譯碼器、顯示器及其應用

知識目標：1、掌握譯碼電路的功能及常用譯碼器；2、掌握顯示電路的功能及種類；3、熟練掌握常用集成譯碼器、顯示器的功能及應用。

譯碼器及顯示器的功能及應用報警顯示電路的設計第9講教學目標教學重點教學難點能力目標：1、能分析和設計組合邏輯電路；2、能讀懂常用集成譯碼器的功能；3、會用集成編碼器、譯碼器及顯示器制作顯示電路。

譯碼器、顯示器及其應用現在是1頁\一共有40頁\編輯于星期日一、譯碼與譯碼器；二、集成譯碼器74LS138的功能分析及應用；三、集成顯示譯碼器CD4511的功能分析；四、常用的數字顯示器。教學內容現在是2頁\一共有40頁\編輯于星期日思考討論：撥電話時號碼是怎樣顯示的？任務引入生活中常用十進制數及文字、符號等表示事物。數字電路只能以二進制信號工作。編碼器譯碼器現在是3頁\一共有40頁\編輯于星期日功能要求：

當簡單搶答器接通電源后，分別按下4個搶答器的搶答鍵，如果電路工作正常，數碼管將分別顯示搶答成功者的號碼。如果沒有顯示或顯示的不是成功搶答者的號碼，說明電路故障，應予以排除?，F在是4頁\一共有40頁\編輯于星期日電路組成：現在是5頁\一共有40頁\編輯于星期日1、譯碼一、譯碼與譯碼器

編碼的逆過程，將編碼時賦予代碼的特定含義“翻譯”出來。

常用的譯碼器有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和顯示譯碼器等。二進制代碼原來信息編碼對象編碼譯碼實現譯碼功能的電路。2、譯碼器現在是6頁\一共有40頁\編輯于星期日例：一個簡單的兩位二進制代碼的譯碼器。

輸入輸出ABY3

Y2

Y1

Y0000110110001001001001000譯碼器的真值表

輸入是一組兩位二進制代碼AB，輸出是與代碼狀態(tài)相對應的4個信號Y3Y2Y1Y0?，F在是7頁\一共有40頁\編輯于星期日（1）74LS138電路的功能二、集成譯碼器74LS138及其應用1、集成二進制譯碼器74LS138二進制譯碼器是把二進制代碼的所有組合狀態(tài)都翻譯出來的電路。如果輸入信號有n位二進制代碼，輸出信號為m個，m=2n。禁止譯碼譯碼工作低電平有效高電平有效譯中為074LS138電路的功能表現在是8頁\一共有40頁\編輯于星期日（2）74LS138譯碼器的邏輯符號

在S1=1，=0時，輸出信號才取決于輸入信號A2、A1、

A0的組合。

當S1=0時，無論其他輸入信號是什么，輸出都是高電平，即無效信號。

為高電平時，輸出也都是無效信號。

三點說明：低電平有效輸出三位二進制代碼使能端現在是9頁\一共有40頁\編輯于星期日例：用兩片3-8線譯碼器74LS138構成4-16線譯碼器，電路如圖所示。

電路中，當D=0時，片（2）被禁止，片（1）工作，這時將DCBA的0000~0111這8個代碼譯成片（1）8個低電平信號輸出。當D=1時，片（1）被禁止，片（2）工作，這時則將DCBA的1000~1111這8個代碼譯成片（2）8個低電平信號輸出?，F在是10頁\一共有40頁\編輯于星期日例：用全譯碼器實現邏輯函數解:（1）全譯碼器的輸出為輸入變量的相應最小項之非，故先將邏輯函數式f寫成最小項之反的形式。由摩根定理（2）f有三個變量，因而選用三變量譯碼器。（3）變量A、B、C分別接三變量譯碼器的A2、A1、A0端，則上式變?yōu)椋?、74LS138的應用（1）實現邏輯函數現在是11頁\一共有40頁\編輯于星期日用三變量譯碼器74LS138實現以上函數的邏輯圖?，F在是12頁\一共有40頁\編輯于星期日例：將輸入信號序列00100100分配到Y0通道輸出。

在圖中，如果D輸入的是時鐘脈沖，則由地址碼的狀態(tài)將該時鐘脈沖分配到Y0~Y7的某一個輸出端，從而構成時鐘脈沖分配器。（2）數據分配器或時鐘分配器現在是13頁\一共有40頁\編輯于星期日四輸入變量譯碼器用于存儲器的地址譯碼

