El display de siete segmentos
El display de siete segmentos es el método probablemente más usado, o que se usó, para mostrar los datos procesador de forma que el usuario los pueda interpretarlos. Cada dígito mostrado está formado por un grupo de siete elementos lumínicos que pueden ser leds. Las líneas, de fibra óptica alimentadas por el led correspondiente, se agrupan en una figura que se corresponde con el número 8 cuando están iluminados los 7 leds. Todos los dígitos, desde el cero (0) hasta el nueve (9), pueden ser formados con la iluminación de la apropiada línea lumínica.
Cualquier elemento que emita luz puede ser usado en un display de siete segmentos, desde los viejos agrupamientos de lámparas incandescentes, hasta los más recientes agrupamientos de leds de alta luminosidad y bajo consumo o los leds orgánicos, en pleno auge hoy en día y con un consumo de energía muy bajo (OLED).
Los displays de led’s de siete segmentos puede ser fabricados con diferentes configuraciones, ya sean los agrupamientos de los led’s en el mismo display como se muestra en la figura 2 o con el uso de líneas de fibra óptica como en la figura 3.
En los displays de siete segmentos fabricados con diodos emisores de luz estos pueden estar agrupados de forma tal que su unión común pueda ser por sus cátodos o por sus ánodos como se muestra en las figuras 4 y 5
Para el display de la figura 4 con conexión en cátodo común, la salida del decodificador de siete segmentos deberá ser una señal activa alta (H) para que se ilumine el diodo, o grupo de ellos, correspondiente. Mientras que en la conexión de ánodo común como se muestra en la figura 5, la señal activa para iluminar los diodos deberá encontrarse en el estado bajo (L). Esto es muy fácil de comprobar con una punta de prueba lógica en que se analizan señales bajas y altas con solamente dos diodos como indicadores, el rojo para el estado activo bajo (L) y el verde para el estado activo alto (H).
Qué son los decodificadores de siete segmentos
Existen varias formas para energizar o que se ilumine el diodo o grupo de ellos que se requiera para mostrar la información en el display de 7 segmentos. En cualquiera de los agrupamientos será necesaria una señal digital de siete bit además de un bit adicional si existe el punto decimal.
Cómo no es usual que los sistemas digitales operen con señales de 7 bit, se hace necesario el uso de un driver que pueda manipular esos elementos el cual genera la señal de siete bit necesaria para operar el display y se llama DECODIFICADOR.
La entrada del decodificador es una señal binaria decimal por lo general y el elemento o circuito integrado que realiza esa función se llama decodificador BCD a siete segmentos (BCD significa Código Decimal Binario). Si se usa el punto decimal este es manipulado de forma separada y no está disponible para ser operado en el decodificador por norma general aunque hay circuitos integrados de ese tipo que lo traen.
Para evitar confusiones se debe aclarar que la palabra decodificador tiene dos significados relacionados ambos con los circuitos digitales. Un decodificador lógico es un elemento a media escala de integración (MSI) que es controlado por un direccionador y es usado en el control de memoria por lo general, pero este no es el tipo de decodificador sobre el que se habla aquí. Se está tratando sobre el decodificador para display de siete segmentos.
Ver aquí algunos tipos de decodificadores
Un decodificador de siete segmentos, de ahora en adelante decoder, tiene cuatro entradas para señales BCD (Código Decimal Binario) las que dan 16 combinaciones diferentes que van desde 0000 a 1111, aunque solamente se necesitan 10 combinaciones para representar los números del 0 al 9 en el display de siete segmentos. Las 6 que restan pueden ser usadas para mostrar ciertas letras del alfabeto como la E para mostrar que hay un error.
Existen muchos decoders en el mercado de componentes electrónicos, incluso los hay que tienen integradas las funciones del contador y el decoder como tal en un solo circuito integrado, pero como se explica el funcionamiento para poder reparar los sistemas digitales se hace desglosando las funciones. En la figura 6 se muestra un circuito integrado decodificador de 7 segmentos, el circuito integrado decodificador de siete segmentos DM9368, que fue muy usado hace unos años. Con ese decoder, el DM9368, fabriqué hace algún tiempo un frecuencímetro digital que aún conservo.
La “tabla de la verdad” para este decoder puede ser descargada junto a sus especificaciones aquí pues con esa tabla se analiza el funcionamiento del decoder.
Los círculos situados en los pines de salida del IC indican una señal activa baja (L) correspondiendo a la configuración de ánodo común explicada en párrafos anteriores por lo que solo opera con displays de 7 segmentos con esa configuración. A la derecha de la figura 6 aparece la distribución de cada fibra óptica que es iluminada por el led en correspondencia con la salida activa del DM9368 (en la figura aparece el IC 9370).
Se debe aclarar que los pines del IC señalados con A y sus respectivos subíndices numéricos, son las entradas que vienen del contador digital en código binario. Las letras en minúsculas desde la “a” hasta la “g” son las salidas hacia el display de siete segmentos. El pin nombrado como EL controla el cerrojo o latch con que viene fabricado el IC. Este cerrojo o latch es quien evita que los números corran constantemente sin poder leerse en el display como es el caso de los contadores de frecuencia, de velocidad, etc. El display muestra la numeración enclavada o asegurada gracias al pulso de pestillo o cerrojo que se aplica por la entrada EL .
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