ISSLg - Cours d'électronique
Le décodeur d'afficheur LED à 7 segments
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Pour plus de détail, voir Floyd - Systèmes numériques 9ème édition :
p230 : Chap4 : Application du système numérique : Afficheurs à 7 segments
p336 : Chap6 : Multiplexage d'afficheurs à 7 segments


L'afficheur 0 à F
Un afficheur 7 segments est composé de 7 LED nommées de a à g comme suit :

NB : la plupart des afficheurs comportent une 8ème LED pour faire le point décimal, elle est généralement repérée "dp"  (dot point).

Il existe 2 configurations d'afficheurs :
  1. Anode commune : toutes les anodes des LED sont reliées ensembles et reliée à Vcc, les segments sont pilotés en "tirant" les cathodes vers la masse via une résistance de limitation du courant.
  2. Cathode commune : toutes les cathodes des LED sont reliées ensembles et reliée au 0V, les segments sont pilotés en injectant un courant d'anode depuis Vcc via une résistance de limitation du courant.
NB : L'anode/cathode commune est souvent utilisée pour multiplexer plusieurs afficheurs (unités, dizaines, centaines...).

Le décodeur (driver) de cet afficheur est piloté par 4 bits et peut afficher les caractères :
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
via la table de vérité :

Notez l'astuce pour ne pas confondre D et 0 ainsi que B et 8.



Les équations des 7 leds a-g
Remarquons d'abord qu'il y a moins d'états L que H pour ces sorties, il est dès lors plus simple d'écrire les équations des NOT des sorties : /a, /b, /c, /d, /e, /f, /g.
Via Karnaugh ce décodage peut être réalisé au moyen des équations suivantes :

Led a
/a = /A3./A2./A1.A0 + /A3.A2./A1./A0 + A3.A2./A1.A0 + A3./A2.A1.A0


Led b
/b = A3.A2./A1./A0 + /A3.A2./A1.A0 + A3.A1.A0 + A2.A1./A0


Led c
/c = /A3./A2.A1./A0 + A3.A2./A1./A0 + A3.A2.A1


Led d
/d = /A2./A1.A0 + A3./A2.A1./A0 + A2.A1.A0 + /A3.A2./A1./A0


Led e
/e = /A3.A0 + /A3.A2./A1 + A3./A2./A1.A0


Led f
/f = /A3./A2.A0 + /A3./A2.A1 + /A3.A1.A0 + A3.A2./A1.A0


Led g
/g = /A3./A2./A1 + /A3.A2.A1.A0 + A3.A2./A1./A0

Soit 25 portes OR à 3/4 entrées + 11 portes NOT... heureusement il existe des circuits intégrés réalisant ce décodage !!!


Remarques
Les afficheurs 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F sont devenus obsolètes.

Les afficheurs courants sont des 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ou encore des 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - E . pour signe/notation scientifique/point décimal.

Il existe aussi des afficheurs à 14 segments ou encore à matrice de points (Dot-Matrix) pour afficher tous les charactères alphanumériques.


Symboles
Dans le simulateur KSimus, nous utiliserons le symbole :

qui intègre un afficheur 7 segments et un décodeur 0-F : il est donc directement piloté par 4 bits.



Circuits intégrés
Voici les principaux CI pour piloter des afficheurs 7 segments.

CD4511BE  permet d'afficher 0 à 9 en pilotant directement les segments de l'afficheur (25mA en "source") - pour afficheurs à cathodes communes.
       



HFE4543B  permet d'afficher 0 à 9 en pilotant directement les segments de l'afficheur (10mA en "source" ou "drain") pour les 2 types d'afficheurs.
MC14513B  permet d'afficher 0 à 9 en pilotant directement les segments de l'afficheur (10mA en "drain") pour afficheurs à anodes communes.


Auteur : Philippot Marc - 13/02/2014