DIY / 74HC

MC74HC4511N-guide: vis et ciffer på et 7-segment-display

Et syv-segment-display har syv separate segmenter, så at vise cifferet 5 betyder at tænde præcis de rigtige fem af dem. At gøre det ud fra et fire-bit binært tal er hele opgaven for MC74HC4511N. Den afkoder en BCD-værdi til de syv segmentsignaler, kan låse værdien fast og driver displayudgangene direkte.

BCD ind, syv segmenter ud

BCD betyder binært kodet decimal: fire bit, der indeholder ét decimalciffer, 0 til 9. Chippen har fire BCD-indgange, A (ben 7) som mindst betydende bit og D (ben 6) som mest betydende. Den har syv udgange kaldet a til g, én per displaysegment, i den sædvanlige opstilling hvor a er den øverste streg, b og c er de højre streger, d er den nederste, e og f de venstre og g den midterste. Uden denne chip skulle du selv lave syv logiske udtryk og en håndfuld porte — ligesom i adressedekodningen med en 74HC138 er dekoderen bygget ind på forhånd.

De tre styreben

Tre styreindgange bestemmer, hvad displayet viser. LE (latch enable, ben 5) er hukommelsen: lavt niveau lader BCD-indgangene gå direkte igennem, og højt niveau fastholder den sidste værdi, der var til stede mens LE var lav, så displayet bliver ved med at vise rigtigt, selv efter indgangen ændrer sig. BI (blanking input, ben 4) er aktiv lav: lavt niveau tvinger alle syv udgange lave, og displayet går ud — det er også sådan man dæmper et display ved at pulse det. LT (lamp test, ben 3) er også aktiv lav: lavt niveau sætter alle syv udgange høje, så hvert segment lyser, og du kan kontrollere displayet med én ledning. Ifølge databladet tilsidesætter LT både BI, og BI tilsidesætter den afkodede værdi.

Et komplet eksempel

MC74HC4511-funktionsforløb: en fire-bit BCD-værdi passerer en transparent latch styret af LE, afkodes og driver syv segmentudgange a til g.
Med LE lav løber værdien igennem; LE høj fastholder den sidste værdi. SVG.

Her er én komplet gennemgang. Forsyn chippen med VCC på ben 16 og GND på ben 8 — databladet tillader 2 til 6 V, så 5 V er typisk. Lad LT og BI være høje, så de hverken slukker eller lampetester, og hold LE lav. Sæt nu BCD 0101, altså fem: A=1, B=0, C=1, D=0. Udgangene lander med a, c, d, f, g høje og b, e lave, hvilket netop er cifferet 5. Sæt LE høj, og mønstret bliver stående på displayet, selv hvis A–D ændrer sig bagefter. For at slukke displayet et øjeblik trækkes BI lav; for at låse op igen sættes LE lav med nye data på indgangene. Ved 4,5 V garanterer databladet højst 120 ns forsinkelse fra en BCD-indgang eller fra LE til en udgang, så til cifre, mennesker skal læse, er timingen aldrig begrænsningen.

Forbindelse til et rigtigt display

Disse HC-udgange er aktiv høje, så de passer til et LED-display med fælles katode: den fælles katode går til jord, og hver segmentanode forsynes fra sit udgangsben gennem sin egen seriemodstand. Giv hvert segment sin egen modstand, aldrig én fælles, ellers skifter lysstyrken med cifferet. Hold strømmen beskeden: databladet garanterer udgangsniveauerne ved op til 4,0 mA per udgang ved 4,5 V og 5,2 mA ved 6 V og begrænser DC-strømmen til 25 mA per ben og 70 mA for hele kapslen. Til et stort, lysstærkt display skal chippen styre transistorer eller en dedikeret driver i stedet for selve lysdioderne. Et display med fælles anode kræver en inverterende driver, for denne kreds kan ikke trække segmentstrømmen gennem en fælles positiv forsyning.

Benforbindelser for MC74HC4511N

Figuren viser butikkens N-suffiks 16-bens plastik-DIP ovenfra, med ben 1 ved hakket og nummerering mod urets retning. Ben 1 er B og ben 2 er C — bemærk at BCD-bittene ikke følger bennumrene: A er ben 7 og D er ben 6. Ben 3 er LT, ben 4 er BI, ben 5 er LE, ben 8 er GND og ben 16 er VCC. Segmentudgangene er a=13, b=12, c=11, d=10, e=9, f=15 og g=14. Forbind alle ubrugte indgange til GND eller VCC, lad aldrig en flyde; en flydende CMOS-indgang driver og trækker strøm.

MC74HC4511N DIP-16 set ovenfra med BCD-indgangene A til D, segmentudgangene a til g, LE, BI, LT, VCC og GND.
16-bens plastik-DIP set ovenfra; ben 1 er ved hakket. SVG.

Forholdet til CD4511 og MC14511

4511-funktionen er ældre end denne kreds. Motorola skriver, at MC74HC4511 er benidentisk med metal-gate-udgaven MC14511, men har CMOS-udgangsdrivere i stedet for den ældre deles bipolære drivere, så kopiér ikke antagelser om LED-strøm fra et CD4511B- eller MC14511-design. Indgangene er direkte kompatible med CMOS-udgange og med LSTTL-udgange, når der tilføjes pull-up-modstande. Anden 4000-serie-logik på lager, som MC14002 med fire indgange NOR, er en ren port; denne kreds er en komplet afkod-og-driv-blok.

Se MC74HC4511N-produktet.

Kilder: Motorolas tekniske data for MC74HC4511 i High-Speed CMOS Logic Data og TIs datablad for CD4511B om den oprindelige funktion. Motorola PDF · TI PDF.