3.5. Синтез преобразователя кода и подключение семисегментных индикаторов.

Для выполнения данного этапа задания выясните роль преобразователя в данной схеме. Методика синтеза преобразователя кода для цифровой индикации представлена в [I, c. 188-194].

Ознакомьтесь и изучите типы индикаторов, применяемых в реализации схем цифровых устройств.

Способов реализации преобразователя существует несколько. Можно использовать ИМС дешифратора двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора, например К514ИД1.

Но по условию задания его необходимо построить с использованием логических ИМС, а следовательно применить метод классического синтеза КЦУ. При этом необходимо предварительно осуществить выбор типа индикатора.

На рис.3.4 приведены УГО двух типов индикаторов : АЛС324А и АЛС324Б, которые отличаются друг от друга схемой включения светодиодов.

Светодиоды АЛС324А имеют общий катод – вход , на который необходимо подать уровень лог.0. Для высвечивания какого-либо сегмента на соответствующий вход подается уровень лог.1, для его гашения – лог.0.

Светодиоды АЛС324Б имеют общий анод - вход S, на который необходимо подать уровень лог.1. Для высвечивания какого-либо сегмента на соответствующий вход подается уровень лог.0, для его гашения – лог.1.

На рис.3.5. приведены обозначения сегментов индикатора.

АЛС324А АЛС324Б Обозначения сегментов

УГО индикаторов Рис.3.5

Рис.3.4

Следующим этапом синтеза является заполнение таблицы функционирования преобразователя, для чего необходимо иметь изображения сегментов при индикации всех цифр (0 – 9) с соответствующим их обозначением.

Форма таблицы функционирования приведена ниже (табл.3.2). В строке, соответствующей индицируемой цифре «0», входные сигналы соответствуют «0» в двоичном коде, а выходные сигналы определяют управление сегментами индикатора для высвечивания цифры. Например, для индикатора АЛС324А преобразователь кода формирует лог.1 для высвечивания сегментов A,B,C,D,E,F, а для гашения последнего сегмента G – появится уровень лог.0. Если выбран индикатор АЛС324Б очевидно, что таблица будет иметь вид инверсный относительно данной.

Таблица 3.2

Индуц. цифра	Входные сигналы				Выходные сигналы
	Х8	Х4	Х2	Х1	A	B	C	D	E	F	G
0 1 2 . . . . . . 9	0 0 0 . . .	0 0 0 . . .	0 0 1 . . .	0 1 0 . . .	1 0 1 1 0 1 1 1 1 1	1 . . . . .	1 . . . . .	1 . . . . .	1 . . . . .	1 . . . . .	0 . . . . .

Далее необходимо записать систему логических уравнений для выходных функций и по ним построить логическую схему преобразователя. Однако эти уравнения не будут иметь минимальной формы, поэтому для построения рациональной схемы преобразователя необходимо выполнить минимизацию выходных функций методом карт Карно.

При заполнении карты необходимо учесть следующее. Поскольку минимизируются выходные функции, а преобразователь кода имеет семь выходов, то количество логических уравнений в системе и соответственно карт Карно будет равно семи. Координатами клеток служат значения аргументов, т.е. входных сигналов, поэтому необходима карта для четырех аргументов; в самой клетке записывается значение функции (выхода).

Н а рис.3.6. приведена карта для выхода А (именно поэтому столбец для этой функции в таблице 1.4 заполнен полностью). Поскольку строк в таблице десять, а клеток шестнадцать, то шесть клеток оказываются не заполненными. В этих клетках проставляется знак «*», которые допускается включать в выделяемые на карте области с целью увеличения их размера.

Карта Карно для сегмента А

Рис.3.6

После заполнения всех карт необходимо для каждой из них записать минимальные конъюнктивные либо дизъюнктивные формы уравнений. В рассматриваемом случае уравнение для выхода А имеет вид в МДФ:

Аналогичным образом записываются минимизированные уравнения и для остальных выходов преобразователя.

Для рационального построения логической схемы преобразователя полученные уравнения желательно перевести в минимальный базис И-НЕ.

В завершении синтеза выполняется построение логической схемы преобразователя кода в соответствии с приведенными уравнениями.

При подключении семисегментных индикаторов необходимо учитывать, сигналы с выходов преобразователя (A - G ), управляющие свечением сегментов индикатора, подаются параллельно на одноименные входы индикаторов (A – G). Поэтому выход А преобразователя подключается ко входу А каждого индикатора, выход В – ко входу В каждого индикатора и т.д.

Осуществите синтез преобразователя кода для семисегментного индикатора в следующей последовательности:

3.5.1. Осуществите выбор типа полупроводникового светодиодного индикатора

(АЛС324А или АЛС324Б), приведите его УГО и принципиальную схему.

3.5.2. Приведите рисунок семи сегментов с их обозначениями и изображение

индицируемых цифр (0-9).

3.5.3. Постройте таблицу функционирования преобразователя кода.

3.5.4. Заполните карты Карно для каждого выхода преобразователя (для каждого

сегмента A - G).

3.5.5. Запишите систему минимизированных уравнений для выходных функций

преобразователя (МДФ или МКФ).

3.5.6. Выполните преобразование полученных логических уравнений в

минимальный базис.

3.5.7. Выполните построение логической схемы преобразователя с подключением

заданного количества индикаторов (см. рис.3.7.).

Логическая схема преобразователя двоично-десятичного кода с подключением цифровых индикаторов.

Рис.3.7