Vierstellige 7-Segment-Anzeige mit einem einzelnen Binär-Encoder designen

In diesem praktischen Beispiel demonstrieren wir, wie man eine vierstellige 7-Segment-Anzeige baut, die einen 16-Bit-binären Eingang – der eine Dezimalzahl repräsentiert – annimmt und die Anzeige mithilfe eines einzelnen Binär-zu-7-Segment-Encoders ansteuert. Das Design demonstriert die Macht kombinatorischer Logik, Demultiplexing und modularem Design.

Die Gesamtarchitektur der Schaltung ist unten illustriert. Sie verfügt über 16 Primäreingänge für die Zahl, zwei zusätzliche Steuereingänge zur Auswahl der aktiven Ziffer und 28 Ausgangsleitungen, die die vier 7-Segment-Anzeigen ansteuern.

Nur die vier Bits, die der ausgewählten Ziffer entsprechen, werden an den Encoder weitergeleitet; die verbleibenden Bits werden durch die Demultiplexer auf Null gezwungen, sodass die anderen drei Ziffern leer bleiben.

Um zu verstehen, wie die einzelnen Komponenten zusammenarbeiten, vergleichen Sie das Gatter-Diagramm mit der äquivalenten Leiterlogik unten. Beachten Sie, wie ein komplexes System aus gut definierten Teilschaltungen zusammengesetzt wird, was Designern erlaubt, das Gesamtverhalten zu durchdringen, ohne von Details überwältigt zu werden.

Während dieses kombinatorische Design funktional ist, zeigt es immer nur eine Ziffer gleichzeitig. Um die Illusion einer vollständig beleuchteten vierstelligen Anzeige zu erzeugen, ist der nächste Schritt die Einführung einer sequentiellen Schaltung, die schnell durch die Ziffern zykliert – ein Ansatz, der als Multiplexing bekannt ist. Dieses Thema wird in den folgenden Kapiteln behandelt.

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