8.) VISUALIZACIÓN DINÁMICA CON 1 DISPLAY 7 SEGMENTOS Y NÚMERO AL CUADRADO.

En la siguiente práctica de laboratorio se diseñó e implementó la visualización dinámica, de un decodificador de teclado matricial por medio de la utilización de un led 7 segmentos, además se realizó la visualización de los números al cuadrado utilizando la salida a tres leds 7 segmentos, pues trabajamos la salida hexadecimal del teclado 4x4.

METODOLOGÍA:

Para la primera parte se importó nuestro archivo de decodificador de teclado matricial, cabe resaltar que no se utilizó la herramienta de tabla lógica (LUT) para hallar nuestro decodificador 7 segmentos, por el contrario se utilizó mapas de Karnaugh. Posteriormente con la tabla lógica del display 7 segmentos se halló la función por medio de algebra de Boole, y se creó por compuertas lógicas la decodificación a el display.

Figura 2. Tabla lógica para salida display 7 segmentos.

Figura 3. Función por compuertas lógicas segmento A y D.

Figura 4. Función por compuertas lógicas segmento B y E

Figura 5. Función por compuertas lógicas segmento C, F y G.

Ahora procedemos a crear un bloque que tendrá las entradas y salidas de nuestro decodificador de display 7 segmentos, reuniendo todos los mapas de Karnaugh y que es la salida de nuestro teclado matricial.

Figura 6. Bloque visualización display 7 segmentos.

SEGUNDA PARTE

Para realizar la segunda parte se utilizó el decodificador de teclado matricial y los mapas de Karnaugh pero como es necesario la multiplexación y negación de algunas salidas se realizaron unos cambios. De otro lado se utilizó la multiplexación puesto que la salida como estamos en formato hexadecimal, era la misma para los tres displays 7 segmentos por lo que el mas representativo era el número 15 y su cuadrado 225. 

Primero se realizó la codificación del teclado matricial por medio de los mapas de Karnaugh, se aplicó el álgebra correspondiente y se obtuvo el bloque de la imagen 7 y 8.

Figura 7. Función decodificador teclado matricial por mapas de Karnaugh.

Figura 8. Salida decodificador teclado matricial.

Continuando con las salidas, se dispuso mapas de Karnaugh para las unidades, decenas, centenas de nuestro numero al cuadrado; los mapas se muestran en las imágenes 9, 10 y 11 respectivamente. y se crea un bloque llamado segmentos para llevarlo finalmente a nuestro TopDesing.

Figura 9. Componente lógico salida unidades.

Figura 10. Componente lógico salida decenas.

Figura 11. Componente lógico salida centenas.

Nuestro bloque esquemático encapsulado de las salidas de unidades, decenas y centenas queda entonces de la siguiente manera:

Figura 12. Bloque salidas unidades, decenas y centenas del número al cuadrado.

Ahora necesitamos hacer la multiplexación del teclado, de sus filas y columnas a cada uno de los tres displays, por lo que necesitamos un mux de 8 a 1 empaquetarlo en un Mux de 24 a 1. esto se realiza a continuación:

Figura 13. Multiplexor de 8 a 1.

Figura 14. Multiplexor de unidades, decenas y centenas.

Figura 15. Encapsulamiento multiplexor de 24 a 1.

Finalmente para terminar la práctica de laboratorio se configuró el TopDesing que se muestra en la imagen 16, y se utilizó un contador ascendente que realiza el barrido de las unidades decenas y centenas del multiplexor, para saber el orden de posición de la tecla oprimida llamado Basic_Counter [4:0].

Figura 16. TopDesing visualización número al cuadrado.

Conclusiones:

• La utilización de mapas de Karnaugh me ocupa bastante micro celdas de memoria y genera utilizacion de mayor tiempo para el diseño del programa. 

• La utilización del multiplexor para obtener las unidades, decenas y centenas se hace bastante complicado, por lo que se requiere posteriormente utilizar otros medios de diseño para mejorar el rendimiento de mi programa. 

• Las conexiones de salida a mis displays segmentos se hacen comunes gracias a la codificación y multiplexación, de lo contrario se necesitaría un espacio de trabajo (protoboard) de mayor tamaño, los únicos cables que difieren y se colocan por aparte son la alimentación comun vdc por que estamos trabajando con ánodo común.