บทที่ 6 การเข้ารหัส การถอดรหัส และการแสดงผล

บทท่ี 6 การเขารหัส การถอดรหสั และการแสดงผลวัตถุประสงค หลงั จากไดเ รยี นบทนจ้ี บแลว จะสามารถ 1. พิสูจนค ุณสมบัติ และ การประยกุ ตใ ช Coad ตา งๆรว มกัน 2. แปลงเลขฐานสบิ เปน รหสั BCD และแปลง BCD เปนเลขฐานสิบได 3. เปรยี บเทียบเลขฐานสบิ กบั รหสั excess-3, รหสั gray, รหัส 8421 BCD 4. แปลงรหัส ASCII เปนตวั อกั ษรและตัวเลขได และแปลงตัวอักษรเปนรหัส ASCII ได 5. แสดงคาตา งๆทางหนว ยแสดงผลแบบ LED 7 สว นได 6. อธิบายโครงสรา งและลักษณะท่สี าํ คัญของ LCD, LED, vacuum, (VF) seven- segment ได 7. ใชไอซี TTL และ CMOS มาตอกบั อุปกรณแสดงผลได 8. ตรวจขอผิดพลาดของวงจรถอดรหัส วงจรขับหลอดแสดงผล LED 7 สวนได การคาํ นวณและการกระทําตา งๆ ในเครอื่ งคอมพิวเตอร หรอื เครื่องคิดเลข จะเปนการประมวลผลดวยเลขฐานสอง หรือรหัสไบนารี (binary code) โดยท่ัวไปจะใชรหสั ไบนารเี ปนตวั แทนเลขตา งๆสําหรับตวั เลขทมี่ ี ขนาใหญ ๆ การพูดถึงรหสั ไบนารี อาจจะไมสะดวกเพราะจะมีจํานวนบติ มาก ก็จะใชรหสั พิเศษอนื่ ๆมาแทนรหัสไบนารีอีกทหี น่งึ นอกจากนใ้ี นระบบคอมพวิ เตอรห รือดจิ ิตอลจะตองมกี ารดดั แปลงรหสั ไปเปน อกี รหัสหนึ่งดว ยวงจรอิเล็กทรอนิกส การแปลงรหสั ที่เราจะพบมากกค็ ือ การเขา รหสั(encoder) ซ่ึงจะเปล่ยี นจากรหัสทคี่ อมพิวเตอรเ ขาใจ คอื รหสั เลขฐานสิบเปนเลขฐานสอง เปน รหัสทีค่ นเขา ใจคือรหัสเลขฐานสบิ6.1 รหัส 8421 ตัวเลขฐานสิบสามารถแปลงเปน เลขไบนารไี ด เชน เลขฐานสบิ 926 สามารถแปลงเปนเลขไบนารไี ดคอื 1110011110 วิธกี ารแปลงเลขฐานสิบเปนเลขไบนารีไดอธบิ ายไวแ ลวใน บทที่ 2 และ รปู ที่6.1 เลขไบนารี 1110011110 อาจจะไมส ะดวกในการใชงานและการจํา ตอไปจะกลา วถงึ ตัวอยางของ 8421 binary-coded decimal code ซึง่ เปน การใชร หัสพเิ ศษแทนตวั เลขไบนารีหลาย ๆ บิต รหสัท่ใี ชก ันมากคือ รหัส BCD 137

รูปที่ 6.1 การแปลงเลขฐานสิบเปนเลขไบนารี เลขฐานสบิ 926 สามารถแปลงรหัสเปน BCD (8421) ไดดังรูป 6.2 a) โดยเลขฐานสิบ 926จะแทนดว ย 1001 0010 0110 ในรหสั 8421 BCD จะเหน็ วารูป 6.2 a) จะแบงเลขไบนารีออกเปนกลมุ ๆ กลมุ ละส่ีบิต โดยกลุมขวาสุด (0010) จะแทนคา ในตําแหนง 2s หรือหลกั หนว ย ในระบบเลขฐานสิบ สาํ หรบั กลุมกลาง (0110) จะแทนคา ในตาํ แหนง 10s หรอื หลักสิบ และกลุม ทางซาย (1001)จะแทนคา ในตําแหนง 100s หรือหลกั รอย ของระบบเลขฐานสิบ อาจมองวาการแปลงเลขระหวางฐานสิบกบั รหัส 8421 ทําไดโ ดยแบง เลขไบนารีออกเปน กลุม ๆ กลุมละสี่บิตแลว เขยี นเลขฐานสิบทม่ี ีคาเทา กบัเลขไบนารสี ีบ่ ติ น้นั ลงไป รปู ท่ี 6.2 a) การแปลงเลขฐานสิบเปนรหสั 8421 BCD b) การแปลงรหัส BCD เปน เลขฐานสิบ 138

สมมตวิ าเรามเี ลข 8421 BCD เปน 0001 1000 0111 0001 ถาหากจะแปลงเปนเลขฐานสบิ สามารถทําไดดงั รูปท่ี 6.2 b) โดยการจดั กลุมทีละส่บี ิตซึ่งเปนรหสั BCD จากน้ันแปลงเปนเลขฐานสิบจะไดว า 0001 1000 0111 0001 มีคาเทา กับเลขฐานสิบคือ 1871 รหัส จะไมใ ชกับตัวเลขท่ีเกิน 9 เชน 1010 1011 1100 110 1110 1111 เน่อื งจากไมสามารถเขียนเลขฐานสิบที่เหมาะสมแทนลงไปได รหสั 8421 BCD มีใชกนั กวางขวางในระบบดิจติ อล โดยจะใชคาํ วา “BCD code” หรอื รหัสBCD แทนรหสั 8421 BCD รปู ที่ 6.3 ระบบวงจรนบั และแสดงผลเปน เลขฐานสบิ ทาง LED 7 Segmentโจทยทดสอบจงตอบคําถามตอไปนี้ 1. เลข 29 ฐานสิบ ทาํ เปนเลขไบนารไี ดอ ยางไร 2. เลข 29 ฐานสิบ ทําเปนรหสั 8421 BCD ไดอยางไร 3. รหสั 8421 BCD รหัส 1000 0111 0110 0101 ใชเลขฐานสิบเลขใด6.2 รหสั EXCESS – 3 เทอม “BCD” เปนเทอมที่ใชกนั ทั่วไปแทนรหัส 8421 รหสั อืน่ ๆ ท่ีสมั พันธก บั รหัส BCD คือรหัส excess-3 หรือรหสั เพืม่ 3 ซงึ่ จะใชตวั เลขขนาด 4 บติ แทนเลข 0 ถงึ 9 ในระบบฐานสิบ การแปลงเลขฐานสิบเปน รหสั excess-3 ทาํ ไดโดยการบวก 3 เขา ไปในเลขฐานสิบกอน แลวจึงแปลงเปน เลขไบนารี ในรูป 6.3 แสดงการแปลงเลข 4 ในระบบฐานสิบเปน รหัส excess-3 ซึง่ จะไดเ ปน 0111 139

