Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

BCD dekodéry a dekodéry pro displeje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "BCD dekodéry a dekodéry pro displeje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je."— Transkript prezentace:

1 BCD dekodéry a dekodéry pro displeje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM 2 Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0445 /4 AutorIng. Miloš Zatloukal Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-PE-CT/2-EL-4/10 Název DUMBCD dekodéry a dekodéry pro displeje Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP26-41-L/52 Obor vzděláváníProvozní elektrotechnika Vyučovací předmětČíslicová technika Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 19 – 20 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: přehled dekodérů BCD kódu a dekodérů pro displeje Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slova Kombinační obvod, vstup, výstup, dekodér, BCD kód, kód 1 z 10, adresa, BCD dekodér, segment, zobrazovač, segmentový displej, společná, katoda, společná anoda Datum10. 8. 2013

3 Obsah tématu BCD kód Návrh BCD dekodéru Integrované dekodéry typu BCD/ 1 z 10 (TTL, CMOS) Segmentové zobrazovače Dekodéry BCD / sedmisegmentový kód Typy dekodérů pro segmentové displeje Kód sedmisegmentových displejů Integrované dekodéry typu BCD/sedmisegmentový kód (TTL, CMOS) BCD dekodéry a pro displeje

4 BCD dekodéry Nejprve malé připomenutí BCD kódu - BCD = Binary Coded Decimal (dvojkově vyjádřené desítkové číslo) - jde o zápis desítkových čísel pomocí čtyř bitů – nejčastěji s vahami 8-4-2-1 - jde o kód smíšený - z desítkového převzal řády – např. jednotky, desítky, stovky… - z dvojkového pak vyjádření každé desítkové číslice čtveřicí bitů dvojkového čísla Obr. 1: Blokové schéma BCD dekodéru

5

6 DesítkověBlok.BCD čísloKód 1 z 10 EDCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9 0100000111111111 1100011011111111 2100101101111111 3100111110111111 4101001111011111 5101011111101111 6101101111110111 7101111111111011 8110001111111101 9110011111111110 10110101111111111.1....1111111111.1....1111111111 15111111111111111 --0xxxx1111111111

7 Desít.BCD čísloKód 1 z 10 DCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9 000000111111111 100011011111111 200101101111111 300111110111111 401001111011111 501011111101111 601101111110111 701111111111011 810001111111101 910011111111110 --xxxx1111111111 Tabulku zkrátíme: vypustíme blokování E a pro vstupní kombinace 1010 až 1111 (10 až 15 desítkově) budou na všech výstupech Y samé jedničky.

8 BCD dekodéry Rovnice dekodéru pro plovoucí nulu na výstupu, nejprve základní rovnice se členy typu OR a následně upravená rovnice se členy typu NAND. Z upravených rovnic nakreslíme schéma zapojení tohoto BCD dekodéru.

9 BCD dekodéry Obr. 2: Schéma BCD dekodéru s členy typu NAND (+ 4x NOT)

10 BCD dekodéry Integrované dekodéry typu BCD/ 1 z 10 Dekodér BCD čísel na kód 1 z 10 je vyráběn jako integrovaný obvod (IO). Příklady dekodérů kódu BCD na 1 z 10 zobrazuje tabulka: TechnologieTypPozn. TTL7441Otevřený kolektor, max. 16 mA 7442 7445Otevřený kolektor, max. 80 mA 74145Otevřený kolektor, max. 80 mA CMOS4028

11 Dekodéry pro segmentové displeje Jsou určeny k řízení segmentových displejů. Segmentem rozumíme 1 svítivý prvek a to v provedení podle technologie – nejznámější jsou segmenty LED a LCD. Seskupením segmentů do tvaru číslice nebo znaku (alfanumerický) pak vznikne segmentový displej. Jde tedy o skupinu např. diod LED, které mají jednu společnou elektrodu - anodu (společná anoda = SA) - katodu (společná katoda = SK) Druhy LED displejů: 1) Podle zobrazitelné informace: - číselné (číslice typu 1 nebo 0 až 9, i zde lze realizovat některá písmena např. šestnáctkové znaky A, b, c, d, E, F) - znakové (alfanumerické) – 14 nebo 16 segmentové - maticové (pole diod LED uspořádané do sestavy = matice – např. 5x7)

