Merancang Seven Segment Display Decoder

Bismillah,

Seven segment display adalah sebuah rangkaian yang dapat menampilkan angka-angka desimal maupun heksadesimal. Seven segment display biasa tersusun atas 7 bagian yang setiap bagiannya merupakan LED (Light Emitting Diode) yang dapat menyala. Jika 7 bagian diode ini dinyalakan dengan aturan yang sedemikian rupa, maka ketujuh bagian tersebut dapat menampilkan sebuah angka heksadesimal.

Seven-segment display membutuhkan 7 sinyal input untuk mengendalikan setiap diode di dalamnya. Setiap diode dapat membutuhkan input HIGH atau LOW untuk mengaktifkannya, tergantung dari jenis seven-segmen display tersebut. Jika Seven-segment bertipe common-cathode, maka dibutuhkan sinyal HIGH untuk mengaktifkan setiap diodenya. Sebaliknya, untuk yang bertipe common-annide, dibutuhkan input LOW untuk mengaktifkan setiap diodenya.

Salah satu cara untuk menghasilkan sinyal-sinyal pengendali dari suatu seven segment display yaitu dengan menggunakan sebuah sevent-segment decoder. Seven-segment decoder membutuhkan 4 input sebagai angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam bahasa mesin (bilangan berbasis biner) kemudian sinyal-sinyal masukan tersebut akan “diterjemahkan” decoder ke dalam sinyal-sinyal pengendali seven-segment display. Sinyal-sinyal pengendali berisi 7 sinyal yang setiap sinyalnya mengatur aktif-tidaknya setiap LED.

Selanjutnya kita akan mencoba merancang sebuah hex to seven-segment decoder untuk seven-segment berjenis common-cathode, yakni seven-segment yang setiap LED nya aktif jika diberi sinyal HIGH atau 1. Gambar ilustrasi dan tabel kebenaran dari dekoder tersebut adalah sebagai berikut.

tabel kebenaran pada 7 segment decoder

Dekoder tersebut memiliki 7 keluaran yang masing-masing keluarannya memiliki fungsi tertentu. Kita dapat mendapatkan 7 buah fungsi Boolean a, b, c, d, e, f, dan g dengan membuat peta Karnaugh nya sebagai berikut.

a = A’BD + AB’C’ + B’D’ + A’C + BC + AD’

b = A’C’D’ + A’CD + AC’D + B’C’ + B’D’

c = B’C’ + B’D + C’D + A’B + AB’

d = BC’D + B’D’ + B’C + CD’ + AD’ + AB’

e = B’D’ + CD’ + AB + AC

f = A’BC’ + ACD + AB’D + C’D’ + BD’

g = A’BD’ + BC’ D + B’C + AC + AB’

Dengan demikian, kita dapat memperoleh fungsi-fungsi Booleannya :

Jika pengimplementasian semua fungsi tersebut dalam dekoder dengan penggunaan gerbang yang terpisah (setiap gerbang hanya dipakai untuk 1 fungsi) maka akan membutuhkan 34 gerbang AND dan 7 gerbang OR, seperti gambar berikut.

Implementasi gerbang di atas masih dapat disederhanakan dengan menggabungkan beberapa term yang sama setiap fungsi a, b, c, d, e, f, dan g. Sehingga akan terdapat gerbang yang dipakai bersama oleh beberapa fungsi, seperti gambar berikut.

Wallahu a’lam, semoga bermanfaat…