เลขฐานสบิ สามารถแปลงเปน รหสั excess-3 ไดดงั ตารางที่ 6.1 จุดเดนของรหสั excess-3 กค็ อื ถานาํตารางของรหสั มาพบั คร่งึ คา ไบนารี จะเปนคอมพีเมนตตอ กนั รูปท่ี 6.3 การแปลงเลขฐานสิบเปน รหสั excess-3โจทยท ดสอบจงตอบคําถามตอ ไปนี้ 4. เลข 18 ในฐานสบิ แทนดวยรหสั excess-3 ไดอ ยางไร 5. รหสั excess-3 1001 0011 แทนดว ยเลขฐานสิบเลขใด 140

6.3 รหัส GRAY รหัสน้จี ะเปนการใชเลขไบนารขี นาด 4 บติ แทนเลข 0 ถงึ 9 เชน กัน โดยเรม่ิ ท่ี 0000 สาํ หรับตวั เลขถัดๆลงมาจะมกี ารเปล่ยี นแปลงคร้งั ละหนง่ึ บติ รหสั แบบนี้นิยมใชกบั อปุ กรณอ นิ พตุ เอาทพ ุตของระบบดิจิตอลบางประเภท แตจะไมเหมาะกบั การคาํ นวณ รหัส Gray แสดงไดดงั ตารางที่ 6.2 ทั้งรหัส Gray และรหสั excess-3 ในปจจบุ ันไมนยิ มใช เพราะนาํ มาคาํ นวณไดย าก รหัสท่นี ยิ มใชก นั ในปจจุบนั ไดแกรหสั BCD และรหสั ASCIIโจทยทดสอบจงตอบคาํ ถามตอ ไปน้ี 6. รหัส Gray เหมอื นกับรหัส BCD ใชหรือไม 7. ลักษณะทส่ี ําคญั ของรหัส Gray คืออะไร6.4 รหสั ASCII รหัส ASCII ( อา นวา ask-ee ) จะเปนรหสั เลขฐานสองขนาด 7 บิต ซง่ึ ใชแ ทนคาตา งๆ ในระบบคอมพิวเตอร คียบอรด หนวยแสดงผล และเคร่อื งพิมพ ซง่ึ เปน รหัสทน่ี ยิ มใชก นั มาก คําวา ASCIIยอมาจาก American Standard Code for Information Interchange 141

ในตารางท่ี 6.3 จะเปนรหัส ASCII ที่ใชแ ทนตัวอักษรและรหสั พิเศษตา งๆ จากตารางรหสัพิเศษและรหัสฟงกชั่นควบคมุ ตางๆ จะแรงเงาเอาไว จากตารางจะเหน็ วา DEL จะแทนดวย 111 1111ตัว A จะแทนดวยรหสั ASCII ท่เี ปนเลข 100 0001 ถาหาก CPU ประมวลผลไดคา 100 0001 ก็จะรูทันทวี า นค่ี ือตัว A จากตารางจะเหน็ วา ฟงกช ันพิเศษตางๆ กใ็ ชร หัส ASCII แทนเชน กัน เชน BEL 142

(bell) , BS (backspace) , LE (line feed) , CR (carriage return) , DEL (delete) และ SP(space) ซงึ่ จะใชกนั มากในคอมพวิ เตอร รหัส ASCII น้เี ปนรหัสทใี่ ชแทนตวั เลข ตัวอักขระ และเครื่องหมาย ซ่ึงเรียกวาเปน รหสั อัลฟานวิ เมรกิ (alphanumeric code)โจทยทดสอบจงตอบคําถามตอไปนี้ 8. รหัส ASCII สามารถแทนตัวเลขและตวั อักษรได คลา ยกบั รหัสอะไร 9. คาํ วา ASCII ยอมาจากอะไร 10. ตัวอักษร R แทนไดด ว ยรหัส ASCII ไดอ ะไร 11. รหัส ASCII รหัส 010 0100 แทนตัวอกั ษรตัวใด6.5 ตัวเขารหสั ในระบบดิจิตอลจะมกี ารเขารหสั (encoder) มาประกอบกับวงจร ดังรูที่ 6.4 ตวั เขารหัสจะเปน ตวั เปล่ยี นเลขฐานสิบที่ไดจากการกดแปน พมิ พท างอินพตุ มาเปน รหัส 8421 BCD ใหระบบดิจิตอลประมวลผล ในทีน่ ีจ้ ะยกตวั อยา งตวั เขารหัสท่ีมใี นรูปไอซี ดงั แสดงในรปู 6.5 a) เรยี กวา 10-line-to-4line priority encoder ถามเี ลขฐานสิบท่ีมีคา เปน 3 เขา มาทางอินพุต วงจรจะเขารหัสใหไ ดเ อาตพุตเปนรหสั BCD มีคา เปน 0011 ดังแสดงในรปู รปู ท่ี 6.4 ระบบดิจิตอล 143

รูปท่ี 6.5 a) 10-line-to-4-line encoder b)ลักษณะขาของไอซี 74147 encoder c)ตารางความจรงิ ของไอซี 74147 144

