Навигация
Блок преобразования двоичного кода в семисегментный
17684
знака
23
таблицы
20
изображений
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 
:
|
| |||||
| X0
X0 | 0 | 1 | 0 | 1 | X3 X3 X3 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 0 | 0 | 1 | 0 | ||
| 0 | 0 | 0 | 1 | ||
| X2 X2 X2 | |||||
X1 X1После выделения областей получим следующую функцию 
Карта Карно для функции 
:
|
| |||||
| 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 
:
|
| |||||
| 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 
:
|
| |||||
| 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 
:
|
| |||||
| 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 
:
|
| |||||
| 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 
:
|
| |||||
| 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 |
|
| 0 | 1 |
| 1 |
|
Y
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.
Похожие работы
... . 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 ...
... 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 ...
... 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