PROYECTO FINAL PRACTICO DEL III PERIODO

Juan David Osorio Espinosa-David Alejandro Morales Arenas 8-2

PROYECTO FINAL PRACTICO DEL III PERIODO

Si nos fijamos en la imagen de arriba el display de 7 segmentos tiene 8 patillas. Cada patilla hace lucir uno de los 7 leds. La imagen de la parte derecha tiene indicado con letras cada uno de los leds. En el led de la figura la patilla llamada pt irá conectada al positivo, es un display llamado de ánodo común, por que todos los leds comparten el ánodo o positivo de la pila mediante esta patilla. Ya tenemos conectados las 8 patillas, 7 para los leds, que irán al polo negativo y la otra para compartir el positivo. Si hacemos esta conexión lucirán todos los leds y se mostrará el número 8 en  pantalla.

• ¿Y si queremos otro número? Por ejemplo el 3. Deberemos conectar los leds correspondientes a las patillas marcadas con las letras a, f, e y d y por supuesto la pt.

a)Código BCD a decimal 

Código BCD (Binary-Coded Decimal (BCD) o Decimal codificado). Binario es un estándar para representar números decimales en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado con una secuencia de 4 bits.

Con esta codificación especial de los dígitos decimales en el sistema binario, se pueden realizar operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicación y división de números en representación decimal, sin perder en los cálculos la precisión ni tener las inexactitudes en que normalmente se incurren con las conversiones de decimal a binario puro y de binario puro a decimal.

La conversión de los números decimales a BCD y viceversa es muy sencilla, pero los cálculos en BCD se llevan más tiempo y son algo más complicados que con números binarios puros.

Conversión de decimal a BCD

Ya que cada grupo de 4 bits solo puede representar a un único dígito decimal, la conversión de un numero decimal a un numero BCD se lleva a cabo de la siguiente forma:

1. Separamos al dígito decimal en cada uno de sus dígitos
2. Cada dígito decimal se transforma a su equivalente BCD.
3. El número obtenido es el equivalente en BCD del número decimal.

Fundamentos

En BCD cada cifra que representa un dígito decimal (0, 1,...8 y 9) se representa con su equivalente binario en cuatro bits (nibble o cuarteto) (esto es así porque es el número de bits necesario para representar el nueve, el número más alto que se puede representar en BCD). En la siguiente tabla se muestran los códigos BCD más empleados:

Decimal	Natural	Aiken	Exceso 3
0	0000	0000	0011
1	0001	0001	0100
2	0010	0010	0101
3	0011	0011	0110
4	0100	0100	0111
5	0101	1011	1000
6	0110	1100	1001
7	0111	1101	1010
8	1000	1110	1011
9	1001	1111	1100

Como se observa, con el BCD solo se utilizan 10 de las 16 posibles combinaciones que se pueden formar con números de 4 bits, por lo que el sistema pierde capacidad de representación, aunque se facilita la compresión de los números. Esto es porque el BCD solo se usa para representar cifras, no números en su totalidad. Esto quiere decir que para números de más de una cifra hacen falta dos números BCD.

• Una forma sencilla de calcular números en BCD es sumando normalmente bit a bit, y si el conjunto de 4 bits sobrepasa el número 9, entonces se le suma un 6 (0110) en binario, para poder volver a empezar, como si hiciéramos un módulo al elemento sumante.

Desde que los sistemas informáticos empezaron a almacenar los datos en conjuntos de ocho bits (octeto), hay dos maneras comunes de almacenar los datos BCD:

• Omisión de los cuatro bits más significativos (como sucede en el EBCDIC)
• Almacenamiento de dos datos BCD; es el denominado BCD "empaquetado", en el que también se incluye en primer lugar el signo, por lo general con 1100 para el + y 1101 para el -.

De este modo, el número 127 sería representado como (11110001, 11110010, 11110111) en el EBCDIC o (00010010, 01111100) en el BCD empaquetado.

El BCD sigue siendo ampliamente utilizado para almacenar datos, en aritmética binaria o en electrónica. Los números se pueden mostrar fácilmente en visualizadores de siete segmentos enviando cada cuarteto BCD a un visualizador. La BIOS de un ordenador personal almacena generalmente la fecha y la hora en formato BCD; probablemente por razones históricas se evitó la necesidad de su conversión en ASCII.

