte 1 Saída a:

a = A + C + BD + BD


Saída b:

b = B + CD + CD

Diagrama de Veitch Karnaugh para decodificador do display - Parte 2 Saída c:

c = B + C + D


Saída d:

d = A + BD + CB + CD + BCD

Diagrama de Veitch Karnaugh para decodificador do display - Parte 3 Saída e:

e = BD + CD


Saída f:

f = A + CD + CB + BD

Diagrama de Veitch Karnaugh para decodificador do display - Parte 4 Saída g:

g = A + BC + BC + CD

Os valores indiferentes (Ø) devem ser inseridos. Como podem ser zero ou um, supõem-se valores convenientes para formar grupos os maiores possíveis. Conforme página mencionada, quanto maior o grupo, menor o número de variáveis e o circuito é mais simples.



Circuito do decodificador para o display

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Circuito decodificador para display de 7 segmentos
Fig 01

Na figura acima, circuitos para os segmentos conforme diagrama anterior.



Exemplo de circuito integrado

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Com os integrados comercialmente disponíveis, dificilmente o circuito anterior será montado na prática. A Figura 01 dá o diagrama de pinos do decodificador para display CD4511BC da Fairchild Semiconductor.

CD4511BC - Diagrama de pinos
Fig 01

Pode-se notar as entradas ABCD e as saídas acbdefg.

VDD: tensão de alimentação (3 a 15 V).
VSS: massa.
LT: teste.
BI: apagar ou modular por pulsos a intensidade dos segmentos.
LT: armazenar o código da entrada.

Entradas não permitidas (valor indiferente nas saídas) produzem saídas nulas.

A adição de interfaces analógicas nas saídas (transistores de potência e/ou outros) permite controlar displays de grande porte, como os construídos com lâmpadas fluorescentes.


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