數(shù)字化測(cè)量技術(shù)課件

第三章鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器與無效零自動(dòng)消隱電路1BCD碼鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器CD4511的引腳說明CD4511的內(nèi)部框圖CD4511的真值表CD4511的典型應(yīng)用電路MC14513的引腳說明無效零消隱電路的設(shè)計(jì)第四節(jié)鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器與無效零自動(dòng)消隱電路2譯碼器譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，其可以分為：變量譯碼和顯示譯碼兩類。變量譯碼一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，一般分為2n譯碼和8421BCD碼譯碼兩類。

顯示譯碼主要解決二進(jìn)制數(shù)顯示成對(duì)應(yīng)的十、或十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換功能，一般其可分為驅(qū)動(dòng)LED和驅(qū)動(dòng)LCD兩類。3顯示譯碼器在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀地顯示出來，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果，另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。數(shù)字顯示電路是數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)字顯示電路通常由顯示譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成，如圖所示。數(shù)字顯示器件是用來顯示數(shù)字、文字或者符號(hào)的器件，常見的有輝光數(shù)碼管、熒光數(shù)碼管、液晶顯示器、發(fā)光二極管數(shù)碼管、場(chǎng)致發(fā)光數(shù)字板、等離子體顯示板等等。本節(jié)主要討論發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管。4LED數(shù)碼管

LED數(shù)碼管又稱為半導(dǎo)體數(shù)碼管，它是由多個(gè)LED按分段式封裝制成的。LED數(shù)碼管有兩種形式：共陰型和共陽型。公共陰極公共陽極高電平驅(qū)動(dòng)低電平驅(qū)動(dòng)5七段顯示譯碼器

LED數(shù)碼管通常采用圖所示的七段字形顯示方式來表示0-9十個(gè)數(shù)字。圖

七段數(shù)碼管字形顯示方式6CD4511型BCD碼鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器七段顯示器譯碼器把輸入的BCD碼，譯成驅(qū)動(dòng)七段LED數(shù)碼管各對(duì)應(yīng)段所需電平。CD4511是共陰7段BCD碼鎖存\譯碼/驅(qū)動(dòng)器。CD4511的引腳說明：UDD：正電源輸入引腳USS：電源地參考點(diǎn)A、B、C、D：BCD碼輸入端a~g:7段數(shù)碼管輸出端/LT：燈測(cè)試端=0時(shí)筆段全亮/BI:強(qiáng)迫顯示器消隱0有效LE：鎖存控制端0選通1鎖存七段代碼8421BCD碼8421BCD碼7CD4511的內(nèi)部框圖8CD4511的真值表9CD4511的電氣特性10CD4511的典型應(yīng)用電路11限流電阻R的選取方法12MC14513型BCD碼鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器引腳說明：UDD：正電源輸入引腳USS：電源地參考點(diǎn)A、B、C、D：BCD碼輸入端a~g:7段數(shù)碼管輸出端/LT：燈測(cè)試端=0時(shí)筆段全亮/BI:強(qiáng)迫顯示器消隱0有效LE：鎖存控制端0選通1鎖存RBI：串行消隱輸入端=1時(shí)有效RBO：串行消隱輸出端與當(dāng)前輸入有關(guān)13MC14513的真值表=1表示可無效零消隱如全0，且RBI=1，輸出消隱無效零允許信號(hào)（給后級(jí)）如全0，且RBI=1，顯示消隱=0表示不能無效零消隱即使全0，而RBI=0，輸出消隱無效零不允許信號(hào)（給后級(jí)）只要RBI=0，無論如何顯示不消隱如輸入是大于9的BCD碼，屬無效碼，直接消隱！14消隱整數(shù)前無效零15消隱小數(shù)點(diǎn)后無效零16ICM7217A系列分類ICM7217A的性能特點(diǎn)ICM7217A的工作原理ICM7217A的典型應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量課件第五節(jié)單片多位計(jì)數(shù)/鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器17ICM7217系列分類單片CMOS多位計(jì)數(shù)/鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器具有集成度高、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、外圍電路簡(jiǎn)單、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于數(shù)字儀表及工業(yè)控制領(lǐng)域

典型產(chǎn)品：美國哈里斯（Harris）公司生產(chǎn)的ICM7217系列4位可預(yù)置可逆計(jì)數(shù)/鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器。計(jì)數(shù)范圍0~9999計(jì)數(shù)范圍0~595918ICM7217A的性能特點(diǎn)√4位十進(jìn)制可預(yù)置可逆計(jì)數(shù)器;

