2.1. Блок преобразования двоичного кода в семисегментный.

Данный блок разрабатывается методом синтеза логических устройств с несколькими выходами, то есть на входе логического устройства есть 4-х значная двоичная комбинация, а на выходе 7-ми значная комбинация (семисегментный код).

Для визуализации чисел требуются индикаторы, отображающие цифры в привычной для человека форме, чаще всего это цифры десятичной и шестнадцатеричной систем счисления.

Простейшим из светодиодных индикаторов, выполняющих функции отображения выше названных чисел и некоторых других символов является семисегментный индикатор. Имеется семь элементов, расположенных так, как показано на рис. 2.1.1.

Рис. 2.1.1.


Каждый может светиться либо не светиться, в зависимости от значения соответствующей выходной функции, управляющей его свечением. Вызывая свечение элементов в определенных комбинациях, можно получить изображение цифр «0» - «9» и букв «A» – «F» (рис. 2.1.2).

Рис. 2.1.2.

При построении таблицы истинности преобразователя семисегментного кода (табл. 2.1.1) были приняты следующие условия: включенному элементу соответствует сигнал лог.1.

Таблица 2.1.1.

Таблица истинности преобразователя семисегментного кода.

Отображаемые цифры и буквы Входная комбинация (двоичный код) Выходная комбинация (семисегментный код)
X3 X2 X1 X0 g f e d c b a
0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0
2 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1
3 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1
4 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
5 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1
6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1
7 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
A 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
B 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0
C 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1
D 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0
F 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1
G 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1

Синтез данного преобразователя производится с помощью минимизации каждой выходной функции в отдельности методом карт Карно.

При минимизации методом карт Карно нужно стремиться, чтобы число областей было минимальным, а каждая область содержала возможно большее число клеток. Т.к. синтезируемое устройство является устройством с несколькими выходами, то для получения минимальной схемы необходимо в картах Карно построить минимальное число областей, обеспечиваемых покрытие клеток, содержащих 1 во всех семи картах.

Для упрощения синтеза и получения минимальной схемы уменьшаем число единиц в картах Карно и, соответственно увеличиваем число «общих» областей. Для этого инвертируем выходные функции в таблице истинности преобразователя семисегментного кода (табл. 2.1.2).


Таблица 2.1.2.

Таблица истинности преобразователя семисегментного кода с инверсными выходами.

Отображаемые цифры и буквы Входная комбинация (двоичный код) Выходная комбинация (семисегментный код)
X3 X2 X1 X0

0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1
2 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
3 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0
4 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1
5 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0
6 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0
7 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
A 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0
B 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1
C 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0
D 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1
F 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0
G 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0

Проанализируем работу преобразователя с помощью временных диаграмм, представленных на рис. 2.1.3.


Рис. 2.1.3.


Производим минимизацию каждой выходной функции отдельно методом карт Карно в зависимости от входной комбинации.

Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

0 1 0 1

X3

X3

X3

0 0 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

1 1 0 1

X3

X3

X3

0 0 1 0
0 0 0 0
1 0 0 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию


Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

1 1 1 1

X3

X3

X3

0 0 0 1
0 0 0 0
0 0 1 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

0 1 0 1

X3

X3

X3

0 1 0 0
1 0 0 0
0 0 1 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию


Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

0 0 0 0

X3

X3

X3

0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

0 0 0 0

X3

X3

X3

1 1 0 0
0 1 1 0
0 1 0 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию


Карта Карно для функции :

X1 X1

X0

 

X0

0 0 0 0

X3

X3

X3

1 0 1 0
0 0 0 0
0 0 1 0
X2 X2 X2

После выделения областей получим следующую функцию

После реализации всех функций можно проследить какие логические элементы участвуют в реализации блока преобразования двоичного кода в семисегментный. Для преобразования двоичного кода в семисегментный потребуются четыре элемента НЕ, трех и четырех-входовые элементы И, трех-, четырех-, пяти-входовые элементы ИЛИ-НЕ.

Таблицы истинности и условно-графические обозначения этих элементов представлены на рис. 2.1.6, где Xi – входные сигналы, Y – выходной сигнал.

Xi

Y

0 1
1

0

X1 X2 X3 Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1

а)

б)

X1 X2 X3 X4 Y
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 0
1 1 0 0 0
1 1 0 1 0
1 1 1 0 0
1 1 1 1 1
X1 X2 X3 Y
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 0

 


 г)


X1 X2 X3 X4 X5 Y
0 0 0 0 0 1
* * * * * 0

в)

д)

X1 X2 X3 X4 Y
0 0 0 0 1
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 0
1 1 0 0 0
1 1 0 1 0
1 1 1 0 0
1 1 1 1 0


е)

Рис. 2.1.6. – Таблица истинности и УГО элемента: а) НЕ; б) 3И; в) 4И; г) 3ИЛИ-НЕ; д) 5ИЛИ-НЕ; е) 4ИЛИ-НЕ.



Информация о работе «Преобразователь семисегментного кода»
Раздел: Кулинария
Количество знаков с пробелами: 17684
Количество таблиц: 23
Количество изображений: 20

Похожие работы

Скачать
10737
0
7

... . Они используются довольно редко, так как применение двоично-десятичных кодов ограничено узкой областью, например, они применяются в схемах многоразрядной десятичной индикации. Примером преобразователя двоичного кода от 0 до 255 в двоично-десятичный код может служить микросхема DM74185A производства фирмы Texas Instruments. 3.3 Семисегментный индикатор с дешифратором   Для отображения ...

Скачать
16447
0
13

... отношении не являются комбинационными микросхемы К176ИД2, К176ИДЗ и 564ИД5, содержащие регистры хранения информации, но их удобно рассматривать в этом разделе как наиболее близкие к дешифраторам и преобразователям кода. Микросхема 564ИК2 предназначена для управления пятиразрядным полупроводниковым семисегментным индикатором или пятью отдельными индикаторами в динамическом режиме. Она содержит ...

5810
0
0

... образом, чтобы число одинаковых склеек было возможно большим. При этом преобразователь кодов будет реализован с меньшим числом ЛЭ. Переменные для входа дешифратора и преобразователя кодов брать с выходов счетчика. В качестве инверторов для адресных переменных применить ЛЭ 2И-НЕ с номером 5 и 6. Для размножения переменных можно использовать входные и выходные гнезда ЛЭ или проводники с ...

Скачать
234167
51
162

... показана на рисунке 8.4 Величина резистора R выбирается из условия [12]   240 Ом < R < 1,5 кОм.(8.5) Рисунок 8.4 Период генерируемых импульсов (8.6) 9. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРНОЙ (ЦИФРОВОЙ) ЭЛЕКТРОНИКИ   9.1 Комбинационные цифровые устройства (КЦУ) Логические устройства, выходные сигналы которых однозначно определяются комбинацией входных логических ...

0 комментариев


Наверх