Para optimizar la manera de emplearlos es necesaria
la acción de utilizar una configuración
que sea adecuada, y permita tener muy pocas líneas
para representar un determinado valor numérico.
Haciendo un conteo de las líneas que se requieren
para encender los displays, se requieren 7 líneas
para cada uno, por lo que en total se necesitan
21 para los tres displays, obviamente esto sucederá
si cada segmento se controla de manera totalmente
independiente, situación que no es práctica
para ningún circuito decente.
El concepto de operación del módulo
que aquí se propone es muy simple y se basa
en lo siguiente:
Los segmentos de los displays se interconectan de
manera común cuando éstos pertenecen
al mismo, esto es, cada display está identificado
de acuerdo a como se ilustra en la figura 1.
Para tener pocas líneas, los segmentos a
de los 3 displays se interconectarán de manera
común, por lo que se reduce a una sola conexión
en lugar de contabilizar 3, de la misma manera los
segmentos b, c, d,
etc. De acuerdo con lo anterior solamente tendremos
7 líneas de conexión en lugar de las
21 que serían necesarias, pero ahora se tendrá
el inconveniente de que al mandar encender el segmento
g de un display se activarán
los 3 displays con el mismo segmento, por lo que
ahora tendremos que implementar un control que a
pesar de que se tenga una conexión común
de los diferentes segmentos, se pueda manipular
cada display de manera independiente.
El control de cada display es por medio de una línea
de control, que a diferencia de la de los segmentos,
ésta será totalmente independiente
para cada uno de ellos, por lo que si se envía
la información de que se encienda el segmento
d del primer display, también
se tendrá que activar la línea de
control solamente de ese display, por lo que no
importando que la información le llegue a
los 3 displays, solamente se encenderá el
primero.
Diseño del Circuito
Para poder simplificar el número de líneas
de control del módulo display de 3 dígitos,
basamos su operación en un decodificador
identificado como IC1 (74LS48) en el diagrama
de la figura 3.
El circuito IC1 es un decodificador de los conocidos
como BCD a 7 segmentos, porque a este dispositivo
electrónico se le hacen llegar las diferentes
combinaciones binarias que pueden crearse con
4 bits, y como resultado muestra a través
de sus terminales de salida la información
en estado alto (1 lógico) de
líneas que encenderán los diferentes
segmentos que visualizan un número, de
acuerdo con la tabla 1.
Aquí solo tomaremos en cuenta las combinaciones
binarias que generan los valores numéricos
desde el 0 hasta el 9,
pero eso no quiere decir que sean las únicas
combinaciones válidas, ya que las combinaciones
binarias que van del 1010 al 1111
también generan símbolos a la salida
del circuito decodificador IC1 (74LS48), pero
que de antemano en este proyecto no tomaremos
en cuenta. El circuito IC1 cuenta con 3 líneas
más, las cuales dejaremos permanentemente
conectadas a Vcc lo que implica que siempre estará
activo el circuito y responderá con la
activación de los segmentos correspondientes
al valor BCD que se haga llegar al IC1.
Las líneas correspondientes a los segmentos
se hacen llegar de manera común al segmento
a por ejemplo a través de resistores
que son los encargados de limitar la cantidad
de corriente que se demandará del circuito
IC1, estos resistores se encuentran identificados
desde R4 a R10 y cuyos valores son de 390.
Los bits que generan los valores BCD son 4 líneas
que se hacen llegar directamente del conector
Cn1, y se identifican desde el bms para el bit
menos significativo hasta el BMS para el bit más
significativo. A esta parte del conector se hará
llegar la información BCD de algún
microcontrolador por ejemplo, o de otro circuito
que genere un valor numérico. Al mismo
conector Cn1 llegan las líneas de control
que encienden o apagan los diferentes displays,
estas líneas de control están identificadas
como U, D y C
unidades, decenas y centenas respectivamente,
y cuando se le hace llegar un 1 lógico
a cada una de estas líneas se estará
activando el display correspondiente, mientras
que con un 0 lógico se apagará
el display, por lo tanto para controlar adecuadamente
cada uno de los displays, es necesario sólo
activar uno a la vez, a través de estas
líneas de control. Las líneas de
control U, D y C se hacen llegar de manera independiente
a los resistores identificados como R3, R2 y R1
respectivamente y cuyos valores son de 1 K,
estos resistores sirven para limitar la corriente
que llega a la base de los transistores para que
éstos no sufran daño una vez que
entren en operación. El otro extremo de
los resistores R3, R2 y R1 se hacen llegar a las
bases de los transistores identificados como Q3,
Q2 y Q1 siendo éstos los que controlan
a los displays de las unidades, decenas y centenas
respectivamente, por lo tanto al llegar el 1
lógico a la base del transistor, este se
saturará provocando que se efectué
la circulación de corriente desde la terminal
del colector a la terminal del emisor. Las terminales
de los emisores de los transistores estarán
conectadas directamente a GND.
Las terminales de los colectores de los transistores
Q3, Q2 y Q1 se conectan a las líneas de
alimentación de los displays, cerrando
el circuito una vez que se activa un segmento
y se habilita un display a través del transistor
correspondiente.
Por último, queda la identificación
de las líneas del voltaje de alimentación
que se encuentran en el conector B1 y que contiene
las terminales de +BAT para hacer llegar 5 VCD
y GND. Se tiene contemplado que este circuito
sirva de manera complementaria con otro, como
lo puede ser con circuito que incluya un microcontrolador,
por lo que la alimentación se tomaría
del circuito principal que debe ser de 5 VCD y
además debe trabajar bajo los parámetros
de la lógica TTL.