La práctica numero cinco de laboratorio tiene la finalidad de incluir un nuevo elemento al desarrollo de circuitos digitales. Este es, la «Visualización dinámica», la cual se implementa por medio de un display siete segmentos.
El display siete segmentos, está compuesto por siete segmentos separados; es decir siete LED’s que trabajan independientemente uno del otro, y cuando se juntan varios de estos se puede visualizar una imagen, en nuestro caso un número.
Los displays se dividen en dos tipos:
– Ánodo común: En este caso los LED’s del display se encienden con una configuración de entrada en Low, bajo, o 0 digital, y su común entre segmentos es Vcc.
– Cátodo común: En este caso los LED’s del display se encienden con una configuración de entrada en High, alto, o 1 digital, y su común entre segmentos es Gnd.
Cada segmento tiene asignado una letra para diferenciarlos de los otros, las letras van de la «a» a la «g» y se encuentran en la misma posición independientemente si el display es ánodo o cátodo común.
Para hacer funcionar el display tendremos que analizar principalmente los valores que queremos obtener. Es decir; si vamos a trabajar en ánodo común tendremos que realizar el respectivo proceso para visualizar los diferentes números.
Para esto, realizaremos una tabla de verdad correspondiente a que LED’s, se encienden en los números correspondientes.
El display a utilizar en el montaje de la práctica de laboratorio es cátodo común. Como anteriormente realizamos la tabla de verdad del cátodo común podemos, por medio de mapas de Karnaugh, y el álgebra de Boole correspondiente diseñar los circuitos para el correcto funcionamiento del display.
Al realizar el mapa de Karnaugh correspondiente obtenemos la ecuación, y de esta podemos diseñar el circuito:
Al reducir la ecuación encontramos un número menor de compuertas entre ellas una NAND:
De acuerdo con el álgebra booleana encontramos que la ecuación corresponde a una compuerta NAND y AND. El diseño a implementar es el siguiente:
Pensando en la implementación de los esquemas a la PSoC reducimos la expresión al menor número de compuertas a utilizar:
Diseñamos el circuito correspondiente al número y tipo de compuerta concluida al realizar el álgebra y nos arroja como resultado:
Esta ecuación corresponde al siguiente circuito:
Reducimos a la máxima expresión para producir un circuito con menor número de compuertas a utilizar:
Enseguida de haber realizado los esquemáticos en PSoC, lo empaquetaremos en cada componente de cuatro entradas y una salida como lo muestra la figura.
Posteriormente, como el display funciona cuando los siete segmentos se encuentran conectados, cablearemos en PSoC cada componente de cada segmento a cuatro entradas comunes y las siete salidas de cada segmento del display.
Todo esto lo empaquetaremos igualmente en un componente llamado Decodificador de Hexadecimal a 7 segmentos.
Para finalizar, verificaremos que el decodificador funcione a la perfección. Asimismo, montaremos en la protoboard un circuito que me permita una entrada de DIP Switch y a la salida me permita visualizar el número en hexadecimal 7 segmentos.
El circuito a montar es el siguiente:
Fundamentos de Circuitos Digitales 