12 Dekodéry pro segmentové displeje – pokračování 2) Podle počtu zobrazených míst: - „půlté“ místo (2 segmenty – číslice 1) - celé jedno místo – jednomístné (7 segmentů – číslice 0 až 9) - vícemístné - 1,5 místné (zobrazí - - až 19) - 2 místné(- - až 99) - 3 místné (- - až 999) - 3,5 místné (- - - - až 1999) - 4 místné (- - - - až 9999) … 3) Podle dalších parametrů - barva = vlnová délka světla, kterou segmentovka „svítí“ - velikost = výška číslic nebo znaků - počet číslic v jednom kuse displeje - typ společné elektrody společná - anoda (SA) – segment rozsvítíme logickou nulou - katoda (SK) – segment rozsvítíme logickou jedničkou

13 Dekodéry pro segmentové displeje – pokračování Příklady segmentových LED displejů Obr. 3: Segmentové displeje: a)sedmisegmentový s označením segmentů b)sedmisegmentový – foto c)čtrnáctisegmentový alfanumerický d)šestnáctisegmentový alfanumerický a) b) c) d)

14 Dekodéry pro segmentové displeje – pokračování Dekódují BCD číslo po řádech, každou 4 bitovou BCD číslici převedou na 7 bitový kód s prvky (a, b, c, d, e, f, g – případně ještě h – desetinná tečka). Typy dekodérů pro segmentové displeje a) sestavené z logických členů typu NOT, AND, OR (NAND, NOR) – složité zapojení – nepoužívá se b) „hotové“ samostatné dekodéry ve formě integrovaného obvodu (IO) – často používané, liší se zejména: - pro jaký typ displeje jsou konstruovány – SA, SK - velikostí výstupního proudu - zda obsahují proudové omezení či nikoliv (pokud ne, je nutno omezit max. proud segmenty pomocí rezistorů) c) Dekodéry realizované z paměti typu PROM nebo některou z mazatelných variant (EPROM, EEPROM) - sice je nutné zajistit naplnění paměti (její naprogramování), zato je možné kromě číslic nadefinovat i vlastní či speciální znaky.

15 Dekodéry pro segmentové displeje – pokračování d) Dekodér pro segmentový displej je součástí jiného obvodu, který v řetězci pro zpracování informace předchází zobrazení výstupu – jde např. o čítač, A/Č převodník, „jednočipový“ číslicový voltmetr, integrovaný obvod s funkcemi časomíry, apod. Výše uvedené typy dekodérů patří do skupiny fyzických elektrických obvodů – tedy do kategorie „hardware“. Tak jako u jiných obvodů, je možné dekodéry řešit také programem – tedy „softwarově“. K tomu je ovšem nutný nějaký vykonavatel programu pro obsluhu segmentového displeje – nějaký počítač nebo mikropočítač (tento může být i osmibitový jednočipový).

16 Obr. 4: Blokové schéma dekodéru pro 7 segmentový displej

17 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Vstupem dekodéru je číslo v BCD kódu (jde o jeden řád desítkového čísla – (např. jednotky, desítky, apod.), jde tedy vlastně o dvojkově vyjádřené desítkové číslice (0, 1, až 9). Výstupem je sedm signálů v sedmisegmentovém kódu určených pro buzení (signálové napájení) zobrazovacích jednotky tvořených sedmi segmenty uspořádanými do struktury displeje typu 1 číslice. Výstupní stavy (a ž g – kombinace nul a jedniček) rozsvěcují některé ze sedmi světelných segmentů tak, aby tvořily desítkové číslice (od 0 do 9). Existují také hexadecimální dekodéry, které rozsvěcují také symboly A až F, ale pokud nevadí, že se některá písmena zobrazují jako malá, lze pro zobrazení šestnáctkových symbolů použít i běžný sedmisegmentový displej (určený přednostně pro číslice 0 až 9). Desítkové vyjádření čísla101112131415 ŠestnáctkovéABCDEF Zobrazení na 7 segmentovém displejiAbcdEF

