Electrónica digital: Display de 7 segmentos con compuertas lógicas

Electrónica digital: Display de 7 segmentos con compuertas lógicas

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  Display de 7segmentos con compuertas lógicas Santiago Pablo Alberto [email protected] Introducción En este proyecto se desea visualizar los número del 0 al 9 en un display 7 segmentos, de acuerdo a las posiciones de un dipswitch. Hay tres maneras de realizar este proyecto. La primera es haciendo uso exclusivamente de compuertas lógicas. La segunda es haciendo uso de compuertas lógicas y multiplexores. Y la última es haciendo uso de un decodificador BCD a 7 segmentos integrado. En vista que son 10 números se usará un dipswitch de 4 posiciones. Se usará un display de cátodo común. La disposición de los pines de un display 7 segmentos es como se muestra en la siguiente figura. Los pines sin letra son los comunes, es decir si es de ánodo común se conecta a Vcc (normalmente 5 voltios), y si es de cátodo común se conecta a tierra. Decodificador BCD a 7 segmentos forma 1 (compuertas lógicas). Lo primero que se debe realizar es la tabla de la verdad. Esta se realiza de acuerdo a los segmentos que se colocan en ON para mostrar cada número en el display.
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  De cátodo común EntradasSalidas números A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 1 0 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X X Material 2 74ls11 compuerta AND de 3 entradas 1 74ls21 compuerta AND de 4 entradas 1 74ls00 compuerta NAND de 2 entradas 1 74ls02 compuerta NOR de 2 entradas 2 74ls08 compuerta AND de 2 entradas 4 74ls32 compuerta OR de 2 entradas 1 74ls266 compuerta XNOR de 2 entradas 1 74ls86 compuerta XOR de 2 entradas 1 display de 7 segmentos de cátodo común 1 display de 7 segmentos de ánodo común 1 dipswitch de cuatro posiciones DIP-4 4 resistencia de 1k 1/4w 7 resistencias de 330ohms 1/4w Ya con la tabla de la verdad pasamos a realizar los mapas de Karnaugh. Como son 7 salidas, entonces son 7 mapas. Además se hará, de ser posible el uso de compuertas AND, OR, NOR, NAND, XOR y XNOR, la razón es que implementar el circuito es más sencillo, disminuyendo el número de circuitos integrados usados.
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  𝑎 = 𝐴+ 𝐵 ̅𝐶 + 𝐵⨁𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅ 𝑏 = 𝐶⨁𝐷 + 𝐵 ̅ 𝑐 = 𝐵 + 𝐶̅ + 𝐷 𝑑 = 𝐵𝐶̅𝐷 + 𝐶(𝐵𝐷 ̅̅̅̅) + 𝐵 + 𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑒 = 𝐷 ̅(𝐵 ̅ + 𝐶) 𝑓 = 𝐵(𝐶𝐷 ̅̅̅̅) + 𝐶 + 𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐴
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  𝑔 = 𝐵𝐷 ̅+ 𝐴 + 𝐵⨁𝐶
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  De ánodocomún Entradas Salidasnúmeros A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 6 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 9 1 0 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X X 𝑎 = 𝐴̅𝐵 ̅𝐶̅𝐷 + 𝐵𝐷 ̅ 𝑏 = (𝐶⨁𝐷)𝐵 𝑐 = 𝐵 ̅𝐶𝐷 ̅ 𝑑 = 𝐵(𝐶⨁𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅) + 𝐵 ̅𝐶̅𝐷
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  𝑒 = 𝐷+ 𝐵𝐶̅ 𝑓 = 𝐶(𝐵 ̅ + 𝐷) + 𝐴̅𝐵 ̅𝐷 𝑔 = 𝐴 + 𝐵 + 𝐶 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐵𝐶𝐷
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  Display de 7segmentos con compuertas lógicas con código GRAY De cátodocomún Entradas Salidas números A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 7 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 1 1 1 1 X X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X X 1 0 0 1 X X X X X X X X 1 0 0 0 X X X X X X X X 𝑎 = 𝐵 + 𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐴 + 𝐶⨁𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅ 𝑏 = 𝐵 ̅ + 𝐷 ̅ + 𝐴
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  𝑐 = 𝐵+ 𝐶̅ + 𝐷 ̅ 𝑑 = 𝐵 ̅(𝐶 + 𝐷 ̅) + 𝐴𝐷 ̅ + 𝐴̅𝐵𝐷 𝑒 = 𝐵 ̅(𝐶⨁𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅) + 𝐴𝐷 ̅ + 𝐴̅𝐵𝐶̅𝐷 𝑓 = 𝐵(𝐶 + 𝐷) + 𝐴 + 𝐵 + 𝐶 + 𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑔 = 𝐴 + 𝐶 + 𝐵𝐷 Diagrama esquemático
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  De ánodocomún Entradas Salidasnúmeros A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 7 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 9 1 1 1 1 X X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 0 X X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X X 1 0 0 1 X X X X X X X X 1 0 0 0 X X X X X X X X 𝑎 = 𝐴̅𝐶̅𝐷 + 𝐵𝐶𝐷 ̅ 𝑏 = 𝐴̅𝐵𝐷 𝑐 = 𝐵 ̅𝐶𝐷 𝑑 = 𝐴̅𝐵𝐷 ̅ + (𝐵 + 𝐶 ̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐴)𝐷
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  𝑒 = 𝐶(𝐵+ 𝐷 ̅) + (𝐵 + 𝐶 ̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐴)𝐷 + 𝐴̅𝐵𝐷 ̅ 𝑓 = 𝐴̅𝐵𝐶̅𝐷 ̅ + 𝐵 ̅(𝐷 + 𝐶) 𝑔 = 𝐵 + 𝐶 ̅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐴 + 𝐶 + 𝐷 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