Décodeur BCD vers 7 segments
Aperçu
- Objectif : Le décodeur BCD vers 7 segments est un circuit combinatoire qui convertit une valeur BCD (décimal codé binaire) de 4 bits (0–9) en les sept signaux de commande (a–g) nécessaires pour afficher ce chiffre sur un afficheur à sept segments.
- Symbole : Un bloc décodeur avec quatre entrées à gauche (A0–A3) et sept sorties à droite (a–g). Dans DigiSim.io, il est étiqueté BCD / 7-SEG.
- Rôle dans DigiSim.io : Il fait le pont entre la logique de comptage/arithmétique (qui travaille en binaire) et un afficheur numérique lisible par l'humain. Il reproduit les circuits intégrés décodeurs classiques comme le 7447/7448.
Description fonctionnelle
Comportement logique
Le décodeur lit la valeur BCD de 4 bits sur A0–A3 (A0 est le bit de poids faible) et pilote les sept sorties de segment a–g avec le motif actif-haut de ce chiffre. Les entrées 1010–1111 (10–15) ne sont pas décimales et éteignent l'afficheur (tous segments éteints), la même convention que le 7448.
Table de vérité (segment = 1 signifie allumé) :
| Chiffre | 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 |
Entrées et sorties
- Entrées :
A0,A1,A2,A3— la valeur BCD de 4 bits (A0 = LSB). - Sorties :
a,b,c,d,e,f,g— les sept pilotes de segment, actifs-haut. Reliez chacun à l'entrée de segment correspondante d'un afficheur à sept segments.
Paramètres configurables
Aucun. La correspondance est fixe (police décimale standard) ; le comportement ne dépend que de la valeur BCD présente sur les entrées.
Représentation visuelle dans DigiSim.io
Le composant est dessiné comme un corps de décodeur avec les entrées A0–A3 empilées à gauche et les sept sorties de segment a–g à droite. Pilotez les entrées depuis des interrupteurs, un compteur ou toute logique de 4 bits, et reliez les sorties à un afficheur à sept segments pour voir apparaître le chiffre.
Valeur pédagogique
Concepts clés
- Codage BCD — représenter chaque chiffre décimal 0–9 comme une valeur binaire de 4 bits.
- Décodage combinatoire — transformer une entrée codée en un motif de sortie fixe, sans mémoire ni horloge.
- Pilotage d'afficheur — séparer la valeur (binaire) de sa présentation (segments allumés).
Objectifs d'apprentissage
- Lire une table de vérité à sept segments et relier chaque chiffre à ses segments allumés.
- Connecter un compteur binaire à un décodeur et un afficheur pour construire un chiffre qui compte.
- Comprendre pourquoi les valeurs supérieures à 9 sont éteintes dans un décodeur BCD.
Exemples d'utilisation/scénarios
- Chiffre de comptage unique : compteur 4 bits → décodeur BCD vers 7 segments → l'afficheur montre 0–9.
- Horloge ou compteur multi-chiffres : un décodeur + un afficheur par chiffre, alimentés par des compteurs mod-10 / mod-6 en cascade (voir la démo Horloge Numérique).
- Expérience manuelle : quatre interrupteurs fixent une valeur BCD et l'afficheur montre le chiffre correspondant.
Applications
- Horloges numériques, minuteries et chronomètres.
- Compteurs, tableaux d'affichage et compteurs de points.
- Voltmètres, thermomètres et autres lectures d'instruments numériques.
- Tout projet qui transforme un nombre binaire en un chiffre décimal visible.
Limites
- Décode un seul chiffre décimal (0–9) ; les nombres à plusieurs chiffres nécessitent un décodeur + un afficheur par chiffre.
- Les entrées 10–15 éteignent l'afficheur au lieu d'afficher des lettres hexadécimales. Pour l'hexadécimal (0–F), utilisez plutôt le composant Afficheur de Chiffre.
- Purement combinatoire — il ne retient aucune valeur ; verrouillez ou comptez en amont si vous voulez que le chiffre persiste.
Composants associés
- Afficheur à sept segments — le dispositif de sortie que pilote ce décodeur.
- Décodeur (3 vers 8) / Décodeur (2 vers 4) — décodeurs d'adresse one-hot ; logique de décodage associée.
- Afficheur de Chiffre — un afficheur hexadécimal (0–F) intégré qui ne nécessite aucun décodeur externe.
- Compteur — la source habituelle de la valeur BCD qui alimente ce décodeur.
