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Display-Decoder

Display-Decoder

Ein Decoder anzeigen ist eine kombinatorische Schaltung, die einen Eingabewert in eine Anzahl von Ausgangsleitungen dekodiert und einen n-Bit-Wert annimmt, um eine Anzeige anzusteuern

Ein Digital-Decoder-IC, ist ein Gerät, das ein digitales Format in ein anderes umwandelt und eines der am häufigsten verwendeten Geräte dafür ist der Binary Coded Decimal (BCD) zu 7-Segment Display Decoder.

7-Segment LED (Light Emitting Diode) oder LCD (Liquid Crystal Display) Displays bieten eine sehr komfortable Möglichkeit, Informationen oder digitale Daten in Form von Zahlen, Buchstaben oder sogar alphanumerischen Zeichen darzustellen.

Typischerweise bestehen 7-Segment-Displays aus sieben einzelnen farbigen LED’s (den sogenannten Segmenten) in einem einzigen Display-Paket. Um die gewünschten Zahlen oder HEX-Zeichen von 0 bis 9 bzw. A bis F zu erzeugen, muss auf dem Display die richtige Kombination von LED-Segmenten beleuchtet werden und BCD zu 7-Segment Display-Decoder, wie es der 74LS47 tut.

Eine Standard 7-Segment-LED-Display hat in der Regel acht (8) Eingangsanschlüsse, einen für jedes LED-Segment und einen, der als gemeinsames Terminal oder Anschluss für alle internen Anzeigesegmente dient. Einige Einzelanzeigen haben auch einen zusätzlichen Eingangspin zur Anzeige eines Dezimalpunktes in der unteren rechten oder linken Ecke.

In der Elektronik gibt es zwei wichtige Typen von 7-Segment LED-Digitaldisplays:

  • 1. Das Common Cathode Display (CCD) – In der gemeinsamen Kathodenanzeige sind alle Kathodenanschlüsse der LED’s zu einer logischen “0” oder Masse verbunden. Die einzelnen Segmente werden durch Anlegen eines “HIGH”, logischen “1”-Signals an die einzelnen Anodenklemmen beleuchtet.
  • 2. Das Common Anode Display (CAD) – In der gemeinsamen Anodenanzeige werden alle Anodenanschlüsse der LED’s zu einer logischen “1” zusammengefügt und die einzelnen Segmente beleuchtet, indem die einzelnen Kathodenanschlüsse mit einem “LOW”, logischen “0” Signal verbunden werden.

Gemeinsames Kathoden- und Anodenformat

Gemeinsame Kathodenanzeige

Der elektrische Anschluss der einzelnen Dioden für gemeinsame Kathoden- und Anodenanzeige und durch individuelle Beleuchtung jeder einzelnen Leuchtdiode kann eine Vielzahl von Zahlen oder Zeichen dargestellt werden.

7-Segment-Displayformat

7-Segment-Displayformat

Um zum Beispiel die Zahl “3” anzuzeigen, müssten die Segmente , b, c, d und g beleuchtet werden. Wenn wir eine andere Zahl oder einen anderen Buchstaben anzeigen wollten, müsste ein anderer Satz von Segmenten beleuchtet werden. Also können wir für eine 7-Segment-Anzeige eine Wahrheitstabelle erstellen, die die Segmente enthält, die beleuchtet werden müssen, um das gewünschte Zeichen zu erzeugen, wie unten gezeigt.

Wahrheitstabelle für eine 7-Segment-Anzeige

Einzelne Segmente Anzeige
a b c d e f g
× × × × × × 0
× × 1
× × × × × 2
× × × × × 3
× × × × 4
× × × × × 5
× × × × × × 6
× × × 7
Einzelne Segmente Anzeige
a b c d e f g
× × × × × × × 8
× × × × × × 9
× × × × × × A
× × × × × b
× × × × C
× × × × × d
× × × × × E
× × × × F

7-Segment-Display-Zeichen

7-Segment-Anzeigeelemente für alle Zahlen.

Es zeigt sich, dass für die Darstellung einer beliebigen einstelligen Zahl von 0 bis 9 im Binärformat oder Buchstaben von A bis F im Hexadezimalformat Sieben separate Segmentanschlüsse und ein zusätzlicher Anschluss für den “gemeinsamen” Anschluss der LEDs erforderlich sind. Da die Segmente im Grunde genommen eine Standard-Leuchtdiode sind, müsste die Treiberschaltung bis zu 20mA Strom erzeugen, um jedes einzelne Segment zu beleuchten und die Zahl 8 anzuzeigen, wobei alle Sieben Segmente beleuchtet werden müssten, was einen Gesamtstrom von fast 140mA (8 x 20mA) ergibt.