18 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Tabulka dekodéru Je vyplněna tak, aby dekodér pro vstupní čísla v BCD kódu – tedy 0000 až 1001 (0 až 9) rozsvítil příslušné segmenty na displeji (a zobrazil tak příslušné číslice). Používají se 2 základní typy sedmisegmentových displejů s jednou společnou elektrodou - se společnou anodou (spojeny anody diodových segmentů – jsou pak připojeny na kladné napájecí napětí +Ucc) příslušný segment tedy rozsvítíme logickou nulou - se společnou katodou (spojeny katody diodových segmentů – mohou být pak připojeny na záporné napájecí napětí –Ucc, ale častěji jsou pouze uzemněny) příslušný segment tedy rozsvítíme logickou jedničkou Desítkové vyjádření čísla101112131415 ŠestnáctkovéABCDEF Zobrazení na 7 segmentovém displejiAbcdEF

19 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Tabulka dekodéru pro displej se společnou anodou (segment rozsvítíme logickou nulou). BCDDesítkověabcdefg 000000000001 000111001111 001020010010 001130000110 010041001100 010150100100 011060100000 011170001111 100080000000 100190000100

20 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Tabulka dekodéru pro displej se společnou katodou (segment rozsvítíme logickou jedničkou). BCDDesítkověabcdefg 000001111110 000110110000 001021101101 001131111001 010040110011 010151011011 011061011111 011171110000 100081111111 100191111011

21 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Pozn. Rezistory omezují proud pro segmenty – pro proud 15 mA mají hodnotu 150 Ω.Ω. Obr. 5: Schéma zapojení s dekodérem 7447 pro sedmisegmentový displej se společnou anodou.

22 Dekodér BCD pro 7 segmentový displej – pokračování Integrované dekodéry kódu BCD na kód sedmisegmentových displejů - tabulka TechnologieTypPozn. TTL7446Otevřený kolektor, proud segmentem až 40 mA, spol. anoda 7447Otevřený kolektor, proud segmentem až 40 mA, spol. anoda 7448Proud segmentem až 6,5 mA, spol. anoda 7449Otevřený kolektor, proud segmentem až 10 mA, spol. anoda 74246Otevřený kolektor, proudové budiče – omezovače, spol. anoda 74247Otevřený kolektor, proudové budiče – omezovače, spol. anoda 74248Proud segmentem až 6,5 mA, proudové budiče – omezovače, spol. anoda 74249Otevřený kolektor, proudové budiče – omezovače, spol. anoda CMOS4055Společná katoda 4055Střadač, převodník úrovní a budič 4311Dekodér z dvojkového kódu na šestnáctkový, spol. katoda 4511Navíc obsahuje střadač, spol. katoda

23 Kontrolní otázky 1.Dekodéru BCD podobný zpracováním čtyřbitových čísel je dekodér: a)1 z 8 b)1 z 10 c)1 ze 16 2.Alfanumerický segmentový zobrazovač mívá počet segmentů: a)14 nebo 16 b)12 nebo 10 c)7 nebo 8 3. Jednotlivé segmenty zobrazovače typu společná katoda zhasneme napěťovou úrovní: a)Logické jedna b)Logické nuly c)Která je rovná napájecímu napětí

24 Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeně 1.Dekodéru BCD podobný zpracováním čtyřbitových čísel je dekodér: a)1 z 8 b)1 z 10 c)1 ze 16 2.Alfanumerický segmentový zobrazovač mívá počet segmentů: a)14 nebo 16 b)12 nebo 10 c)7 nebo 8 3. Jednotlivé segmenty zobrazovače typu společná katoda zhasneme napěťovou úrovní: a)Logické jedna b)Logické nuly c)Která je rovná napájecímu napětí

25 Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní, Blokové schéma BCD dekodéru Obr. 2: vlastní, Schéma BCD dekodéru s členy typu NAND (+ 4x NOT) Obr. 3: vlastní + foto, Segmentové displeje Obr. 4: vlastní, Blokové schéma dekodéru pro 7 segmentový displej Obr. 5: vlastní, Schéma zapojení s dekodérem 7447 pro sedmisegmentový displej se společnou anodou

26 Seznam použité literatury: [1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN 80-7232-206-0 [2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982 [3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN 80-7300- 075-X [4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN 80-7300-198-5

27 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "BCD dekodéry a dekodéry pro displeje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je."

Podobné prezentace


Reklamy Google