รปู แบบภายนอกของ 10-line-to-4 line priority encoder แสดงไดด งั รปู 6.5 b) ไอซีเบอรนีค้ ือเบอร 74147 โดยขาอนิ พุตจะเปน 1 และ 9 และเอาตพตุ จะเปน A ถึง D ในการใชไอซีเขา รหัสเบอรน ้ี ทางอินพุตจะแอกตีฟ Low และเอาตพตุ จะแอคตฟี Low เชน กัน โดยความสัมพันธระหวางอินพตุ กับเอาตพ ุตสามารถแสดงเปนตารางความจรงิ ไดใ นรปู ท่ี 6.5 c) จากตารางความจริงใหสังเกตวา ไอซตี วั น้จี ะแอกตีฟ Low (ตวั L ในตารางความจรงิ ) ไอซี 74147 จะเปนไอซี 16 ขา มลี ักษณะแบบ DIP ภายในจะประกอบดวยเกตมากกวา 30ตวั ไอซเี บอรน ี้จะจดั ลาํ ดบั ความสําคญั ของอินพตุ ดวย ถา มอี ินพุตเขามาสองคาพรอมกนั ไอซีเขา รหัสจะใหความสาํ คัญกับคาสงู กวากอน เชนใหอ ินพตุ เปน 4 และ 9 พรอมกนั (เปน Low ทอี่ ินพตุ 4 และ9) เอาตพตุ ทีไ่ ดจ ะเปน LHHL ซง่ึ แทน 9 ในเลขฐานสิบ สําหรับการนาํ ไปใชงานจะตองนาํอนิ เวอรเตอรมาใสทางเอาตพ ตุ ดว ย เพื่อใหไ ดเลขไบนารีที่ถกู ตอ งเปน 1001โจทยท ดสอบจงตอบคําถามตอไปนี้ 12. จากรูปที่ 6.5 ไอซเี ขา รหสั เบอร 74147 อินพุตจะแอคตฟี ลอจกิ อะไร และเอาตพตุ จะแอคตฟีลอจิกอะไร 13. จากรูปท่ี 6.5 ถาอินพตุ 7 ทเี่ ขา สไู อซีเขา รหัสเบอร 74147 เปน Low เอาตพุตแตล ะบิตจะเปนอยางไร 14. จากรูปที่ 6.5 b) ท่ขี า 1 ของไอซี 74147 หรือ อินพุต 4 จะมีจดุ กลมๆอยูหมายความวา อะไร 15. จากรปู ท่ี 6.5 ถา อินพตุ 2 และอนิ พุต 8 เปน Low เอาตพ ุตทั้งสี่บิตจะเปนอยา งไร6.6 ตวั แสดงผลแบบ LED 7 สว น ระบบในรูปที่ 6.4 จะแสดงผลเปน เลขฐานสิบโดยใชหลอดแสดงผลแบบ LED 7 สวนหรือเรยี กวา seven-segment ซึง่ จะเปน หลอด LED 7 หลอดมาประกอบกันดงั รูปที่ 6.6 a) หลอด LED แตละหลอดมชี ือ่ เรียกตัง้ แต a ถงึ g ซง่ึ สามารถแสดงผลไดตง้ั แตเลข 0 ถึงเลข 9 โดยการบังคบั ใหหลอดบางหลอดสวางเพือ่ ประกอบกนั เปน เลข ดงั รูปที่ 6.2 b) เชน ถา หากหลอด a , b และ c สวางจะแสดงเปน เลข 7 หรือถาใหทุกหลอดสวา งหมดจะแสดงผลเปน เลข 8 หลอดแสดงผลแบบ LED 7 สว นมีหลายชนดิ ดงั รปู ท่ี 6.7 จะเห็นวา ในรปู ท่ี 6.7 a) จะมีลกั ษณะคลายกบั ไอซแี บบ DIP 14-pin ซงึ่ สามารถนําไปเสียบบน socket ของไอซไี ด สําหรับในรูปที่6.7 c) จะเปนหลอดแสดงผลแบบหลายๆหลกั ซึ่งจะใชกบั นาฬิกาแบบดจิ ิตอล หลอด LED จะเปน PN-junction diode ถาถูก forward-bias จะทําใหม กี ระแสไหลผานPN-junction ซง่ึ จะทาํ ใหห ลอด LED มแี สงสวา งผา นเลนซพลาสตกิ ออกมาทาํ ใหเราเห็นแสงได หลอดLED สว นมากประดษิ ฐจ ากแกลเลี่ยมอาเซไนด (gallium arsenide : GaAs) การทดสอบ LEDสามารถทําไดดังรปู ที่ 6.8 a) เมือ่ สวติ ช SW1 ปด จะทําใหม ีกระแสไหลผาน LED ซง่ึ มีตัวตานทาน150 โอหมตออนุกรมอยู กระแสทไ่ี หลผาน LED ควรมีคา ประมาณ 20 mA และคา รความตางศักดิต์ ก 145

ครอ มประมาณ 1.7 ถงึ 2.1 โวลต การใชงาน LED ขา cathode (K) จะตองตอ กบั ขัว้ ลบหรอื GNDสว นขา (A) จะตองตอกับขั้วบวกของแบตเตอรี่ หลอด LED จงึ จะทํางาน รูปที่ 6.6 a) การวางตาํ แหนงของ segment b) เลขฐานสิบเมื่อแสดงบน segment สําหรับ LED แบบ seven-segment ดงั แสดงในรูปท่ี 6.8 b) แตล ะเซกเมนต (a ถงึ g) จะสรา งจากหลอด LED จะเหน็ วาทางดานขวาจะนําขาอาโนดทกุ ขามาตอ รวมกนั เรยี กวา commonanode โดยทางดา นซายมอื จะเปนอินพุตของแตละเซกเมนต อุปกรณแสดงผลแบบน้ีเรยี กวา“common-anode seven-segment LED display” นอกจากน้ยี ังมี seven-segment อกี แบบหนงึ่ ทอ่ี ินพุตแตละเซกเมนตจะเขาทางดานขวา anode และนาํ ขา cathode ทกุ เซกเมนตม าตอรวมกัน รปู ท่ี 6.7 a) LED seven-segment แบบ DIP b) แบบ 14 ขา c) แบบหลายหลัก 146

ถงึ ตรงนม้ี าพจิ ารณาวงจรในรปู ที่ 6.8 c) ซงึ่ จะเปน การทดสอบ seven-segment แบบcommon-anode ถา ปด สวิตช b กระแสจะไหลจากแหลงจายไปผานเซกเมนต b และความตา นทานลงGND ทาํ ใหเ ซกเมนต b สวาง ถา หากตอ งการใหสวา งหรือแสดงผลเปน เลข 7 ทาํ ไดโ ดยการปดสวิตช a,b และ c ซง่ึ จะทาํ ใหห ลอด LED เซกเมนต a, b และ c สวา งประกอบกนั เปนเลข 7 ถาตอ งการใหส วา งหรือแสดงเปน เลข 5 ก็ใหปดสวติ ช a, c, d, f, และ g หรอื อาจจะมองวา ถา จะให seven-segmentสวา งเปน เลขใดจะตอ งบงั คบั ใหหลอด LED แตล ะหลอดสวา งประกอบกัน โดยการตอ GND เขากบัหลอด LED เซกเมนตน ัน้ เราอาจเรียกวา seven-segment แบบแอคตีฟ LOW ในการแสดงผลโดยทวั่ ๆ ไปจะไมใชสวิตชมาควบคุมแบบน้ี แตจะใชไ อซีมาเปน ตวั ควบคมุ แทนสวิตชตัวไอซีท่นี ํามาตอกับ seven-segment เรยี กวา display driver ซึ่งจะอยูในตระกลู ของไอซีดจิ ิตอลทวั่ ๆไป แตสามารถขบั กระแสผานหลอด LED ไดเ ปน อยา งดี บางครง้ั เรียกวา seven-segmentdecoder / driver รปู ท่ี 6.8 a) การตอ LED อยา งงา ย b)โครงสรา งของ common-anode seven-segmentc) การขับใหแ สดงผล 147

โจทยท ดสอบจงตอบคําถามและเตมิ คําลงในชองวางตอ ไปนี้ 16. จากรูป 6.6 a) ถาเซกเมนต a, c, d, f, และ g สวาง ตัวเลขฐานสิบท่ีจะแสดงผลคอื เลขอะไร 17. ตวั seven-segment ขณะทย่ี ังไมส วางตัวหลอดมีสี blue - green จะเปน หลอดชนดิ ............... (vacuum fluorescent, incandescent, LCD, LED ) 18. คาํ วา “LED” ยอมาจาก............... สวนคาํ วา “LCD” ยอ มาจาก................ 19. จากรูป 6.8 c) ถา สวติ ช b และ c ปด เซกเมนต. .............และ..............จะสวา ง ตวั ......... (LCD, LED) seven-segment จะแสดงตวั เลข..................6.7 ตวั ถอดรหสั ตวั ถอดรหสั (decoder) จะตรงขามกับตวั เขารหัส (encoder) จากรปู ท่ี 6.4 จะเห็นวามีตัวถอดรหสั สองตวั ประกอบอยูในระบบ ซงึ่ จะทําหนาท่ีเปล่ียนรหัส 8421 BCD ใหส ามารถแสดงผลเปนเลขฐานสบิ ท่ีสอดคลอ งกันบนหลอดแสดงผลแบบ seven-segment ไดโดยตัวถอดรหสั จะทาํ หนาท่ีแปลงรหัส 8421 BCD ออกมาและจะไปขับหลอด LED แตละเซกเมนต ในรปู ท่ี 6.9 จะแสดงตัวเลข BCDคา 0101 ซ่ึงจะเปน อนิ พตุ ใหก ับ BCD-to-seven-segment decoder / driver โดยเอาทพตุ ทไ่ี ดออกมาจะทาํ ใหเ ซกเมนต a,b,c,f และ g สวา ง ดงั รปู ที่ 6.9 ซ่ึงจะทาํ ให seven segment แสดงผลเปนเลข 5 ตวั ถอดรหัสน้นั มีหลายชนิด ตวั อยางเชนในรูปท่ี 6.10 ซง่ึ ผลลพั ธท ี่ไดม าจะเปนลักษณะของระบบฐานสิบที่เราเขาใจทัว่ ๆไป โดยอินพตุ อาจเปนรหสั 8421 BCD, รหัส excess-3 , รหสั Grayเปนตน รปู ที่ 6.9 การถอดรหสั ให seven-segment แสดงผล 148

