Индикация информации

Числа на устройствах индикации цифровых приборов отображают­ся, как правило, в привычной десятичной системе счисления. Для этих целей используются газоразрядные и полупроводниковые световые индикаторы. Наибольшее применение в устройствах микроэлектро­ники получили цифровые семисегментные светодиодные и жидкокрис­таллические индикаторы. Их основные достоинства: напряжение пита­ния такое же, как и у подавляющего большинства микросхем - 5 В (у газоразрядных - 200 B), сравнительно малое потребление энергии, миниатюрность.

В семисегментных светодиодных индикаторах стилизованные изображения цифр получаются при высвечивании соответствующих сегмен­тов, обозначаемых буквами a-g, расположенных в виде цифры 8 (рис. 5). Каждый сегмент состоит из одного светодиода, излучающего свет определенной длины волны при протекании через p -n- пе­реход этого диода рабочего тока. Принципиальные схемы и нумерация входов семисегментных индикаторов с раздельным анодом (AЛC32IA, АЛС324А) и раздельным катодом (АЛС321Б, АЛС324Б) даны на рис. 6 и 7, соответственно. Общая шина индикатора с раздельными анодами соединяется с "землей". Светиться будут те сегменты, на аноды кото­рых в данный момент поступает сигнал 1(+5 В) (управление едини­цей). Общая шина индикатора с раздельными катодами соединяется с положительным полюсом источника (+5 В). Светиться будут те сегменты, на катоды которых в данный момент поступает уровень 0 (управление нулем).

Совокупность сигналов на входах индикатора, однозначно соот­ветствующая данному числу, называется кодом семисегментного инди­катора.

Для преобразования двоичного кода в код семисегментного ин­дикатора служат специализированные кодопреобразовательные ИМС 514ИД1, 514ИД2 (рис. 8). Вход Г служит для гашения индикации подачей на него нулевого сигнала. При работе микросхем в режиме дешифратopa Г = 1. Дешифратор 514ИД1 работает со светодиодными ин­дикаторами, имеющими раздельные аноды, а 514ИД2 - раздельные катоды. Дешифратор 514ИД2 соединяют с индикатором через резисторы сопротивлением 200 - 500 Ом, а в 514ИД1 токоограничивающие резис­торы содержатся в его корпусе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1. Исследовать шифратор на элементах И-НЕ:

а) собрать на УЛС шифратор (рис.2), используя ИМС К155ЛА2, К155ЛА1 и К155ЛА3, и светодиоды БИ, которые включить на выходы шифратора;

б) проверить работу шифратора, преобразуя десятичный код в двоичный. Результаты опыта занести в таблицу 3.

Таблица 3

Десятичное число (номер клавиши)	Двоичное число

Задание 2. Изучить дешифратор.

а) собрать на УЛС двухвходовой дешифратор на логических элементах И-НЕ (рис. 3), используя ИМС К155ЛА3. На вход и выход дешифратора включить светодиоды БИ;

б) проверить работу собранного дешифратора и убедиться в преобразовании двоичного кода в унитарный.

Данные опыта занести в таблицу 4.

Таблица 4

Входы дешифратора	Выходы дешифратора

Задание 3. Преобразование двоичного кода в десятичный с помощью семисегментного индикатора АЛС321Б или АЛС324Б и кодового преобразователя К514ИД2.

1. Составить таблицу кода семисегментного индикатора АЛС321Б или АЛС324Б с раздельным катодом. Собрать схему (рис.7), подать на объединенные входы 3, 9, 14 уровень 1 (+5 В). Подавая нулевой уровень на соответствующие сегменты, получить на индикаторе све­тящиеся цифры от 0 до 9. Результаты опыта занести в таблицу 5.

2. Подать на вход Г (гашение) кодопреобразователя 0. Цифры на индикаторе перестают высвечиваться при любой комбинации сигна­лов на входах.

Таблица 5

Десятичная цифра	Уровень катода
а	b	с	d	е	f	g

Задание 4. Собрать и испытать часто применяемое на практике уст­ройство для подсчета числа импульсов в десятичной си­стеме счисления, состоящее из последовательно соеди­ненного декадного счетчика (К155ИЕ5), кодопреобразо­вателя 514ИД2 и семисегментного индикатора АЛС324Б или АЛС321Б (рис. 9).

На вход подать одиночные импульсы с генератора ГТИ. Произвести подсчет вход­ных импульсов. Результаты занести в таблицу 6.

Таблица 6

№ имп.										10(0)	11(1)	12(2)
Цифра на индик.

Задание 5. Дополнив схему рис.9 дешифратором К155ИДЗ и соответ­ствующей индикацией, можно получить устройство для наглядной демонстрации не только подсчета импульсов, но и преобразования двоичного кода в единичный пози­ционный и десятичный (рис. 10).

Для этого выходы декадного счетчика К155ИЕ5 следует соеди­нить, кроме кодопреобразователя с семисегментным индикатором, еще и с информационными входами дешифратора К155ИД3. На V0 и V1 при этом подать 0. Для индикации чисел в двоичной системе на выходы счетчика подключить четыре светодиода 2° - 2³ первой строки БИ. Для индикации единичного позиционного кода на выходы 0-9 дешиф­ратора К155КД3 подключить светодиоды следующих строк БИ. Теперь, при поступлении на вход счетчика счетных импульсов, первая стро­ка светодиодов БИ покажет соответствующее число в двоичном коде, семисегментный индикатор - в десятичном коде, а светодиоды на выходах дешифратора - в единичном позиционном коде (I из 10).

Подавая на вход устройства рис. 10 одиночные импульсы с ГТИ, вы имеете возможность наглядно сопоставить между собой представление чисел в различных кодах. Такая демонстрация полезна при изучении кодов и в школьном курсе информатики.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит назначение шифратора? Запишите логические уравнения, описывающие работу шифратора.

2. Покажите принципиальную схему шифратора на логических элементах ИЛИ.

3. Покажите, как преобразовать уравнения (1-4) к уравнениям (5-8)? Поясните схему шифратора на логических элементах И-НЕ.

4. В чем состоит назначение, дешифратора? Составьте логические уравнения, описывающие работу дешифратора на 3 входа.

5. Поясните схему дешифратора на логических элементах ИЛИ.

6. Объясните, как можно использовать ИМС К155ИД3 в режиме дешифратора?

7. В чем состоит назначение семисегментного индикатора? Поясните принцип его работы. Для чего нужны резисторы, включаемые последовательно с каждым светодиодом?

8. Какое различие между индикаторами АЛС321А и МС321Б?

9. В чем состоит назначение кодопреобразователя К514ИД2? К514ИД1?

10. Можно ли, пользуясь семисегментным индикатором, высветить какие-либо знаки, кроме цифр 0-9? Если можно, то какие и как?

11. Как нужно преобразовать схему рис. 10, чтобы получить устройст­во счета и индикации до 6, 8?

12. Как, имея четырехвходовой элемент И-НЕ (К155ЛА1) и двухвходовые элементы И-НЕ (К155ЛА3), получить схему пятивходового эле­мента И-НЕ?

Литература

1. Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники. - М.: Радио и связь, 1986. - С. 47-51, 95-98.

2. Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985. - С. 284-290.

3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1988. - C. I32.

4. Грицевский П.М. и др. Основы автоматики, импульсной и вычислительной техники. - М.: Радио и связь, I987. - С. 132-135.

5. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. - М.: Мир, 1988. - С. 115-116, 119-133.

6. Информатика и образование. № I. I988.

Дата добавления: 2015-07-08