Politechnika Białostocka

Wydział Elektryczny

SPRAWOZDANIE Z ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Synteza Układów Cyfrowych

(Nazwa przedmiotu)

Ćwiczenie numer: 2

Temat: Przełączniki, wyświetlacze, multipleksery

Imiona i nazwiska studentów:

Piotr Wołkowycki

Kamil Świerzbin

Rodzaj studiów: stacjonarne, II stopnia

Kierunek studiów: elektrotechnika

Semestr: I Grupa laboratoryjna: L8

Prowadzący ćwiczenia: dr Walenty Owieczko

.................................. Ocena

(Data wykonania ćwiczenia)

.............................................

(data i podpis prowadzącego)

Witam.

Nazywam się Piotr Wołkowycki i zapraszam państwa na kolejny odcinek "Mojej przygody z Techniką cyfrową".

W dzisiejszym odcinku, jak co tydzień, chcemy zaprezentować państwu prosty układ cyfrowy. Dzisiejszy układ ma wszechstronne możliwości zastosowania i w nieco zmienionej i - nie okłamujmy się - bardziej zaawansowanej formie spotykamy go w wielu urządzeniach elektronicznych. Chociaż możemy nie do końca zdawać sobie z tego sprawę są to jedne z pierwszych układów cyfrowych które weszły do naszego życia codziennego, i pomimo, iż w dobie coraz powszechniejszego stosowania wyświetlaczy LCD mogą powoli wychodzić z użytku, nie należy o nich zapominać nawet z samego szacunku, gdyż odegrały nie małą rolę w historii rozwoju elektroniki.

Układy które będziemy dziś omawiać to układy obsługujące wyświetlacze 7-segmentowe. Są to układy bez których nie mógł się obejść żaden zegarek cyfrowy, a zarazem układy o których niedługo nikt nie będzie pamiętać, gdyż we wszystkich urządzeniach w których dziś występują za dekadę wyświetlacze 7-segmentowe zostaną zastąpione ekranami dotykowymi. Niemniej jednak leżą one u podstaw techniki cyfrowej, dlatego postaramy się dziś kilkoma słowami je omówić.

Chcąc wyświetlić jakąkolwiek cyfrę na wyświetlaczu 7-segmentowym musimy zastosować element 7447 który jest nieodłącznym kompanem tego wyświetlacza - konwertuje on kod BCD na kod zawierający stany poszczególnych elementów wyświetlacza. Aby niepotrzebnie nie znużyć państwa, nie będziemy skupiać się na żadnym przypadku szczególnym zastosowania tego układu, omówimy raczej najprostszy z możliwych a mianowicie wyświetlanie liczb od 0 do 9. Układ ten realizuje się z wykorzystaniem jednego wyświetlacza, jednego układu 7447 oraz licznika w kodzie BCD. Jako, że liczymy od 0 do 9 kod BCD odpowiada w tym zakresie kodowi NB. Jeśli zaszła by państwa potrzeba liczenia i wyświetlania liczb w większym zakresie wystarczy dodać odpowiednią liczbę liczników sprzężonych ze sobą z których każdy będzie liczył od 0 do 9 w ten sposób dostaniemy wynik w kodzie BCD który wystarczy po prostu podpiąć przez układ 7447 do wymaganej liczby wyświetlaczy.

Do wykonania naszego zadania będziemy potrzebować dwóch liczników lpm_counter (jednego połączonego z kwarcem"clock_50" występującego w funkcji źródła sygnału i drugiego w funkcji licznika), układu 7447 (konwertera z kodu BCD na 7SEG) i wyświetlacza (reprezentowanego w układzie przez 7 wyjść - każde odpowiadające jednemu segmentowi):

Jeden z liczników konfigurujemy tak aby podawał sygnał zegarowy w mniej więcej sekundowych odstępach czasu - dzielimy sygnał z kwarcu przez 2²⁴. Do tak otrzymanego źródła sygnału podłączamy licznik modulo 16 (co prawda licznik modulo 10 dawałby lepsze rozwiązanie, ale przy liczniku modulo 16 możemy zaobserwować ciekawy efekt występujący gdy układ 7447 dostaje kod inny niż BCD). Wyjścia licznika podłączamy do układu 7447 a ten z kolei do poszczególnych segmentów naszego licznika. W efekcie mamy licznik który liczy od 0 do 9 a następnie wyświetla 6 niezidentyfikowanych krzaków. Aby odkrzaczyć teren należało by zainstalować reset licznika przy wartości 10.

Po złożeniu układu (w wersji bez resetu przy wartości 10) dostajemy taki oto układ:

Rys. 1. Dolna część układu

Rys. 2. Górna część układu

(jako całość po prostu się nie mieści)

Na podstawie tego układu mogą państwo tworzyć inne w zależności od bieżącej potrzeby. Można wprowadzać tu wiele modyfikacji, idea jednak pozostaje taka sama - liczba w kodzie BCD, każda cyfra na oddzielnym liczniku z własnym układem 7447.

Dziękujemy za uwagę. Do zobaczenia w następnym odcinku.