นอกจากการถอดรหัสออกมาเปน ฐานสบิ แลว ตัวถอดรหัสแบบอ่ืนๆ อาจมีอกี เชน ใชแปลง BCD-to-binary, 4-to 16 line decoder และ 2-to-4-line decoder ภายในวงจรถอดรหสั จะประกอบดวยวงจรลอจิกมากมาย ตัวถอดรหัสท่ีนิยมใชม ักอยใู นรูปของไอซี ซ่งึ ภายในจะประกอบดว ยเกตตง้ั แต 20 ถงึ 50 ตวั รูปที่ 6.10 ไดอะแกรมการถอดรหสั เปนฐานสิบ โดยอินพตุ เปน รหัส 8421 BCD, excess-3 หรือ Grayโจทยทดสอบจงตอบคาํ ถามตอ ไปนี้ 20. จากรูปที่ 6.9 ถา ตวั เลข BCD อนิ พตุ ท่ีเขา สู decoder / driver เปน 1000 ตัว LEDseven-segment จะสงคา เปน เลขอะไร และมีเซกเมนตใดสวา งบา ง 21. จงบอกประเภทของตัวถอดรหสั มาสามประเภท6.8 BCD – TO – SEVEN – SEGMENT DECODER / DRIVER ไอซที ่ที ําหนาทเี่ ปน BCD – TO – SEVEN – SEGMENT DECODER/DRIVER ไดแกเ บอร7447 ซง่ึ มีสญั ลักษณแ สดงไดดงั รปท่ี 6.11 a) โดยอนิ พตุ จะเปน ตวั เลข BCD ซึ่งเขยี นเอาไวเปน A, B,C และ D สําหรับเอาทพ ุตจะแอคตฟี Low ถา ใหอินพุตขา lamp – test(LT) เปน Low เอาทพุตทกุตัวจะเปน Low หมด (a ถงึ g) ถา ใหข าอินพุต Blanking (BI) Low High ripple – blankingoutput (RBO) Low “blanking” เอาทพตุ ที่ออกจากไอซี 7447 สามารถเขียนเปนตารางความจริงไดดงั รูปท่ี 6.11 b) สาํ หรับการแสดงผลเปนตวั เลขฐานสิบทีไ่ ดจาก seven-segment ที่ตอกับไอซี 7447 แสดงไดดงั รปู ที่ 6.11 c) 149

จะสังเกตเห็นวา อนิ พุตที่เขามาถา มีคาสอดคลองกับเลขฐานสิบคอื 10, 11, 12, 13, 14 และ 15 จะเปนคาท่ไี มใช แตยังไงกต็ ามคาดงั กลาวจะไมม ีในรหัส BCD อยแู ลว เพราะรหัส BCD มีไดเพียงคา 0 ถงึ 9รูปท่ี 6.11a) สญั ลักษณทางลอจกิ ของไอซี decoder TTL 7447A b) ตารางความจรงิ c) รปู แบบ การแสดงผลทาง seven-segment เม่อื ใชไอซี 7447 ขับ 150

ตวั ไอซี 7447 decoder/driver นจี้ ะใชต อ กบั seven-segment แบบ common – anodeดงั แสดงในวงจรรูปที่ 6.12 จะเห็นวา จะตอ งนําตัวตา นทาน 150 โอหมมาตออนกุ รมดว ยเพอ่ื เปนการลิมติ กระแสท่จี ะไหลเขาสูตวั ไอซี รปู ที่ 6.12 การใช 7447A ขับ seven-segment รปู ที่ 6.13 โครงสรา งภายในของไอซีเบอร 7447A BCD–to–seven-segment decoder 151

ถาหากวาคาอินพุต BCD ท่เี ขาสูตัวไอซี 7447 เปน 0001 (LLLH) ซง่ึ มคี า เทา กับบรรทดั ท่ีสองของตารางความจริงในรูปท่ี 6.11 a) เอาทพ ุตที่ออกมาจะทาํ ใหเ ซกเมนต b และ c สวา ง (เอาทพ ุต bและ c เปน Low ) ซ่งึ จะมองเห็นเปนเลขฐานสบิ คือเลข 1 ในรปู ท่ี 6.12 นน้ั จะไมต อขา LT และ Blโดยปลอยลอยไว (floating) เพราะวาไอซี TTL ถา ปลอยลอยจะเปน High แตการออกแบบวงจรที่ดีถาจะใหเ ปน High ไมค วรปลอยลอยควรจะตอกับแหลง จายไฟ +5V โครงสรา งภายในของไอซี 7447 จะประกอบดว ยเกตตา งๆมากมายดังรปู ท่ี 6.13 ซงึ่ เปนdata sheet ของ Texas Instruments ซึง่ สงั เกตเหน็ วา อนิ พตุ และเอาทพ ุตจะแอกตฟี Low ในการประยุกตใ ช seven-segment ทน่ี ํามาสรา งเปนเครอ่ื งคดิ เลข, นาฬกิ า หรืออุปกรณอ่นื ๆ จะมีการแสดงผลหลายๆหลกั ตอๆกนั ในรปู ท่ี 6.14 จะเปนการแสดงผลแบบ 6 หลักโดยใชไอซี 7447 มาขับ seven-segment ถา หากหลกั ไหนไมตองการใหแ สดงผลก็จะทาํ ให seven-segment ดับหมด โดยควบคุมท่ขี าRBI และ RBO ของไอซี 7447 วงจรทางดานอนิ พตุ จะเปนตวั ถอดรหสั หกตัว ซงึ่ จะไดอินพตุ BCD คือ0000 0000 0011 1000 0001 0000 (003810 ในระบบเลขฐานสิบ) โดยสองหลกั ทางซา ยจะเปน 0สองตวั เราจะใหเ ปน blanking ซ่งึ ไมม กี ารแสดงผล ผลลพั ธที่ออกมาจะเปน 38.10 โดยการควบคมุ ที่ขา RBI และ RBO ดังรปู ท่ี 6.14 รปู ที่ 6.14 การใชขาripple-blanking input (RBI) ของไอซี 7447A ในการแสดงผลแบบหลายหลกั ถาพิจารณารปู ที่ 6.14 จากซา ยไปขวา จะเหน็ วาที่ไอซี 6 ขา RBI จะตอลง GND ถาพิจารณาจากตารางความจรงิ รปู ท่ี 6.11 จะเหน็ วาถา อินพุต BCD เปน Low หมดดว ยแลว อนิ พุตที่ออกมาจะทําให seven-segment ดับหมด หรือเปน blank และทาํ ใหข า RBO เปนLow ดว ย ซ่งึ จะทําใหขา RBIของไอซี 5 เปน Low เชนกนั สําหรับไอซี 5 คา BCD เปน BCD ท่ีเขามาเปน 0000 และขา RBI เปนLow จะทําใหการแสดงผลเปน blank เชนกนั นอกจากนย้ี งั ทําให RBO ของไอซี 5 เปน Low อีกดวย 152