√具有全零信號(hào)輸出、計(jì)數(shù)器與寄存器比較信號(hào)輸出，進(jìn)借位信號(hào)輸出，易級(jí)聯(lián);

√4位共陰極LED7段驅(qū)動(dòng)，動(dòng)態(tài)掃描顯示;

√4位指輪驅(qū)動(dòng)，動(dòng)態(tài)掃描；

√片內(nèi)多路掃描信號(hào)振蕩電路，支持片外掃描信號(hào)輸入;

√具有無效零自動(dòng)消隱及強(qiáng)迫顯示器消隱功能;

√多路BCD碼及位選通信號(hào)輸出，便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)接口;

√單5V供電，靜態(tài)功耗低,消隱時(shí)總功耗<5mW,正常顯示0.5W

√環(huán)境溫度范圍-20~+85℃;19ICM7217A的工作原理9999+或0000-溢出計(jì)數(shù)器全零輸出0計(jì)數(shù)器=寄存器時(shí)LR=1或LC=1為輸入其他為輸出下降沿有效，幅度>2.5V=0選通，=1或懸空鎖存=0減計(jì)數(shù)，=1加計(jì)數(shù)=1預(yù)置寄存器,0消隱,懸空正常=1預(yù)置計(jì)數(shù)器,0消隱,懸空正常接電容內(nèi)振蕩,或外接掃描信號(hào)=0復(fù)位，內(nèi)上拉共陰輸出4.5~5.5V懸空：無效0消隱=1強(qiáng)迫消隱=0無效0不消隱低選通，相鄰位掃10us消隱時(shí)間。同時(shí)作為BCD輸入位選內(nèi)上拉輸入端三態(tài)輸入端輸入信號(hào)輸出信號(hào)20ICM7217A的動(dòng)態(tài)掃描動(dòng)態(tài)掃描控制SCAN端外接電容C(pF)振蕩頻率標(biāo)稱值f0(Hz)位掃描頻率f1(Hz)位掃描周期T1(ms)懸空25006251.62012503123.2906001506.7D4D3D2D1段碼輸出10us400usBCD輸出BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位SCAN當(dāng)U+=+5V能直接驅(qū)動(dòng)共陰LED不需加限流電阻BCD輸入到寄存器BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位LR懸空LC懸空LR=1LC懸空BCD輸入到計(jì)數(shù)器BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位LR懸空LC=121ICM7217A的邏輯框圖22ICM7217A典型應(yīng)用1、上電自動(dòng)復(fù)位及手動(dòng)復(fù)位電路V5V-Ubet0bV復(fù)位門限t0復(fù)位信號(hào)開機(jī)瞬間a迅速變成U+

C由R2充電,兩端電壓逐漸上升,見圖

b電壓下降，Ib上升，VT開始導(dǎo)通

VT集電極輸出一負(fù)脈沖,ICM7217A復(fù)位23ICM7217A典型應(yīng)用2、預(yù)置數(shù)電路預(yù)置寄存器預(yù)置計(jì)數(shù)器24ICM7217A典型應(yīng)用預(yù)置數(shù)電路的幾個(gè)問題1、I/O1~I/O8何狀態(tài)下是BCD輸出或BCD輸入？2、BCD輸入時(shí)，和位掃信號(hào)的關(guān)系？3、多長(zhǎng)時(shí)間，BCD被輸入，如何做到？4、如果需要BCD輸出，指輪輸入電路會(huì)有影響嗎，如何處理？預(yù)置寄存器預(yù)置計(jì)數(shù)器25ICM7217A典型應(yīng)用3、4位十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路一片ICM7217A配4只LED數(shù)碼管即可構(gòu)成4位十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路，計(jì)數(shù)范圍0~9999。a：強(qiáng)制消隱

b：無效0消隱

c：無效0不消隱26ICM7217A典型應(yīng)用4、8位十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路兩片ICM7217A級(jí)聯(lián)構(gòu)成4位十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路

