Utilisation du décodeur 7 segments 4511 : tutoriel pratique d'affichage BCD

Composants et matériel

• 4511 verrou/décodeur/pilote BCD-vers-7-segments (Radio Shack catalogue # 900‑4437)
• Afficheur LED 7 segments à cathode commune (Radio Shack catalogue # 276‑075)
• Interrupteur DIP 8 positions (Radio Shack catalogue # 275‑1301)
• Quatre résistances de 10 kΩ
• Sept résistances de 470 Ω
• Une pile 6 V

⚠️ Attention : Le CI 4511 est CMOS et hautement sensible à la décharge statique. Manipulez avec soin et utilisez un bracelet antistatique.

Références croisées

Lessons In Electric Circuits, Volume 4, Chapitre 9 : « Fonctions logiques combinatoires ».

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre comment utiliser le CI décodeur/pilote d'affichage 4511 7 segments.
• Se familiariser avec la représentation en décimal codé binaire (BCD).
• Créer des affichages de chiffres décimaux باستخدام des assemblages LED 7 segments.
• Identifier et travailler avec des entrées logiques à la fois actives-basses et actives-hautes.

Schéma électrique

Illustration

Instructions

Cet exercice présente le CI décodeur/pilote d'affichage 4511, un composant courant dans les dispositifs numériques. Le CI accepte une entrée BCD de quatre bits et active les lignes de sortie appropriées (a‑g) pour afficher le chiffre décimal correspondant sur un LED 7 segments.

Les entrées BCD sont étiquetées A, B, C et D (du poids faible au poids fort). Chaque sortie se connecte à une résistance série de 470 Ω avant d'atteindre le segment LED. Le 4511 nécessite un afficheur à cathode commune, qui est utilisé ici.

Après avoir assemblé le circuit et appliqué l'alimentation, utilisez les interrupteurs DIP pour parcourir les valeurs binaires 0000 à 1111. Observez l'affichage : 0000 doit afficher « 0 », 0001 doit afficher « 1 », et ainsi de suite jusqu'à 1001 (décimal « 9 »). Les valeurs 1010‑1111 représentent des nombres binaires au-delà d'un seul chiffre décimal et sont indéfinies en BCD. La fiche technique explique que le CI effacera soit l'affichage, soit affichera un motif indéfini pour ces entrées.

Trois broches sur le 4511 sont permanentement reliées à V_DD ou à la masse : Latch Enable (LE), Blanking Input (BI), et Lamp Test (LT). Pour explorer leurs fonctions, déconnectez chaque broche une à la fois et remplacez le cavalier court par un fil plus long qui peut être basculé vers le rail opposé.

Par exemple, retirez le cavalier sur la broche 5 (LE) qui se connecte à la masse, puis utilisez un long cavalier pour le basculer vers V_DD. Variez les entrées BCD et observez comment l'affichage change. Une fois que vous comprenez le rôle de LE, reconnectez-le à son rail par défaut et expérimentez avec BI et LT.

BI et LT sont des entrées actives-basses (indiquées par une barre au-dessus de l'abréviation), ce qui signifie qu'elles effectuent leur fonction lorsqu'elles sont tirées bas. LE est active-haute, donc elle s'active lorsqu'elle est tirée haute. Reportez-vous à la fiche technique du 4511 pour le comportement détaillé et les conditions de fonctionnement recommandées.

Sécurité et dépannage

• Vérifiez toujours les valeurs des résistances pour éviter de dépasser le courant nominal des LED.
• Vérifiez les connexions broche-à-broche correctes sur le 4511 : A‑D (1‑4), LE (5), a‑g (6‑12), BI (13), LT (14), V_DD (15), V_SS (8).
• Si l'affichage ne répond pas, confirmez que les connexions cathode commune sont correctes et qu'aucune broche n'est flottante.
• Utilisez un multimètre pour tester la continuité et assurez-vous que la pile fournit 6 V.