โดยจะสง ผลใหขา RBI ของไอซี 4 เปน Low ดวย พจิ ารณาไอซี 4 แมว าขา RBI จะเปน Low แตการแสดงผลจะไมเ ปน blank เพราะวาอนิ พุต BCD ทเ่ี ขามาเปน 0011 และมีผลใหข า RBO ของไอซี 4เปน High และสง ไปยังไอซี 3 ตอไป สําหรบั หลักขวาสุดอินพุต BCD ของไอซี 1 เปน 0000 การแสดงผลจะไมเ ปน blank แตจะแสดงเปน เลข 0 เพราะวา ขา RBI เปน High ซงึ่ จะมีคาตรงกับบรรทดั แรกของตารางความจรงิ ในรปู ที่ 6.11 b)โจทยท ดสอบจงตอบคําถามและเตมิ คาํ ลงในชองวา งตอ ไปน้ี 22. จากรปู ที่ 6.11 ไอซี 7447 decoder/driver ขาอินพุต BCD จะแอกตีฟ................. .(High,Low) สวนขาเอาทพตุ จะแอกตฟี ..............(High,Low) 23. จากรูปที่ 6.11 ขาอนิ พตุ lamp test,blanking และ zero – blanking จะแอกตีฟ............(High,Low) 24. ขาอินพุต RBI และ RBO ของไอซี 7447 มไี วเ พอื่ อะไร 25. จากวงจร segment-segment ในรปู ที่ 6.15 เม่อื clock pulse ลูกตางๆจาก a ถึง g เขาไป ในแตละลกู จะแสดงผลเปนเลขอะไร 26. จากขอ 25 เมื่อ clock pulse แตล ะลกู เขา ไป จะมีเซกเมนตใดสวา งบาง รปู ท่ี 6.15 การแสดงผลโดยใส pulse เขา ไป 153

รปู ที่ 6.16 Digital multimeter ที่ใช liquid-crystal display ในการแสดงผล6.9 LIQUID – CRYSTAL DISPLAYS หลอด LED เปนแหลง กําเนิดแสงทีห่ าไดง ายและนยิ มใชก นั มาก แตก็กนิ พลงั งานคอ นขา งมาก เร็วๆน่ไี ดมีการผลติ อปุ กรณแสดงผลแบบ LCD ออกมาและกเ็ ปน ที่นิยมใชก ัน เนือ่ งจากกินพลังงานตํ่า บางคนอาจเคยเหน็ LCD ทใ่ี ชก ันใน DMM (Digital multi metal) ในรปู ท่ี 6.16ซ่ึงใชก ารแสดงผลแบบ LCD โดยให LCD แสดงผลแบบ Seven-segment นอกจากนยี้ ังมี analogscale อยดู า นลางดว ย โครงสรา งของ LCD แสดงไดดงั รปู ท่ี 6.17 a) บางคร้ังเรยี กวา faeld – effect LCD เมอ่ืเซกเมนตไดร บั พลังงานกระตุนจากคล่นื รูปส่เี หลี่ยมความถ่ตี ํ่า LCD เซกเมนตน้ันจะแสดงผลเปนสีดําขนึ้ มา ในรปู ที่ 6.17 a) เซกเมนต e จะเรอื งแสง ถาไมมพี ลังงานไปกระตนุ จะมองไมเ ปน สีดาํ ภายในLCD จะประกอบไปดวย liquid crystal หรอื nematic fluid ซึง่ จะถูกประกอบดว ย glass plateสองแผน ถา หากไดรบั แรงเคลอ่ื นไฟฟา ac จะเกดิ เรืองแสงใหเห็นเปน สีดํา โดยมีสี silvery เปนbackground ตัว field – effect LCD จะใช polarizing filter ปดดานบนและดา นลา ง ดังรปู ท่ี6.17 a) ถาหากตอ งการใหแสดงเลข 7 บน LCD ดังรูปที่ 6.17 b) โดยมอี นิ พุตเขาไปยัง BCD – toseven – segment decoder ถาหากอินพตุ BCD เปน 0111 เอาทพ ุตทไ่ี ดจะแอคตีฟที่ขา a, bและ c (ขา a, b และ c เปน High) สว นขาท่ีเหลือจะเปน Low ถาใหคล่นื สีเ่ หลี่ยมความถ่ี 100 Hz เขาไปยงั back plane ของ display ซึ่งจะเปนอินพตุ ของ CMOS XOR เกตท่ีใชข บั LCD ดว ย ซึ่งจะทําใหเ ซกเมนต a, b และ c ไดรบั คลน่ื สเี่ หล่ยี มท่ีมเี ฟสตรงขามกบั back plane ทําให LCD เซกเมนตa, b และ c เรืองแสงใหเปน สีดําทาํ ใหเห็นเปน เลข 7 การตอ XOR เกตทใ่ี ชข ับ LCD ในรูปท่ี 6.17 b) จะใช CMOS ในการขับ จะใช TTLไมไดเน่อื งจากมีคา dc offset 154

โจทยท ดสอบจงตอบคาํ ถามตอ ไปน้ี 27. ตัวดิจิตจะปรากฏใหเหน็ เปน................(blank , silver) บน ................... (blank , silver)background ของอปุ กรณแสดงผลแบบ LCD 28. หลอดแสดงผลแบบ LCD จะใช liquid crystal หรือ................ fluid ในการทาํ ใหเกดิ แสง 29. แรงดันชนดิ .......................... (ac , dc) จะทําให LCD หยดุ แสดงผล 30. ตัว LCD จะกนิ ไฟมากหรอื นอย6.10 การใช CMOS ขบั LCD DISPLAY ระบบทใ่ี ช LCD แสดงผลอาจเขยี นไดด ังรูปท่ี 6.19 a) โดยอนิ พตุ ทเ่ี ขา ไปจะเปน รหัส8421BCD จากนัน้ จะผานวงจร latch คาขอมูลเอาไวและสงใหตวั แปลรหัส 8421 BCD เปน sevensegment(BCD – to – seven – segment decoder) ซง่ึ จะใชไอซเี บอร 7447 จากน้ันจะสงเขา วงจรขับ LCD โดยใช XOR เกต ดงั รปู ท่ี 6.17 b) และจายพลังงานกระตุน ใหก ับขา back plane(common) โดยใชคลื่นรปู ส่ีเหลย่ี มความถ่ี 100 Hz รปู ที่ 6.17 a) โครงสรางของ fieled – effect LCD 155