1、C/B級(jí)聯(lián)，低向高2、控制信號(hào)并聯(lián)3、不消隱無效027ICM721(2)6系列分類ICM721(2)6的性能特點(diǎn)ICM7216D的工作原理ICM7216D構(gòu)成的10MHz數(shù)字頻率計(jì)數(shù)字化測(cè)量課件第六節(jié)單片10MHz數(shù)字頻率計(jì)28ICM721(2)6系列分類ICM721(2)6系列均屬專用CMOS大規(guī)模IC，可直接構(gòu)成高性價(jià)比單片8位10MHz數(shù)字頻率計(jì)或通用計(jì)數(shù)器29ICM721(2)6的性能特點(diǎn)特點(diǎn)：1、均可構(gòu)成頻率計(jì)，測(cè)量頻率DC～10MHz(最高可達(dá)40MHz)；有四檔內(nèi)部選通測(cè)量時(shí)間：0.01秒，0.1秒，1秒，10秒。2、多用途：A、B型號(hào)還可測(cè)量周期(TA)、頻率比(fA/fB)、時(shí)間間隔(△t)、累計(jì)數(shù)(N)，可構(gòu)成完善通用頻率計(jì)3、單電源低工作電壓設(shè)計(jì)：3.00～5.00V（4.75~6.00V）。4、低電壓低功耗CMOS工藝，靜態(tài)電流低（4～5mA）,抗靜電能力強(qiáng)。5、高精度：采用1MHz或10MHz的晶體組成穩(wěn)定的本地振蕩器。6、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，輸出可直接驅(qū)動(dòng)8位LED的位與段(8段)顯示，不需限流電阻，動(dòng)態(tài)掃描。7、多功能：無效0自動(dòng)消隱(含個(gè)位)、頻率過載指示、讀數(shù)保持、小數(shù)點(diǎn)自動(dòng)移位;8、工作范圍寬：標(biāo)準(zhǔn)DIP28雙列直插式塑料封裝，工作溫度-25~85℃。

用途：

1、頻率測(cè)量、周期測(cè)量、3V便攜式頻率計(jì)等。

2、頻率擴(kuò)展，通過連接外部小數(shù)點(diǎn)輸入實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。30ICM7216D的工作原理-引腳說明與位選通組合掃描輸入測(cè)量采樣期為低電平顯示位掃描輸出順序：D8(高位)D1共陰輸出作為輸入端的列掃信號(hào)內(nèi)上拉，低電平復(fù)位。將顯示器、主計(jì)數(shù)器清零手動(dòng)小數(shù)點(diǎn)控制方式時(shí)：接D1-D7選擇小數(shù)點(diǎn)位置與D1、D2、D3、D4連接獲0.01s、0.1s、1s、10s時(shí)標(biāo)UIH≥3.5VUIL≤1.9VTW>50nsTRCTFC<100us高電平，讀數(shù)保持外振蕩工作模式時(shí)使用該輸入信號(hào)作為時(shí)鐘7段譯碼驅(qū)動(dòng)共陰輸出，a~g高對(duì)應(yīng)段亮DP為低7位LED小數(shù)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)最高位時(shí)為超量程指示。31ICM7216D的工作原理-工作方式短接腳功能1-3允許外部時(shí)鐘信號(hào)輸入1-4手動(dòng)控制小數(shù)點(diǎn)位置，否則自動(dòng)小數(shù)點(diǎn)1-5外接1M晶體，小數(shù)點(diǎn)右移1位，不影響顯掃頻率(500Hz)1-6保持狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)迫消隱。1-8測(cè)試狀態(tài)1-11LED顯示全筆段亮，小數(shù)點(diǎn)全亮。顯示8.8.8.8.8.8.8.8.短接腳功能14-3時(shí)標(biāo)114-4時(shí)標(biāo)214-5時(shí)標(biāo)314-6時(shí)標(biāo)432ICM7216D的工作原理-基本組成組成：外部整形后的脈沖，通過十進(jìn)制計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間里進(jìn)行計(jì)數(shù)、7段譯碼并驅(qū)動(dòng)后掃描顯示。分頻器一般由計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。單位時(shí)間：由晶體振蕩時(shí)鐘分頻獲得為1S，1mS,10mS，0.1S，1S等閘門信號(hào)。例如：當(dāng)閘門時(shí)間為1mS測(cè)得的數(shù)值，其數(shù)顯值的單位為kHz；10mS時(shí)測(cè)得的頻率為數(shù)顯值×100Hz（或0.1kHz），余類推。33ICM7216D的工作原理-內(nèi)部框圖1、晶振電路、時(shí)鐘選擇及可控分頻器。2、主計(jì)數(shù)器、鎖存。