Decodificador bcd a 7 segmentos

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

   
   

El circuito correspondiente al conformador de pulsos. En condiciones normales, la fuente de luz ilumina la fotocelda y su resistencia es muy baja. Como resultado la entrada del inversor Schmitt - trigger recibe un alto y su salida es baja. Cuando se interpone un objeto entre el rayo de luz y la fotocelda, la resistencia de esta ultima aumenta, aplicando un bajo a la entrada del inversor Schmitt – trigger. Como respuesta, la salida del circuito realiza una transición de bajo a alto, es decir, produce un flanco de subida.

Cuando el objeto deja de interrumpir el rayo de luz, la resistencia de la fotocelda disminuye y la salida del inversor se hace nuevamente baja. El resultado neto de este proceso es la emisión de un pulso positivo de voltaje. Este pulso se aplica al contador.
Las fotoceldas no responden inmediatamente a los cambios en la intensidad de luz incidente y, por tanto, generan señales lentas. Esta es la razón por la cual se emplea un compuerta Schmitt – trigger como dispositivo conformador de pulsos.

El potenciómetro permite ajustar la sensibilidad de la fotocelda de acuerdo a la intensidad de luz incidente. La resistencia de 1KΩ, situada a lado del potenciómetro, sirve de protección, evitando que circule una corriente excesiva cuando el potenciómetro esta en su mínima posición de resistencia y  la LDR esta iluminada.

El contador de pulsos es el corazón del sistema, esta desarrollado alrededor del circuito integrado MC14553. Este chip consiste en tres contadores BCD conectados en cascada. El primer contador registra, en código
BCD, las unidades, el segundo las decenas y el tercero las centenas del número de pulsos. Por ejemplo, si han ingresado 726 pulsos, en las salidas del primer contador se tendrá el código BDC 0111 (7), en las salidas del segundo el código 0010 (2) y en las salidas del tercero el código 0110 (6). Estos tres códigos se rotan secuencialmente en las salidas del contador MC14553, apareciendo cada uno durante una pequeña fracción de tiempo (≈ 1.6 ms). Esta forma de presentar información digital se conoce como multiplexación por división de tiempo.

Las salidas del contador alimentan un decodificador 4543B, el cual convierte cada código BCD en un código de siete segmentos que excita, secuencialmente, los displays encargados de visualizar las unidades, decenas y centenas de la cuenta.

1. DIAGRAMA Esquemático

   
   

Los pulsos provenientes del conformador se aplican al pin 12 del MC14553. Para líneas MR (reset maestro, pin 13) y DIS (inhibidor, pin 11) deben estar ambas en bajo.

Para iniciar la cuenta a partir de 000 o cancelarla en cualquier momento, debe pulsarse el botón de borrado S1 (RESET). De este modo, la línea MR del MC14553 recibe un alto y todas las salidas BCD de sus contadores internos se hacen iguales a 000. Para detener la cuenta y congelarla en el último valor registrado sin borrarla debe pulsarse el botón de paro S2 (STOP). Cuando esto se hace la línea DIS del MC14553 recibe un alto y e inhibe la operación de los contadores BCD internos. El condensador determina la frecuencia de exploración, es decir, la rapidez con la cual el MC14553 muestra secuencialmente en sus salidas los códigos de las unidades, decenas y centenas de la cuenta actual.

La línea de sobre flujo (OF, pin 14) es normalmente baja y se hace alta cuando la cuenta registrada por el MC14553 alcanza su valor máximo (999). Esta carácterística permite expandir la longitud del conteo a 4 o más dígitos.

Las salidas BCD del MC14553 están conectadas a las entradas del decodificador CD4543. Las salidas de este último, a su vez, manejan los tres displays de presentación de la cuenta. Cada segmento de los displays (a, b, c, etc.) están unidos entre si y sus ánodos están conectados la positivo de la fuente a través de los tres transistores. El estado de estos transistores lo controlan las líneas de selección del contador.

Cuando el código BCD, disponible en las salidas del contador es el correspondiente a las unidades, la línea del pin 2 se hace baja, el primer transistor se energiza y el display de la izquierda visualiza el digito menos significativo de la cuenta. Cuando el código disponible es el de las decenas, se hace baja la línea del pin 1, el segundo transistor conduce y el digito correspondientes se visualiza en el display del centro. Del mismo modo, cuando el código suministrado por el contador es el de las centenas, la línea del pin 15 se hace baja, el tercer transistor conduce y el respectivo digito se visualiza en el display de la derecha. Una vez terminado este ciclo, que dura aproximadamente 5 milisegundos, la secuencia se repite.

Los tres displays se energizan uno tras otro, a una velocidad tal que da la impresión de que todos están permanentemente iluminados, aunque en realidad la información que ellos representan esta multiplexadas en el tiempo. Esto se debe al fenómeno de persistencia de las imágenes de la retina. La alimentación que requiere este contador fotoeléctrico es de 9 Vdc.

1. LISTA DE COMPONENTES