Diseño de Circuito Binario a Displays

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A continuación se muestra un ejemplo de cómo dividir el circuito en bloques lógicos junto con las ecuaciones que permiten convertir un número de 5 bits (ingresado mediante dipswitches) en dos dígitos decimales para mostrarlo en dos displays de 7 segmentos.
Bloque Lógico
El diagrama de bloques representa los siguientes pasos:
  • Entrada de 5 bits: Un conjunto de 5 dipswitches aporta la entrada binaria (bits (b_4) a (b_0)).
  • Conversión Binario a Decimal: Se calcula el número (N) representado por los 5 bits.
  • Separación en Dígitos:
    • Se extrae el dígito de las decenas ((T)) a partir de (N).
    • Se obtiene el dígito de las unidades ((U)) como la diferencia (N - 10T).
  • Visualización: Cada dígito se envía a un decodificador BCD a 7 segmentos que conduce a su respectivo display.
El siguiente diagrama en mermaid ilustra la arquitectura general del circuito:

Image

Dipswitches 5-bit
Conversor Binario a Decimal
Dígito de las Decenas (T)
Dígito de las Unidades (U)
Decodificador BCD a 7 segmentos(Display Decenas)
Decodificador BCD a 7 segmentos(Display Unidades)
Ecuaciones de Conversión
  1. Conversión del número binario a entero (N):
    Cada dipswitch representa un bit con (b_4) como MSB y (b_0) como LSB. Así, el número se calcula como:
    N=16b4+8b3+4b2+2b1+b0\Large N = 16b_4 + 8b_3 + 4b_2 + 2b_1 + b_0
  2. Cálculo del dígito de las decenas ((T)):
    El dígito de las decenas corresponde a la parte entera del cociente al dividir (N) entre 10. Debido a que el rango de (N) es de 0 a 24, se tiene:
    T={0,si N<101,si 10≤N<202,si 20≤N≤24\Large T = \begin{cases} 0, & \text{si } N < 10 \\ 1, & \text{si } 10 \leq N < 20 \\ 2, & \text{si } 20 \leq N \leq 24 \end{cases}
    En el diseño con compuertas lógicas, esta función se implementará mediante la detección de los rangos correspondientes mediante comparadores lógicos y la simplificación de los términos (por ejemplo, mediante técnicas de minimización booleana).
  3. Cálculo del dígito de las unidades ((U)):
    Una vez obtenido (T), el dígito de las unidades se obtiene restando el valor correspondiente de las decenas de (N):
    U=N−10T\Large U = N - 10T
Estas ecuaciones establecen la relación directa entre la entrada de 5 bits y los dos dígitos decimales. La implementación completa en compuertas lógicas requerirá la traducción de estas funciones a expresiones booleanas, considerando las combinaciones de bits para cada rango de (N).
¿Te gustaría que profundicemos en la minimización booleana de las ecuaciones para una implementación directa con compuertas o necesitas más detalles sobre algún otro bloque del circuito?
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    Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF 10pF 100pF 1000pF 0.01uF 0.1uF 1.0uF 10uF 100uF 1000uF 10,000uF 1.1pF 11pF 110pF 1100pF 1.2pF 12pF 120pF 1200pF 1.3pF 13pF 130pF 1300pF 1.5pF 15pF 150pF 1500pF 0.015uF 0.15uF 1.5uF 15uF 150uF 1500uF 1.6pF 16pF 160pF 1600pF 1.8pF 18pF 180pF 1800pF 2.0pF 20pF 200pF 2000pF 2.2pF 22pF 20pF 2200pF 0.022uF 0.22uF 2.2uF 22uF 220uF 2200uF 2.4pF 24pF 240pF 2400pF 2.7pF 27pF 270pF 2700pF 3.0pF 30pF 300pF 3000pF 3.3pF 33pF 330pF 3300pF 0.033uF 0.33uF 3.3uF 33uF 330uF 3300uF 3.6pF 36pF 360pF 3600pF 3.9pF 39pF 390pF 3900pF 4.3pF 43pF 430pF 4300pF 4.7pF 47pF 470pF 4700pF 0.047uF 0.47uF 4.7uF 47uF 470uF 4700uF 5.1pF 51pF 510pF 5100pF 5.6pF 56pF 560pF 5600pF 6.2pF 62pF 620pF 6200pF 6.8pF 68pF 680pF 6800pF 0.068uF 0.68uF 6.8uF 68uF 680uF 6800uF 7.5pF 75pF 750pF 7500pF 8.2pF 82pF 820pF 8200pF 9.1pF 91pF 910pF 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
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