BCD – 7-segmentti dekooderi

Dekooderipiiriä tarvitaan, kun halutaan ohjata 7-segmenttinäyttöä binäärimuotoisesti tai kun halutaan vähentää ohjaukseen tarvittavien signaaleiden määrää. Dekooderipiirejä on saatavilla eri valmistajilta ja kenties yleisimpiä käytetyimpiä piirejä on 74LS47 (5-voltin eli TTL logiikkajännite), CD74HC4511/HCF4511BE (2 - 6 voltin eli CMOS-jännitetaso) tai MC14543 (3-18 V jännitetaso) sekä näiden variaatiot (mm. eri kotelotyypit). Dekooderipiirejä on toki myös muitakin olemassa, mutta tässä vain muutama esimerkki.

Alta nähdään esimerkki dekooderipiirin kytkennästä 7-segmenttinäytön ohjauksessa:

7-segment_enkooderi_dekooderi_kytkentä.png

Kuvan lähde.

Kytkennässä ohjataan 7:ää eri segmenttiä, eli lediä. Ledeille on oltava etuvastus virranrajoittamiseksi (kuvasta puuttuu). Haluttu virta riippuu hieman ledistä, sekä kytkennän käyttötarkoituksesta. Minulla on kuitenkin nyrkkisääntönä, että rajoitan tavallisten ledien virran maksimissaan 15:toista milliampeeriin (mA), harvoin myös 30 mA. Vähävirtaisissa sovelluksissa puolestaan pidän virtarajana 1-5 mA. Mutta kuten sanottua, haluttu ledin virta riippuu näytön ominaisuuksista, jotka kannattaa tarkistaa näytön datalehdestä.

Piiri muuttaa tulonsa A-D vastaaviksi numeroiksi, joita 7-segmenttinäytöllä voidaan näyttää. Esimerkiksi luku 1 (BCD = 0001) näytetään 7-segmenttinäytöllä niin, että sytytetään segmentit B ja C. Vastaavasti numero 8 (BCD = 1000) ohjaa kaikki segmentit A - F päälle. Alla oleva taulukko esittää, mitkä ohjaukset ovat kulloinkin päällä, kun jokin numero näytölle muodostetaan:

Numero BCD-koodi (ABCD) Aktiiviset segmentit
0 0000 a, b, c, d, e, f
1 0001 b, c
2 0010 a, b, d, e, g
3 0011 a, b, c, d, g
4 0100 b, c, f, g
5 0101 a, c, d, f, g
6 0110 a, c, d, e, f, g
7 0111 a, b, c
8 1000 a, b, c, d, e, f, g
9 1001 a, b, c, d, f, g

7-segment dekooderipiirillä on myös kolme muutakin tuloa, joita voidaan käyttää näytön testaamiseen, kirkkauden säätämiseen (PWM-signaalin avulla) tai lähtöjen aktivoimiseen/deaktivoimiseen.

LT eli "Lamp Test" tulolla voidaan asettaa dekooderin kaikki lähdöt "1"-tilaan, jolloin kaikki kytketyt segmentit syttyvät. Tämä tulo on 0-aktiivinen, eli toiminta aktivoituu "0"-signaalilla.

BL eli "Blanking" tulolla voidaan asettaa dekooderin kaikki lähdöt "0"-tilaan, jolloin kaikki kytketyt segmentit sammuvat. Tämä tulo on 0-aktiivinen, eli toiminta aktivoituu "0"-signaalilla.

LE/STROBE eli "Latch Enable / Strobe" tulolla voidaan lähtösignaalit "jumittaa" tiettyyn arvoon. Samaa signaalia voidaan käyttää myös, jos näytön kirkkautta halutaan ohjata PWM-signaalin avulla.

Alla olevassa kuvassa nähdään HCF4511 piirin jalkajärjestys, ihan esimerkin vuoksi:

HCF4511_datalehdestä.JPG