Display de 7 segmentos con 74LS247

Ya hemos hablado del control de un display de siete segmentos en un artículo anterior (implementando la lógica de control con una FPGA).

Las bases son las mismas, y si buscas, encontraras por la red miles de tutoriales sobre como gestionar estos display con Arduino.

La verdad es que no es difícil, pero le veo un par de inconvenientes. Por un lado, si te fijas en la figura de arriba, para gestionar un display son necesarias ocho conexiones digitales entre el Arduino y el display. Y eso sólo para un display, si necesitas más es probable que no tengamos suficientes pines para gestionarlos. Otra pega es que tendremos que programar la lógica del display en el propio Arduino. Es decir, que si queremos mostrar un número, el programa tendrá que evaluar qué LEDs han de encenderse y cuales han de apagarse, lo que requiere tiempo de proceso y un consumo de energía relativamente alto para ser una gestión secundaria (querremos que el microcontrolador se ocupe de tareas menos mundanas que decidir qué LED encender para mostrar, por ejemplo, la temperatura de la sala). Para la gestión de estos displays hay circuitos integrados especializados que son bastante más eficientes gestionando los LED de lo que lo pueda ser un microcontrolador. Son los llamados decodificadores de siete segmentos. Por ejemplo, el 74LS247 (en este caso he usado un sn74LS247n). Estos decodificadores aceptan un valor en formato BCD y activan las salidas correspondientes en el display para mostrar dicho valor.

Lo primero a tener en cuenta es el tipo de display que vamos a usar. Hay dos tipos, de ánodo común y de cátodo común. Como puedes observar en el esquema que más abajo, la diferencia es que en el primero todos los LED comparten la conexión a Vcc mientras que en el segundo, comparten la conexión a tierra. Esto es importante porque dependiendo del tipo de display, tendremos que buscar un integrado que sea capaz de gestionarlo. En este caso he usado un display con ánodo común.

El 74LS247 viene en formato DIP con 16 patillas. Además de la patilla GND y Vcc (5V), disponemos de cuatro pines de entrada (A, B, C y D) que usaremos para indicar el valor que queremos mostrar en el display, en formato BCD. Las salidas (desde a hasta g) se conectan a las patillas correspondientes en el display (tienen el mismo nombre como puedes observar en los esquemas de más arriba). Además disponemos de tres entradas de control: LT (lamp test), RBI (RB input) y RBO (RB outout). Entre otras cosas, son útiles para comprobar el buen estado del display: cuando RBO está a nivel alto y LT está a nivel bajo, se activan todas las salidas, encendiendo todos los LED del display, lo que nos permite comprobar que todos los LED funcionan correctamente. Tienen más funcionalidades, pero aquí no las vamos a usar por el momento.

Así pues, hechas las presentaciones, vamos a ver cómo se conectan el display y el 74LS247.

Las entradas A, B, C y D las he conectado al 74LS247 con unos interruptores DIP mediante unas resistencias pull-down (200Ω). Las salidas de la pastilla las he conectado directamente al display mediante resistencias de 200Ω. Sólo tenemos que manipular los cuatro primeros interruptores para poner el valor binario del dígito que queremos mostrar en el display. Os dejo un vídeo para que veáis como funciona.