Es ist offensichtlich, dass die Verwendung so vieler Anschlüsse und der Stromverbrauch für einige elektronische oder mikroprozessorgesteuerte Schaltungen unpraktisch ist. Um die Anzahl der Signalleitungen zu reduzieren, die für die Ansteuerung nur eines einzelnen Displays erforderlich sind, werden stattdessen Display-Decoder wie der BCD zu 7-Segment Display-Decoder und Treiber-ICs verwendet.

Binär codierte Dezimalzahlen

Binär kodierte Dezimalzahlen (BCD oder “8421” BCD) bestehen aus nur 4 Datenbits (einem Nibble oder einem halben Byte) ähnlich den Hexadezimalzahlen, die wir uns im Binär-Tutorial angesehen haben, aber im Gegensatz zu Hexadezimalzahlen, die von 0 bis F reichen, gehen BCD Zahlen nur von 0 bis 9, wobei die binären Zahlenmuster von 1010 bis 1111 (A bis F) ungültige Eingänge für diese Art der Anzeige sind und daher nicht wie unten gezeigt verwendet werden.

Dezimal Binäres Muster BCD
8 4 2 1
0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1
2 0 0 1 0 2
3 0 0 1 1 3
4 0 1 0 0 4
5 0 1 0 1 5
6 0 1 1 0 6
7 0 1 1 1 7
Dezimal Binäres Muster BCD
8 4 2 1
8 1 0 0 0 8
9 1 0 0 1 9
10 1 0 1 0 Ungültig
11 1 0 1 1 Ungültig
12 1 1 0 0 Ungültig
13 1 1 0 1 Ungültig
14 1 1 1 0 Ungültig
15 1 1 1 1 Ungültig

BCD- zu 7-Segment-Display-Decoder

Ein binär kodierter Dezimal- (BCD) zu 7-Segment-Display-Decoder wie der TTL 74LS47 oder 74LS48 hat 4 BCD-Eingänge und 7 Ausgangsleitungen, eine für jedes LED-Segment. Dadurch kann eine kleinere 4-Bit-Binärzahl (ein halbes Byte) verwendet werden, um alle Dezimalzahlen von 0 bis 9 anzuzeigen, und durch Addition von zwei Displays kann der volle Zahlenbereich von 00 bis 99

BCD zu 7-Segment Decoder

BCD zu 7-Segment Decoder

Die Verwendung von gepackten BCDs ermöglicht die Speicherung von zwei BCD-Ziffern innerhalb eines einzigen Bytes (8 Bit) von Daten, so dass ein einzelnes Datenbyte eine BCD-Nummer im Bereich von 00 bis 99 enthalten kann.

Ein Beispiel für den 4-Bit-BCD-Eingang ( 0100 ), der die Zahl “4” darstellt, ist unten aufgeführt.

Display-Decoder Beispiel Nr.1

BCD-Display-Decoder-Schaltung

In der Praxis würden Strombegrenzungswiderstände von ca. 150Ω bis 220Ω in Reihe zwischen Decoder/Treiberchip und jedem LED-Anzeigesegment geschaltet, um den maximalen Stromfluss zu begrenzen. Es gibt verschiedene Display-Decoder und -Treiber für die verschiedenen Arten von Displays, entweder LED oder LCD. Zum Beispiel der 74LS48 für LED-Typen mit gemeinsamer Kathode, der 74LS47 für LED-Typen mit gemeinsamer Anode oder der CMOS CD4543 für Typen mit Flüssigkristallanzeige (LCD).

Flüssigkristallanzeigen (LCD´s) haben einen großen Vorteil gegenüber ähnlichen LED-Typen, da sie wesentlich weniger Strom verbrauchen und heutzutage sowohl LCD- als auch LED-Displays zu größeren alphanumerischen Dot-Matrix-Displays kombiniert werden, die Buchstaben und Zeichen sowie Zahlen in Standard Rot- oder Dreifarben-Outputs anzeigen können.

1 Kommentar

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  • Dänzer Hansjörg

    Suche Sieben Segment Anzeige einzeln mit Decoder.
    Mit BCD Input

    Abmessung Zahlen 15-20mm Hoch
    Farbe, rot, grün, gelb, blau ?

    Mit freundlichen Grüßen
    H. Dänzer