Un IC decodor digital este un dispozitiv care convertește un format digital într-altul și unul dintre cele mai frecvent utilizate dispozitive pentru a face acest lucru se numește Decodor de afișare pe 7 segmente BCD (Binary Coded Decimal - zecimal codat binar).

Afișajul tip LED (Light Emitting Diode) cu 7 segmente sau ecran LCD (Liquid Crystal Display) oferă o modalitate foarte convenabilă de a afișa informații sau date digitale sub formă de numere, litere sau chiar caractere alfanumerice.

În mod obișnuit, display-urile cu 7 segmente sunt alcătuite din șapte LED-uri colorate (numite segmente), într-un singur pachet de afișare. Pentru a produce numerele necesare, sau caracterele HEX de la 0 la 9 și de la A la F pe display, trebuie să fie iluminată combinația corectă de segmente LED, iar BCD pentru decodoarele de afișare pe 7 segmente, cum ar fi 74LS47, tocmai asta fac.

Un afișaj LED standard cu 7 segmente are în general 8 conexiuni de intrare, unul pentru fiecare segment LED și unul care acționează ca un terminal comun sau o conexiune pentru toate segmentele interne de afișare. Unele afișaje singure au un pin de intrare suplimentar, pentru a afișa un punct zecimal, în colțul din dreapta jos sau din stânga.

În domeniul electronicii există două tipuri importante de afișare digitală LED cu 7 segmente.

1. Display cu catod comun (CCD) - În afișajul cu catod comun, toate conexiunile catod ale LED-urilor sunt legate împreună la "0" logic sau la masă. Segmentele individuale sunt iluminate prin aplicarea unui semnal "HIGH", "1" logic, la terminalele individuale anod.

2. Display cu anod comun (CAD) - În afișajul cu anod comun, toate conexiunile anod ale LED-urilor sunt legate împreună la "1" logic, iar segmentele individuale sunt iluminate prin conectarea terminalelor catod individuale la un semnal "LOW", "0" logic.

Format cu Catod comun și Anod comun

Conectarea electrică a diodelor individuale pentru un afișaj cu catod comun și un afișaj cu anod comun și prin iluminarea individuală a fiecărei diode LED, acestea pot fi făcute pentru a afișa o varietate de numere sau caractere.

Format de afișare pe 7 segmente

Deci, pentru a afișa numărul 3, de exemplu, segmentele a, b, c, d și g ar trebui să fie iluminate. Dacă vrem să afișăm un alt număr sau o literă, atunci ar trebui să fie iluminat alt set de segmente. Atunci, pentru un afișaj cu 7 segmente, putem produce un tabel de adevăr care dă segmentele care trebuie să fie iluminate pentru a produce caracterul dorit, după cum se arată mai jos.

Tabelul de adevăr pentru un AFIȘAJ cu 7 segmente

Elemente afișate pe 7 segmente pentru toate numerele.

Se poate observa că pentru a afișa un număr de o singură cifră de la 0 la 9 în binar sau litere de la A la F în hexazecimal, am avea nevoie de 7 conexiuni separate de segment plus o conexiune suplimentară pentru conexiunea "comună" a LED-urilor. De asemenea, deoarece segmentele sunt în principiu o diodă emițătoare standard, circuitul de comandă ar trebui să producă până la 20 mA de curent pentru a ilumina fiecare segment individual. Pentru a afișa numărul 8, toate cele 7 segmente ar trebui să fie aprinse, rezultând un curent total de aproape 140 mA (8 x 20mA).

Evident, folosirea atâtor conexiuni și consumul de energie este impracticabilă pentru unele circuite electronice sau cu microprocesor și astfel, pentru a reduce numărul de linii de semnal necesare pentru a comanda doar un singur afișaj, sunt folosite decodoare de afișare, cum ar fi BCD to 7-segment Display Decoder și Driver IC-uri.

Codul zecimal codificat binar

Numerele zecimale codificate binar (BCD sau "8421" BCD) se compun folosind doar 4 biți de date (jumătate de octet), similar cu numerele hexazecimale pe care le-am văzut în tutorialul binar, dar spre deosebire de numerele hexazecimale care variază în întregime de la 0 până la F, numerele BCD variază de la 0 la 9, cu modelele binare de la 1010 până la 1111 (A la F) fiind intrări nevalide pentru acest tip de afișare și astfel nu sunt utilizate, așa cum se arată mai jos.

BCD pentru decodoarele de afișare pe 7 segmente

Un BCD pentru un decodor de afișare pe 7 segmente, cum ar fi TTL 74LS47 sau 74LS48, are 4 intrări BCD și 7 linii de ieșire, câte una pentru fiecare segment LED. Acest lucru permite ca un număr binar mai mic pe 4 biți (jumătate de octet) să fie utilizat pentru afișarea tuturor numerelor de la 0 la 9 și prin adăugarea a două afișaje împreună, o gamă întreagă de numere de la 00 la 99 poate fi afișată cu doar un singur octet de 8 biți de date.

Folosirea BCD la pachet permite ca două cifre BCD să fie stocate într-un singur octet (8 biți) de date, care să permită unui singur octet de date să dețină un număr BCD în intervalul de 00 până la de 99.

Un exemplu de intrare BCD pe 4 biți (0100) reprezentând numărul 4 este prezentat mai jos.

Decodor de afișare. Exemplul nr. 1

În practică, rezistoarele de limitare a curentului de aproximativ 150 Ω până la 220 Ω vor fi conectate în serie între cipul decodor/driver și fiecare segment de afișare LED pentru a limita debitul de curent maxim. Există diferite decodoare de afișare și drivere disponibile pentru diferitele tipuri de afișaje disponibile, fie LED sau LCD. De exemplu, 74LS48 pentru tipurile de LED cu catod comun, 74LS47 pentru tipurile de LED cu anod comun sau CMOS CD4543 pentru tipurile de afișare cu cristale lichide (LCD).

Afișajele cu cristale lichide (LCD) au un avantaj major față de tipurile similare cu LED prin faptul că consumă mult mai puțină putere și în prezent, atât afișajele LCD, cât și afișajele LED sunt combinate pentru a forma afișaje de tip alfanumeric cu matrice de puncte mai mari, care pot afișa litere și caractere precum și numerele în ieșiri standard de culoare roșie sau tricolor.