ماژول نمایش اعداد BCD در نمایشگر هفت قطعه ای کاتد مشترک <br>BCD to Common Cathode 7segment Module

کد Binary Coded Decimal) BCD) روشی برای تبدیل اعداد دهدهی به معادل باینری آنهاست.

از آنجایی که در محاسبات روزمره از اعداد مبنای 10 یا دهدهی استفاده می‌شود اما کامپیوترها و دستگاه‌های دیجیتالی تنها اعداد باینری را درک می‌کنند، به روشی نیاز داریم که اعداد دهدهی را به باینری یا مبنای 2 تبدیل کنیم. استفاده از کد BCD یکی از بهترین روش‌ها برای این کار است.

سون سگمنت‌ها را معمولاً با یک IC کنترل می‌کنند که درایور/دیکدر (Driver/Decoder) سون سگمنت نامیده می‌شود.

آی سیِ CMOS4511 یکی از این قطعات است. این درایور سون سگمنت که به عنوان یک دیکدر و درایور دسیمال کد شده به باینری (BCD) به سون سگمنت نامیده می‌شود، قادر است هر دو نوع سون سگمنت کاتد مشترک یا آند مشترک را کنترل کند.

البته درایورهای تکی و دوگانه‌ای مانند TTL7447 نیز موجود است که بسیار پرکاربرد هستند.

این درایور/دیکدر BCD به سون سگمنت، چهار ورودی با نام‌های C ،B ،A و D‌ دارد که به ترتیب، ارقام وزن‌دهی باینری 1 ، 2، 4 و 8 را نشان می‌دهند. آی سی TTL7447 ، هفت خروجی دارد که جریان را از سگمنت مورد نظر عبور داده و عدد مطلوب را نمایش می‌دهد.

خروجی‌های دیجیتال 4511، نسبت به خروجی‌های عادی CMOS تفاوت دارند، زیرا می‌توانند برای درایو LEDها تا 25 میلی‌آمپر جریان را تأمین کنند و منجر به تولید رنگ‌های مختلف شوند.

در این مدار ساده، هر LED سون سگمنت کاتد مشترک، ترمینال آند مربوط به خود را دارد و مستقیماً به درایور 4511 متصل شده است. کاتدها نیز به یکدیگر و نیز زمین وصل شده‌اند. هر یک از جریان‌های خروجی، از مقاومت‌های یک کیلو اهمی عبور می‌کنند که برای محدودسازی جریان در نظر گرفته شده‌اند. ورودی باینری، از طریق چهار ورودی به 4511 وارد می‌شود. سپس، می‌توان دید که با استفاده از درایور BCD به سون سگمنت، مانند CMOS4511، می‌توانیم نمایشگر LED را فقط با چهار کلید به جای هشت کلید یا یک سیگنال باینری چهار بیتی کنترل کنیم که 16 ترکیب مختلف را ممکن می‌سازد.

اغلب تجهیزات دیجیتال، از سون سگمنت‌ها برای تبدیل سیگنال‌های دیجیتال به فرمی قابل فهم برای کاربر بهره می‌برند. این اطلاعات، اغلب داده‌های عددی به فرم اعداد، کاراکترها و نمادها هستند. سون سگمنت‌های آند مشترک و کاتد مشترک، عدد مورد نظر را با روشن کردن LEDهای متناظر نمایش می‌دهند.

نمایشگرهای سون سگمنت مبتنی بر LED، در بین الکترونیک‌ کاران بسیار محبوب هستند؛ زیرا استفاده از آن‌ها و فهم نحوه کارشان ساده است. در بسیاری از کاربردهای عملی، نمایشگرهای سون سگمنت با آی سی دیکدر/درایور مناسب، مانند CMOS4511 یا TTL7447 و یک ورودی BCD چهار بیتی کنترل می‌شوند. امروزه، نمایشگرهای سون سگمنت مبتنی بر LED، جایگزین نمایش‌گرهای کریستال مایع (LCD) جایگزین شده‌اند و جریان کمتری استفاده می‌کنند.

معمولاً در یک سون سگمنت استاندارد با رنگ قرمز، هر سگمنت LED برای روشن شدن صحیح، تقریباً 15 میلی‌آمپر جریان می‌کشد؛ بنابراین، در یک مدار منطقی دیجیتال 5‌ولتی، اندازه مقاومت محدود کننده جریان باید در حدود (5v–2v)/15mA=200Ω یا نزدیکترین مقاومت بزرگ‌تر از آن، یعنی 220Ω باشد.

BCD یا Binary Coded Decimal در حقیقت نمایش یک رقم دهدهی با 4 بیت باینری است؛ به این صورت که هر رقم دهدهی صحیح یا اعشاری، با معادل باینریش جایگزین می‌شود. کد BCD برای نمایش 10 رقم دهدهی 0 تا 9، از چهار بیت استفاده می‌کند.

لذا مثلاً برای نمایش اعداد دهدهی بازه‌ی 0 تا 9 (یک رقم) به 4 بیت (یک نیبل)، اعداد دهدهی بازه‌ی 0 تا 99 (دو رقم) به 8 بیت (یک بایت) و اعداد دهدهی بازه‌ی 0 تا 999 (سه رقم) به 12 بیت نیاز داریم و الی آخر. همانگونه که می‌بینید تنها با استفاده از یک بایت (8 بیت) می‌توان اعداد BCD در بازه‌ی 00 تا 99 را ذخیره‌سازی کرده و نمایش داد. به این عدد دو رقمی «BCD بسته‌بندی شده» (packed BCD) نیز گفته می‌شود.

کد BCD استاندارد معمولاً همان کد وزن‌دار BCD 8421 است که 8، 4، 2 و 1 نشان‌دهنده‌ی ترتیب و وزن بیت‌های عدد با شروع از پر ارزش‌ترین بیت (MSB) تا کم ارزش‌ترین بیت (LSB) است.

وزن هر یک از بیت‌های کد BCD با توجه به موقعیت آنها برابرست با 1=2^0 , 2=2^1, 4=2^2, 8=2^3