รูปท่ี 6.17 b) การใช CMOS decoder/driver ขับ LCD ระบบท้งั หมดต้ังแตตวั latch, decoder และ LCD driver ถูกบรรจอุ ยใู นไอซี CMOSไดแกเบอร 74HC4543 และ 4543 ซึ่งเรยี กวา เปนไอซี BCD – to – seven – segment latch /decoder สาํ หรับ LCD สําหรับการตอวงจรขับ LCD โดยใชไอซี 74HC4543 แสดงไดดังรปู ที่ 6.19 b) ถาหากอินพุต8421 BCD เปน 0011 (3ในฐานสบิ ) คา 0011 BCD จะถูกแปลงเปน seven – segment codeพรอ มกับจาย clock ขนาด 100 Hz ใหกับขา back plane (common) ของ LCD และขา ph(phase) ของไอซี 74HC4543 กส็ ามารถทําให LCD แสดงผลเปน เลข 3 ได โดยใหจาํ ไวว า “onlyout – of – phase signals will activate a segment” ถาหากเฟสตรงขา มกันจะไมแ อคตฟี (เชน เซกเมนต e และ f ) 156

รูปท่ี 6.18 โครงสรา งของ liquid–crystal display a) แบบสองหลกั b) LCD แบบ 3.5 digit โครงสรา งขาตางๆของ 74HC4543 BCD – to – seven – segment latch / decode /driver แสดงไดดังรปู ที่ 6.20 a) สาํ หรบั การทาํ งาน และตารางความจรงิ ของไอซี 74HC4543 แสดงไดดงั รปู ที่ 6.20 b) เอาทพ ุตจะแอคตีฟท่ี “H” ซง่ึ จะทาํ ใหเ ซกเมนต on ถา เปน “L” จะทาํ ใหเซกเมนต off รปู แบบของการแสดงผลเปน เลขฐานสบิ ในรูปท่ี 6.20 c) ใหสังเกตวา การแสดงผลเปนเลข6 และ 9 โดยใชไอซี 74HC4543 จะแตกตางจากเลข 6 และ 9 ที่ไดจากไอซี 7447A ลองเปรยี บเทียบรูปท่ี 6.20 c) กับรปู ท่ี 6.11 c) 157

รปู ที่ 6.19 การขบั 7-segment LCD a) ไดอะแกรมของระบบ b) การใชไ อซี 74HC4543 CMOS ขับ LCDโจทยท ดสอบจงตอบคาํ ถามตอ ไปน้ี 31. จากรูปที่ 6.19 a) ในบลอ็ กส่ีเหลย่ี ม จะเปนการแปลงจาก.....................code เปน.....................code 32. จากรปู ที่ 6.19 b) ทุกๆเอาทพุตที่ใชข ับ LCD จะใชสัญญาณ.......................... (AC , DC) 33. จากรปู ที่ 6.21 เม่อื มอี ินพตุ pulse เขา มา (a ถึง e) หลอด LCD จะแสดงผลเลขอะไรบา ง 34. จากรปู ที่ 6.21 เมื่อ pulse a เขาไปขาใดบางท่มี เี ฟสตรงกัน 158

รปู ที่ 6.20 74HC4543 BCD-to-seven-segment latch/decoder/driver CMOS ICa) ลักษณะขาภายนอก b) ตารางความจรงิ c) รูปแบบการแสดงผลเม่อื ใช 74HC4543 ขบั 159

รูปที่ 6.21 การแสดงผลโดยใส pulse เขาไป (โจทยข อ 33 และ 34)6.11 VACUUM FLUORESCENT DISPLAYS หลอด vacuum fluorescent (VF) display เรียกส้นั ๆ วา หลอด VF โครงสรางของมันจะเปหลอดสูญญากาศมขี ้ัวสามขวั้ ดงั แสดงในรูปที่ 6.22 a) ข้วั ท้งั สามมีชอื่ เรยี กวา plate(P), grid(G) และcathode(K) ขั้ว cathode บางคร้ังเรยี กวา filament หรือ heater สําหรับขวั้ plate บางครั้งเรยี กวา anode ขั้ว cathode หรือ heater จะทาํ จากลวด tungsten บางๆ เคลือบดวย barium oxide ถาหาก cathode รอ นข้ึน จะทําใหอ ิเล็กตรอนออกมา สําหรบั จะทําจากฉากสแตนเลต สําหรบั plate จะเปนตวั collector อเิ ล็กตรอน พจิ ารณารปู ท่ี 6.22a) สมมติวา ขวั้ cathode(K) ซึง่ อยใู นสูญญากาศไดรบั ความรอ น จะมอี เิ ล็กตอรนหลุดออกมาและอยรู อบๆขั้ว cathode นนั้ ขณะเดยี วกนั ข้วั grid(G) มคี วามตางศักดิเ์ ปนบวกจะทาํ ใหอ ิเลก็ ตรอนวงิ เขา หาขวั้ grid(G) ขณะเดียวกันขวั้ plate(P) ก็เปน บวกดว ย กจ็ ะดึงดดูอเิ ล็กตรอนจาก grid ไปหา plate ซึ่งจะทําใหเกิดการนําไฟฟาจากข้ัว cathode มายัง anode เราสามารถหยุดการนาํ อเิ ล็กตรอนไดส องวิธี วิธีแรกทําโดยใหข ว้ั grid เปน ขั้วลบ (ขณะทp่ี lateยงั เปนบวก) ซ่งึ จะทาํ ใหอ ิเล็กตรอนไมส ามารถว่งิ จาก grid ไปยัง plate ได วิธที ส่ี องข้วั grid ยังคงเปนบวกอยูแตใ หข วั plate มีคา โวลท drop ลงเปน 0 โวลท อิเล็กตรอนกไ็ มสามารถวิง่ จากcathode มายงั anode ได สัญลักษณในรูป 6.22b) จะแสดง 1 ดิจติ อลหรือ 1 หลักของหลอดแสดงผลแบบ VF จะเห็นวาข้ัว cathode(K) และข้ัว grid(G) จะมอี ยา งละข้ัว แตขั้ว plate(P) จะมีขั้ว 8 ขัว้ Pa – Pg) ขั้วplate ท้งั 7 ข้ัว จะเคลอื บดวย Zinc oxide fluorescent อิเลก็ ตรอนวิง่ ชนสาร fluorescent บนขวั้ 160

plate ทําใหเกดิ แสงสี blue-green ขนึ้ สัญลักษณในรปู ที่ 6.22b) จะแทน seven segmentสาํ หรบั แสดงผลเปนตวั เลข ในหนึ่งหลกั หรอื หนึง่ ดิจิตอลของ seven – segment จะใชง านไดโดยตอวงจรในรปู ที่ 6.22c)โดยขวั้ cathode(heater) จะตอ กบั แหลงจายไฟโดยตรงเพื่อขับกระแสใหความรอนกับ cathode และใสแรงดนั + 12 V ใหกบั ขัว้ grid(G) จากนั้นตอข้วั plate สองขั้วลงกราวดคือ Pc และ Pf ท่ีเหลือตอกับแหลงจายไฟ +12 V ดงั น้ันจะมี 5 ขวั้ ทีเ่ ปนขวั้ บวกคอื Pa, Pb, Pd, Pe และ Pg และขั้วท้ังหา นจ้ี ะเรืองแสงเปน สี blue-green รปู ท่ี 6.22 a) สญั ลกั ษณข องหลอดสญุ ญากาศ b) ไดอะแกรมของ VF หนึง่ หลัก c) การทําให VF แสดงผล ในการใชงานจรงิ ๆแลวหลอดแสดงผลแบบ VF display ซง่ึ แสดงผลเปน ตวั เลขไดจะมลี กั ษณะคลา ยกับรูปท่ี 6.23a) ใหส งั เกตการวางตําแหนงของขัว้ cathode gnd และ plate โดยเฉพาะplate จะวางตัวเปนรูปแบบ seven – segment ซึง่ ใชแ สดงผลเปนตวั เลขหน่งึ หลัก ขั้ว gnd จะวางตวั เปน ฉากและจะอยเู หนือ cathode 161

