Decodificador BCD a 7 segmentos
Descripción general
- Propósito: El decodificador BCD a 7 segmentos es un circuito combinacional que convierte un valor BCD (decimal codificado en binario) de 4 bits (0–9) en las siete señales de control (a–g) necesarias para mostrar ese dígito en un visualizador de siete segmentos.
- Símbolo: Un bloque decodificador con cuatro entradas a la izquierda (A0–A3) y siete salidas a la derecha (a–g). En DigiSim.io se etiqueta como BCD / 7-SEG.
- Función en DigiSim.io: Es el puente entre la lógica de conteo/aritmética (que trabaja en binario) y un visualizador numérico legible por humanos. Reproduce los circuitos integrados decodificadores clásicos como el 7447/7448.
Descripción funcional
Comportamiento lógico
El decodificador lee el valor BCD de 4 bits en A0–A3 (A0 es el bit menos significativo) y activa las siete salidas de segmento a–g con el patrón activo en alto de ese dígito. Las entradas 1010–1111 (10–15) no son decimales y apagan el visualizador (todos los segmentos apagados), la misma convención que usa el 7448.
Tabla de verdad (segmento = 1 significa encendido):
| Dígito | A3 A2 A1 A0 | a | b | c | d | e | f | g |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0000 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0001 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0010 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 0011 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 0100 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0101 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6 | 0110 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0111 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 1000 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1001 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
Entradas y salidas
- Entradas:
A0,A1,A2,A3— el valor BCD de 4 bits (A0 = LSB). - Salidas:
a,b,c,d,e,f,g— los siete controladores de segmento, activos en alto. Conecte cada uno a la entrada de segmento correspondiente de un visualizador de siete segmentos.
Parámetros configurables
Ninguno. La correspondencia es fija (fuente decimal estándar); el comportamiento depende solo del valor BCD presente en las entradas.
Representación visual en DigiSim.io
El componente se dibuja como un cuerpo decodificador con las entradas A0–A3 apiladas a la izquierda y las siete salidas de segmento a–g a la derecha. Active las entradas desde interruptores, un contador o cualquier lógica de 4 bits, y conecte las salidas a un visualizador de siete segmentos para ver aparecer el dígito.
Valor educativo
Conceptos clave
- Codificación BCD — representar cada dígito decimal 0–9 como un valor binario de 4 bits.
- Decodificación combinacional — convertir una entrada codificada en un patrón de salida fijo, sin memoria ni reloj.
- Control del visualizador — separar el valor (binario) de su presentación (segmentos encendidos).
Objetivos de aprendizaje
- Leer una tabla de verdad de siete segmentos y relacionar cada dígito con sus segmentos encendidos.
- Conectar un contador binario a un decodificador y un visualizador para construir un dígito que cuenta.
- Entender por qué los valores superiores a 9 se apagan en un decodificador BCD.
Ejemplos de uso/escenarios
- Dígito de conteo único: contador de 4 bits → decodificador BCD a 7 segmentos → el visualizador muestra 0–9.
- Reloj o contador de varios dígitos: un decodificador + un visualizador por dígito, alimentados por contadores mod-10 / mod-6 en cascada (consulte la demo del Reloj Digital).
- Experimento manual: cuatro interruptores fijan un valor BCD y el visualizador muestra el dígito correspondiente.
Aplicaciones
- Relojes digitales, temporizadores y cronómetros.
- Contadores, marcadores y pantallas de recuento.
- Voltímetros, termómetros y otras lecturas de instrumentos numéricos.
- Cualquier proyecto que convierta un número binario en un dígito decimal visible.
Limitaciones
- Decodifica un solo dígito decimal (0–9); los números de varios dígitos necesitan un decodificador + un visualizador por dígito.
- Las entradas 10–15 apagan el visualizador en lugar de mostrar letras hexadecimales. Para hex (0–F) use el componente Visualizador de Dígito.
- Puramente combinacional — no retiene ningún valor; enclave o cuente antes si necesita que el dígito persista.
Componentes relacionados
- Visualizador de siete segmentos — el dispositivo de salida que controla este decodificador.
- Decodificador (3 a 8) / Decodificador (2 a 4) — decodificadores de dirección one-hot; lógica de decodificación relacionada.
- Visualizador de Dígito — una pantalla hexadecimal (0–F) integrada que no necesita decodificador externo.
- Contador — la fuente habitual del valor BCD que alimenta este decodificador.
