Driver com portas lógicas para display de sete segmentos
Na fórmula da figura 1, substituindo o "n" por 3, a quantidade de números representado será 8. Contando do 0 o número final seria 7. Então escolheremos 4 para substituir "n" na fórmula, logo resultado será 16. O importante aqui é sobrar e não faltar.
Olá pessoal. A postagem de hoje é continuação do conteúdo de Eletrônica Digital sobre os displays de 7 segmentos. Mostrarei para você como se dá o acionamento de um equipamento deste através de uma lógica combinacional de portas lógicas.
O modelo que irei utilizar como exemplo é o de um display de cátodo comum. O desafio é através fazer ele mostrar os números de acordo com o número selecionado na entrada. Para isso termos que usar uma linguagem numérica da eletrônica digital. Eu escolhi aqui o sistema binário. Quero que o display mostre todos os número de 0 a 9. Para isso eu tenho que escolher um conjuntos de 4 caracteres em linguagem binária para ler todos os números decimais escolhidos. Há uma equação que nos ajuda com isso:
Figura 1: Representação decimal é igual a dois (por ser número binário) elevado no exponente "n" que é o número de caracteres. Fonte: do autor.
Montaremos uma tabela verdade então para converter todos números decimais de 0 a 9 para binários. Acompanhem na figura 2.
Figura 2: Conversão de números decimais de 0 a 9 para seus equivalentes binários. Fonte: do autor
Agora iremos converter esses números binários de entrada para um código que os mostre nos display de 7 segmentos. Levando em conta que cada segmento em um displays possui uma letra, iremos montar uma segunda tabela onde cada letra (segmento do display) será uma coluna e terá uma lógica binária para acionamento de cada número de entrada. Acompanhem na figura 3.
Figura 3: Tabela verdade para codificação de display de 7 segmentos. Fonte: do autor.
Com a tabela montada só teremos que extrair para cada letra (segmento) uma equação booleana para aí poder montar um circuito lógico. Para isso eu escolhi o sistema Mapa de Karnaugh e para facilitar vou utilizar o site Logic Circuit Simplification (SOP an POS), link na referência bibliográfica desta postagem, para agilizar a montagem equações booleanas para cada segmento. O passo a passo de como utilizar o site está no vídeo deste mesmo conteúdo da postagem do blog no canal Luiz Cherem - Eletricidade. (acesse aqui). Na figura 4 teremos as sete equações booleanas para cada segmento.
Figura 4: Equações booleanas extraídas da tabela verdade da figura 3 usando o método Mapa de Karnaugh com auxílio do site Logic Circuit Simplification (SOP an POS). Fonte: do autor.
E está pronto. Com as equações booleanas em mãos fica fácil montar o circuito eletrônico digital de driver para segmentos para ler as unidades numéricas de zero a 9. Eu escolhi por utilizar o Deeds Digital Circuit Simulator para montar este circuito eletrônica. A figura 5 traz a imagem deste circuito montado.
Figura 5: Circuito decodificador de números binários de 0000 a 1001 utilizando portas lógicas. O circuito foi montado e testado virtual pelo software gratuito Deeds Digital Circuit Simulator. Fonte: do autor.
E com isso chegamos ao final de mais um etapa deste mini curso sobre display de sete segmentos. Vale lembrar que no canal Luiz Cherem - Eletricidade Elétrica traz um vídeo sobres este mesmo assunto, então não deixe de ir lá e conferir.
Todo o desenvolvimento do circuito do conteúdo desta postagem foi em cima de um display de 7 segmentos de cátodo comum. Para um display de ânodo comum, na montagem da tabela verdade o 0 irá sinalizar o segmente aceso e o 1 o segmento apagado. Com isso as equações booleanas serão outras e a montagem do circuito também.
Este conteúdo é para facilitar o entendimento de uma montagem de circuito também para display quanto para qualquer dispositivo que necessite de uma circuito digital para acionamento. No próximo conteúdo eu irei trazer um componente que irá simplificar a montagem deste tipo de circuito, pois utilizar várias portas lógicas não é um trabalho muito viável. Imaginem o trabalho de uma PCB com todas essas portas lógicas só para acionar display!
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Muito obrigado pela sua atenção e até mais!
Referência Bibliográfica
4_variables - Logic Circuit Simplification (SOP an POS) - Disponível em: http://www.32x8.com/var4.html - Acesso em: 27 de jul. de 2023;
Deeds Digital Circuit Simulator - Digital Electronics Deeds - Disponível em:https://www.digitalelectronicsdeeds.com/index.html - Acesso em: 27 de jul. de 2023.
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