หลอดแสดงผลแบบ VF display ทีพ่ บกนั สว นใหญจะมีลกั ษณะดงั รปู ที่ 6.23b) ซง่ึ เปนลกั ษณะseven – segment สี่ตัวตอ เรียนกันอยู พรอมกับเครอื่ งหมายสามเหลยี่ มสบิ ตวัโจทยทดสอบจงตอบคําถามตอ ไปน้ี 35. หลอดแสดงผลแบบ VF display จะแสดงผลดว ยสอี ะไร รูปที่ 6.24 สว นตา งๆของหลอด vacuum fluorescent 162

รูปที่ 6.25 VF ไมใ สแรงดนั ทข่ี นั้ gnd 36. จากรปู ท่ี 6.25 หลอดจะแสดงผลหรือไม 37. จากรปู ท่ี 6.25 เซกเมนตใดบา งที่สวา งและจะแสดงผลเปนเลขอะไร6.12 DRIVING A VF DISPLAY การใชงานหลอดแสดงผลแบบ VF display นั้นจะใชแ รงดนั ไฟฟา สงู กวาหลอด LED หรือ LCDไอซีประเภท CMOS หรือตระกูล 4000 สามารถนํามาใชได เนอื่ งจากไอซีดงั กลา วจะใหใชแรงเคลื่อนไฟฟา ไดถ งึ 18 V 163

รูปท่ี 6.26 การขับหลอด VF โดยใช IC 4511 CMOS ตัวอยา งตอ ไปในรปู ที่ 6.26 จะเปนวงจรขับ VF display โดยอินพตุ ที่เขา มาจะเปนรหัส BCDตอเขากบั วงจร BCD decoder / driver ถาหากอนิ พตุ ทเ่ี ขามาเปน 1001 จะแสดงผลเปน เลข 9 บนVF display ในวงจรจะ ใชไ อซี CMOS เบอร 5411 BCD – to –seven – segment latch /decoder / driver จากตวั อยา งเอาตพุต a, b, c, f และ g จะเปน High (+12V) สาํ หรับเอาตพ ุต dและ e จะเปน Low แหลง จายไฟ + 12 V จะตอ งเขากับขัว้ grid โดยตรงและตอ เขาข้ัว cathode (filament หรือheater) โดยผา นตวั ตานทาน R1 เพอื่ เปน ตัวลมิ ิคคา กระแส แหลงจาย 12 V ทจี่ ายให VF displayสารารถใชจ ากแหลงจา ยไฟของไอซี CMOS ไดเ ลยในตัวไอซี CMOS ใหสังเกตวา ไฟ + 12V จะตองเขากบั ขั้วทีเ่ ขียนวา VDD สําหรับ GND จะตอเขาขั้วท่ี เขียนวา VSS 164

รปู ท่ี 6.27 4511 BCD-to-seven-segment latch/decoder/driver CMOS IC a) ลกั ษณะขา b) ตารางความจริง c) รปู แบบการแสดงผลเมอ่ื ใชไอซี 4511 ขบั ลกั ษณะขาและตารางความจรงิ ของไอซี CMOS 4511 แสดงไดดังรปู ที่ 6.27 ลกั ษณะขาแสดงไดด งั รปู ที่ 6.27a) จะเห็นวา เปนไอซีแบบ 16 ขา โครงสรางของมนั จะเหมือนกับไอซี 74HC4543 ตัว 165

latch, decoder และ driver สามารถแสดงไดดงั ไดอะแกรมรูปท่ี 6.19a) สําหรับตารางความจรงิ ในรูปที่ 6.27b) จะแสดงอินพตุ ท่ีเปน BCD โดยมีเคร่ืองหายเปน D, C, B, และ A ขา LT อนิ พตุ จะเปน ขา lamp test ถาเปน Low เอาตพ ุตจะเปน High ท้ังหมด ทาํ ใหท กุ เซกเมนทส วา ง สําหรบั ขาBl เปน Low เอาทพตุ จะเปน Low หมดทําใหท กุ เซกเมนทดบั หมด หรอื ไมแสดงผล สําหรับขาอนิ พตุ LE (latch enable) จะใชสําหรับ hold คาอนิ พุตกอนหนา น้เี อาไว ใหส ังเกตการตอ ขา LE, Blและ LT ในรปู ท่ี 6.26 จากตารางความจรงิ ในรปู ท่ี 6.27 จะเหน็ วา ไอซี 4511 จะแอคตีฟ หรือ ถา เอาตพ ุตเปน 1 จะทําใหเกิดการแสดงทางเซกเมนทน ี้ รปู ท่ี 6.28 โจทยการแสดงผลเม่อื ใส pulse เขา ไปโจทยท ดสอบจงตอบคําถามตอไปน้ี 39. จากรูปที่ 6.26 แหลงจา ยไฟ 12 V จะจา ยไฟใหก ับไอซ.ี ...........(CMOS , TTL) 4511decoder/driver และจะจา ยใหก บั หลอดแสดงผลแบบ............................(LCD , VF) 40. จากรปู ที่ 6.26 ตัวตา นทาน R1 มีไวเ พือ่ อะไร 41. จากรปู ที่ 6.28 เม่ืออินพุต pulse ลกู ตางๆ (a ถงึ d) เขา ไป จะแสดงผลเปนเลขอะไร 42. จากรูปที่ 6.28 เมือ่ pulse a เขาไป คาความตา งศักยท่ีเซกเมนตตา งๆของหลอดแสดงผลแบบVF จะมคี า เทา ไร 166

