Lernauftrag 15: Planung der 7-Segment-Anzeige
Von der IT-Abteilung vorgelegt wurde bereits, dass die darzustellende Zahl als 4-stellige Binärzahl geliefert wird.
Eine Ziffer wird dargestellt indem die 7-Segmente (a-g)
in geeigneter Weise angesteuert werden. Darstellen kann die 7-Segmentanzeige alle folgeden Zahlen.
Für jedes Segment a bis g wird ein eigenes Schaltnetz erstellt, welches bestimmt, ob es leuchtet oder nicht.
Hinweise:
- Die darzustellende Dezimalziffer liegt als Eingangssignal in Form einer 4-Bit-Dualzahl vor \((x_3x_2x_1x_0)_2\). (Bsp: \((9)_{10}=(1001)_2\))
- Ausgangswert 1 = Segment leuchtet, Ausgangswert 0 = Segment dunkel
- Zeilen in der Funktionstabelle, die für unsere Schaltung nicht relevant sind (don't care = egal), erhalten ein Stern (\(\ast\)) als Ausgangswert. Diese können bei der Blockbildung im KV-Diagramm wahlweise als 1 oder 0 aufgefasst und genutzt werden. (Ermöglicht größere Blöcke)
Aufgabe 1
Ergänze die Funktionswertetabelle. Diese ist für Segment a schon ausgefüllt.
| Nr | \(x_3\) | \(x_2\) | \(x_1\) | \(x_0\) | a | b | c | d | e | f | g |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||||
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | ||||||
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||||||
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||||||
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | ||||||
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||||
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | * | ||||||
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 | * | ||||||
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 | * | ||||||
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 | * | ||||||
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 | * | ||||||
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | * |
Aufgabe 2
Für jedes Segment kann nun mithilfe eines KV-Diagramms die minimale Funktionsgleichung ermittelt werden.
Hinweis: Alle Sternchen sind don't care (egal) und können wahlweise als 0 oder 1 genutzt werden, um so größere Blöcke zu bilden.
Beispielhaft des KV-Diagramm für Segment a:
Und Blöcke gebildet:
\(a=x_1\lor x_3\lor(\overline x_2 \land \overline x_0)\lor(x_2\land x_0)\)
Erstelle zu den Segmenten b - g Funktionsgleichungen.
Aufgabe 3
Beispielhaft für Segment a folgt hier die Schaltung
Erstelle für Segment b - g aus den ermittelten Funktionsgleichungen Schaltungen.