La ventaja del código BCD frente a la representación binaria clásica es que no hay límite para el tamaño de un número. Los números que se representan en formato binario están generalmente limitados por el número mayor que se pueda representar con 8, 16, 32 o 64 bits. Por el contrario, utilizando BCD, añadir un nuevo dígito solo implica añadir una nueva secuencia de 4 bits.

b ) Teoría del CI 74LS47

El  74LS47N es un decodificador/controlador de BCD a siete segmentos con salidas de activación en bajo, diseñadas para la conducción directa de indicadores incandescentes o LEDs de ánodo común. El circuito puede impulsar bujías de lámpara o LEDs de cátodo común. Todos los circuitos, excepto el LS49, tienen controles de entrada/salida de supresión de cresta completa y una entrada para prueba de lámpara. Los patrones de visualización para los contadores de entrada BCD superiores a 9 son símbolos únicos para autenticar las condiciones de entrada. Sus circuitos incorporan control de puesta a cero de flanco positivo o negativo automático (RBI\ y RBO\). La prueba de lámpara (LT/) de estos tipos se puede realizar en cualquier momento cuando el nodo BI\/RBO\ está en nivel alto. Todos los tipos (incluyendo el '49 y el 'LS49) contienen una entrada de borrado (BI\) que puede ser utilizada para controlar la intensidad de la lámpara pulsando o inhibiendo las salidas.

• Características:

• Salida de colector abierto
• Anodo común
• Las salidas de colector abierto conducen directamente los indicadores
• Provisto con prueba de lámpara
• Puesta a cero con flanco positivo/negativo
• Todos los tipos de circuitos incluyen la capacidad de modulación de intensidad de la lámpara
• Supresión de cero / arrastre de cero
• Todos los tipos de circuitos cuentan con capacidad de modulación de intensidad de lámpara
• Conduce un LED ánodo común mediante indicadores incandescentes
• Disposición de la prueba de la lámpara
• Líder / Supresión cero final
• Todos los tipos de circuitos de características lámpara capacidad de modulación de intensidad
• Salida de Colector Abierto
• Aplicaciones: Procesado de Señal, Defensa, Militar y Aeroespacial  

Especificaciones:

• Familia: LS
• Tipo de  lógica  del circuito: Decodificador y controlador
• Número de salidas: 7
• Tensión de alimentación mínima: 4.75 V
• Tensión de alimentación máxima: 5.25 V
• Corriente:  24 mA
• Temperatura de operación mínima: 0°C
• Temperatura de operación máxima: 70°C
• Encapsulado:  DIP
• 16 pines

c ) Teoría del Display de 7 segmentos de ánodo común

Display 7 Segmentos ánodo y cátodo común

El display 7 Segmentos es un dispositivo opto-electrónico que permite visualizar números del 0 al 9. Existen dos tipos de display, de cátodo común y de ánodo común. Este tipo de elemento de salida digital o display, se utilizabá en los primeros dispositivos electrónicos de la década de los 70’s y 80’s. Hoy en día es muy utilizadon en proyectos educativos o en sistemas vintage. También debido a su facilidad de uso, mantenimiento y costo, son utilizados en relojes gigantes o incluso como marcadores en algunos tipos de canchas deportivas.

SÍMBOLO DEL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

El display de 7 segmentos tiene una estructura casi estándar en cuanto al nombre de los segmentos. Para dicho elemento, se cuenta con 7 leds, uno para cada segmento. Para cada segmento, se le asigna una letra desde la «a» hasta la «g».  El display tiene por nombre a cada uno de los siguientes segmentos, es decir, el símbolo del display 7 segmentos es:

TIPOS DE DISPLAY 7 SEGMENTOS

Existen dos tipos principales para los display 7 segmentos. Esta diferencia depende principalmente del arreglo como están conectados los leds que forman a cada segmento. Sabemos que un led tiene dos terminales que se denominan: cátodo y ánodo. El ánodo es la parte positiva del LED, mientras que el cátodo es el pin negativo. Entonces los tipos de display de 7 segmentos se dividen en aquellos de cátodo común y los de ánodo común. Entonces el display tendrá además de los 7 segmentos, 1 pin común. Este pin común se conecta al catodo o al anodo dependiendo del tipo de display.

DISPLAY 7 SEGMENTOS CÁTODO COMÚN

El display cátodo común es aquel que tiene el pin común conectado a los negativos de los LED’s (cátodo). Esto significa que este tipo de display se «controla» con ‘1’ s lógicos o con voltaje positivo. El arreglo para un display de cátodo común seria el siguiente:

DISPLAY 7 SEGMENTOS ÁNODO COMÚN

El display ánodo común es aquel cuyos ánodos están conectados al mismo punto. Este tipo de display es controlado por ceros, es decir que el microcontrolador o MCU, FPGA o microprocesador, le asigna a cada segmento un cero lógico (también llamada tierra digital). El esquema o diagrama del display de 7 segmentos en ánodo común es:

FUNCIONAMIENTO DEL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

El display de 7 segmentos funciona al activar y desactivar cada uno de los leds para formar los números deseados. Por ejemplo, en la siguiente imagen te mostramos como debe de ser la activación de cada segmento para representar los números 0 y 3.

d ) Circuito implementado por usted, foto

e ) Creatividad✅

f ) video