6.13 การตรวจหาจุดผิดพลาดของวงจรถอดรหัส พิจารณาวงจรถอดรหสั จากรหัส BCD ไปขบั หลอดแสดงผล seven-segment ในรปู ท่ี 6.29ถา หากปญหาท่ีเกดิ ขน้ึ ในกรณนี ้คี ือ เซกเมนต a ไมแสดงผล การหาจุดผิดพลาดขั้นแรกใหตรวจเช็คทีต่ วัไอซี วา รอ นหรือไม และใหวัดข้วั VCC และ GND ดว ย DMM หรอื ลอจิกโพรบ ถา หากไมม สี ิ่งใดผิดปกติ ขั้นตอ ไปใหตอ ขั้วอนิ พุต LT ของไอซี 7447 A กบั GND ซงึ่ ทุกเซกเมนตจะตองสวา งและแสดงผลเปนเลข 8 แตถ าหากเซกเมนต a ยังไมส วา ง (เกดิ จดุ ผิดพลาด) ใหลองใชลอจกิ โพรบเชค็ ที่ขาเอาตพ ตุ a ถงึ g ของไอซี 7447 ถาหากเปน L(Low) หมดทกุ ขา ใหลองวัดจุดท่ีตวั ตานทานตอ กบัLED seven-segment ซ่ึงจะตองเปน H (High) ทกุ ขา แตถา ท่ีขา a เปน L จะเปน สาเหตุที่ทําใหเซกเมนต a ไมส วาง ซ่ึงอาจเกดิ จากการ open circuit ใน เซกเมนต a หรือถือวา เซกเมนต aเสยี ใหเปลยี่ นหลอดแสดงผล seven-segment เสียใหม สาํ หรบั วงจรในรปู ที่ 6.30 อาจเกิดจากขอผดิ พลาดโดยไมมีการแสดงผลทางหลอดแสดงผล ขน้ัแรกใหเ ช็คขา VCC และ GND ดว ยลอจิกโพรบ และ DMM หากอานคาที่ VCC ได 4.65 V ใหต อข้ัว LTกบั GND ถาหากทุกเซกเมนตไมส วาง และใชลอจิกโพรบวัดทขี่ าเอาตพ ตุ ของไอซี 7447 A และปรากฏวาเปน High หมดขณะเดยี วกันไอซีตวั น้รี อน เปน ไปไดวา เกิดการซอ็ ตในตัวไอซี 7447 A เอง ใหเปล่ียนไอซี 7447 A วงจรจะทาํ งาน การซอ็ ตภายในตวั ไอซี จะทาํ ใหเกิดการ drop ของแหลง จา ยไฟเหลือแรงดันเพียง 4.65 V รปู ท่ี 6.30 การหาจดุ บกพรองเมอ่ื ไมม กี ารแสดงผลโจทยท ดสอบจงตอบคาํ ถามตอไปนี้43. ในการหาจดุ ผดิ พลาดควรทําอยางไรกอ น44. ภายในไอซี TTL เมอ่ื ........................ (open , short) circuit จะทาํ ใหไอซีรอ น 167

สรปุ1. มรี หสั หลายชนิดท่ีใชในงานดิจติ อล ไดแ ก decimal , binary , octal , hexadecimal , 8421 BCD ,excess-3 , Gray และ ASCII2. ในงานดจิ ติ อลอิเล็กทรอนกิ ส สามารถแปลงรหัสหน่ึงไปเปน อกี รหัสหนงึ่ ไดโดยงา ย ในตารางท่ี 6.4 จะเปนตารางเปรียบเทียบการแปลงรหัส3. รหัส alphanumeric คือรหสั ASCII 7 บติ ซ่ึงมีใชกันอยา งกวา งขวางในการเชอื่ มตอระหวางไมโครคอมพวิ เตอร แปน พิมพ และอปุ กรณแสดงผล4. ตัวแปลงรหัสตางๆในงานอิเล็กทรอนิกส เรียกวา ตัวเขารหัส (encoder) และตวั ถอดรหัส (decoder)โดยจะมีการสรางเปน ตวั ไอซอี อกมาใชงาน5. อปุ กรณแสดงผลแบบตวั เลขเจด็ สวน ที่นยิ มใชกันไดแ ก Light emitting diode(LED) , liquid-crystaldisplay (LCD) และ vacuum fluorescent (VF)6. การแปลงจากรหสั ภาษาเคร่อื ง BCD ไปเปนเลขฐานสบิ ทําไดโดยใช BCD-to-seven-segmentdecoder-driver และสามารถแสองผลออกทาง seven-segment LED , LCD หรือ VF ได 168

คาํ ตอบโจทยท ดสอบ 26. pulse a = a,b,c,f,g1. 11101 pulse b = a,b,c,d,g2. 0010 1001 pulse c = a,c,d,f,g3. 8765 pulse d = a,b,c,d,e,f,g4. 0100 1011 pulse e = a,b,d,e,g5. 60 pulse f = ไมแสดงผล6. ไม pulse g = a,b,c,d,e,f7. มกี ารเปลยี่ นแปลงครั้งละหนงึ่ บติ8. alphanumeric 27. blank silver9. American Standard Code for information Interchang 28. nematic10. 101 0010 29. dc11. S 30. นอ ยมากๆ12. Low Low 31. BCD , seven-segment13. Output D = High 32. ac 33. pulse a = 1 Output C = Low Output B = Low pulse b = 9 Output A = Low pulse c = 614. แอคตีฟ Low pulse d = 215. Output D = Low pulse e = 4 Output C = High 34. b และ c Output B = High 35. blue-green Output A = High 36. ไม16. 5 37. part A = grid17. vacuum fluorescent part B = cathode18. light-emitting diode,liquid-crystal display part C = plates19. b , c . LED , 38. a,c,d,f,g , 520. 8 ทกุ เซกเมนต 39. CMOS , VF21. 1 BCD-to-seven-segment 40. ลดคากระแส 2 8421-BCD-to-decimal 41. pulse a = 0 3 Excess-3-to-decimal pulse b = 722. High , Low pulse c = 823. Low pulse d = 324. leading zeros 42. เซกเมนต a-f = +12 V ,25. Pulse a = 9 เซกเมนต g = GND 169

Pulse b =3 43. ดูวา วงจรขาด,ช็อตหรือไมPulse c =5 ไอซรี อ นหรอื เปลาPulse d =8Pulse e =2 44. ชอ็ ตPulse f = ไมแสดงผลPulse g =0แบบฝกหัดทา ยบท1. ออกแบบวงจรจากฟงกช ันท่กี ําหนด โดยใช 74138 f (Q, X , P) = ∑ m(0,1,4,6,7) = ∏ m(2,3,5)2. สรางวงจรจากสมการทีก่ ําหนดโดยใช 74154 และโลจกิ เกต f1(W , X ,Y , Z ) = ∑ m(1,9,12,15) f2 (W , X ,Y , Z ) = ∑ m(0,1,2,3,4,5,7,8,10,11,12,13,14,15)3. สรางวงจรจากสมการท่กี าํ หนดโดยใช 74154 และโลจกิ เกต f1(W , X ,Y , Z ) = ∑ m(1,9,12,15) f2 (W , X ,Y , Z ) = ∑ m(0,1,2,3,4,5,7,8,10,11,12,13,14,15)4. ใช 74151A ทาํ งาน f (x1, x2, x3 ) = ∑m(0,2,3,5).5. ใช 74151A ทํางาน f (X1X 2 , X 3, X 4 ) = ∑ m(0,1,2,3,4,9,13,14,15)6. จงออกแบบ multiplexer / demultiplexer โดยใช 74150 กับ 741547. จงเขยี นวงจรขับโดยใช TTL แสดงผล LED 7 Segment Common cathode8. จงเขยี นวงจรขบั โดยใช TTL แสดงผล LED 7 Segment Anode cathode9. จงเขียนวงจรขบั โดยใช CMOS แสดงผล LED 7 Segment Common cathode10. จงเขียนวงจรขับโดยใช CMOS แสดงผล LED 7 Segment Anode cathode 170