Un decodificador es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico. Su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código BCD (Decimal Codificado en Binario), para mostrar en los siete pines de salida una serie de estados lógicos diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico.
Conceptos fundamentales: BCD y Displays
¿Qué es el código BCD?
El BCD es un código que representa valores decimales en formato binario. Para ello, forma grupos de 4 bits para representar cada valor del 0 al 9. Como el 9 es el valor máximo en un dígito decimal (1001 en binario), se requieren 4 bits para representar cada valor. Por ejemplo, el número 52 decimal se codifica convirtiendo cada dígito individualmente: el 5 como 0101 y el 2 como 0010, resultando en 01010010.
El display de 7 segmentos
El display de 7 segmentos es un dispositivo electrónico utilizado para representar números (y algunas letras) formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de tal forma que forman un número ocho. Cada uno de ellos se denomina segmento y se identifica con una letra de la “a” a la “g”, incluyendo a menudo un punto decimal denominado dp.
- Ánodo común: Todos los ánodos de los LEDs están conectados a un punto común.
- Cátodo común: Todos los cátodos de los LEDs están conectados a un punto común.
Circuitos integrados decodificadores: 7447 y 7448
Existen circuitos decodificadores/controladores que simplifican la conexión y el uso de los displays. Los modelos más comunes son el 7447 y el 7448, los cuales tienen el mismo funcionamiento y distribución de pines, variando únicamente en que sus salidas están negadas para adaptarse al tipo de display:
| Circuito Integrado | Tipo de Display | Configuración |
|---|---|---|
| 7447 | Ánodo común | Salidas activas en BAJO |
| 7448 | Cátodo común | Salidas activas en ALTO |
Estos chips poseen 16 pines: 4 entradas para el valor BCD (A, B, C, D) y 7 salidas para los segmentos. Además, incluyen funciones adicionales:
- Entrada RBI: Se activa en BAJO para suprimir ceros no significativos en números de varios dígitos.
- Entrada LT (Lamp Test): Permite probar si la conexión es correcta encendiendo todos los segmentos al recibir un valor en BAJO.
Consideraciones de diseño
Para conectar correctamente estos displays, al igual que cualquier LED, se debe colocar una resistencia en serie con cada segmento para limitar la corriente. Si se requiere implementar esta lógica sin circuitos integrados, existen tres métodos principales:
- Uso exclusivo de compuertas lógicas mediante tablas de verdad y mapas de Karnaugh.
- Uso de compuertas lógicas y multiplexores (4 a 1) para reducir el número de integrados.
- Uso de un decodificador BCD a 7 segmentos integrado (la forma más eficiente).