實現微機系統(tǒng)中存儲器或輸入/輸出接口芯片的地址譯碼是譯碼器的一個典型用途。如圖所示是四輸入變量譯碼器用于半導體只讀存儲器地址譯碼的一個實例。圖中，譯碼器的輸出用來控制存儲器的片選端,而譯碼器的輸出信號取決于高位地址碼A5~A8。A5~A8四位地址有16個輸出信號，利用這些輸出信號從16片存儲器中選用一片，再由低位地址碼A0~A4從被選片中選中一個字，從而讀出選中字的內容。（3）譯碼器做地址譯碼器現在是14頁\一共有40頁\編輯于星期日三、集成顯示譯碼器CD4511及其應用CD4511是將鎖存、譯碼、驅動三種功能集于一身的“三合一”電路。鎖存器的作用是避免在計數過程中出現跳數現象，便于觀察和記錄。譯碼器將BCD碼轉換成7段碼，再經過大電流反相器，驅動共陰極LED數碼管。譯碼器屬于非時序電路，其輸出狀態(tài)與時鐘無關，僅取決于輸入的BCD碼。1、集成顯示譯碼器CD4511現在是15頁\一共有40頁\編輯于星期日如圖顯示為CD4511引腳分布圖，D～A為BCD碼輸入端。a～g是7段碼輸出端。（1）CD4511的引腳圖現在是16頁\一共有40頁\編輯于星期日（2）CD4511的功能表輸入輸出說明LEA3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg××LLLLLLLLLL×LHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHH××LLLLLLLLHH××LLLLHHHHLL××LLHHLLHHLL××LHLHLHLHLHHLHLHHLHLHHHHLHHHHHLLHHHHLHHLHHHHHHHHLHLHHLHHLHLHLHLHLLLHLHLHLHLLLHHHLHHHLLLHHHHHLHH8消隱0123456789LLLLLLHHHHHHHHHHHHHHHHHHLLHHHHHHLLHHLHLHLHLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL消隱消隱消隱消隱消隱消隱HHH××××輸出鎖定在上一個LE=L時的輸出狀態(tài)保持現在是17頁\一共有40頁\編輯于星期日2、集成顯示譯碼器CD4511的應用現在是18頁\一共有40頁\編輯于星期日現在是19頁\一共有40頁\編輯于星期日四、常用的數字顯示器數字顯示電路的組成方框圖在數字測量儀表和各種數字系統(tǒng)中，都需要將數字量直觀地顯示出來，一方面供人們直接讀取測量和運算的結果，另一方面用于監(jiān)視數字系統(tǒng)的工作情況。數字顯示電路是數字設備不可缺少的部分。數字顯示電路通常由顯示譯碼器、驅動器和顯示器等部分組成，如圖所示。

現在是20頁\一共有40頁\編輯于星期日數字顯示器件是用來顯示數字、文字或者符號的器件，常見的有輝光數碼管、熒光數碼管、液晶顯示器、發(fā)光二極管數碼管、場致發(fā)光數字板、等離子體顯示板等等。本書主要討論發(fā)光二極管數碼管。1、數字顯示器件（1）發(fā)光二極管（LED）及其驅動方式

LED具有許多優(yōu)點，它不僅有工作電壓低(1.5～3V)、體積小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，而且響應速度快(≤100ns)、亮度比較高。一般LED的工作電流選在5~10mA，但不允許超過最大值（通常為50mA）。

LED可以直接由門電路驅動。

現在是21頁\一共有40頁\編輯于星期日

圖（a）是輸出為低電平時，LED發(fā)光，稱為低電平驅動；圖（b）是輸出為高電平時，LED發(fā)光，稱為高電平驅動；采用高電平驅動方式的TTL門最好選用OC門。

圖門電路驅動LED(a)低電平驅動(b)高電平驅動R為限流電阻現在是22頁\一共有40頁\編輯于星期日圖七段顯示LED數碼管(a)外形圖(b)共陰型(c)共陽型LED數碼管又稱為半導體數碼管，它是由多個LED按分段式封裝制成的。LED數碼管有兩種形式：共陰型和共陽型。公共陰極公共陽極高電平驅動低電平驅動(2)LED數碼管現在是23頁\一共有40頁\編輯于星期日現在是24頁\一共有40頁\編輯于星期日七段LED(LightEmittingDiode)數碼顯示器的顯示原理:cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp共陰極aR8bcdefgdpVccVcc現在是25頁\一共有40頁\編輯于星期日cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=3305V直流電源cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp現在是26頁\一共有40頁\編輯于星期日cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=1Kcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp5V直流電源顯示數字1現在是27頁\一共有40頁\編輯于星期日R5V直流電源RR顯示數字2gfabedcdpcabdefgdpcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp現在是28頁\一共有40頁\編輯于星期日R5V直流電源RRR顯示數字3

gfab

edcdpcabdefgdpcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp現在是29頁\一共有40頁\編輯于星期日圖3-15七段數碼管字形顯示方式2、七段顯示譯碼器

（1）七段字形顯示方式

LED數碼管通常采用圖3-15所示的七段字形顯示方式來表示0-9十個數字?，F在是30頁\一共有40頁\編輯于星期日圖3-1674LS49的邏輯符號（2）七段顯示譯碼器

滅燈控制端8421BCD碼七段代碼

七段顯示器譯碼器把輸入的BCD碼，翻譯成驅動七段LED數碼管各對應段所需的電平。常用的七段顯示譯碼器有74LS47、74LS48、74LS49、CD4511等?，F在是31頁\一共有40頁\編輯于星期日表3-874LS49的功能表8421BCD碼禁止碼滅燈狀態(tài)現在是32頁\一共有40頁\編輯于星期日譯碼輸入端：D、C、B、A，為8421BCD碼；七段代碼輸出端：abcdefg，某段輸出為高電平時該段點亮，用以驅動高電平有效的七段顯示LED數碼管；滅燈控制端：IB，當IB=1時，譯碼器處于正常譯碼工作狀態(tài)；若IB=0，不管D、C、B、A輸入什么信號，譯碼器各輸出端均為低電平，處于滅燈狀態(tài)。利用IB信號，可以控制數碼管按照要求處于顯示或者滅燈狀態(tài)，如閃爍、熄滅首尾部多余的0等?，F在是33頁\一共有40頁\編輯于星期日圖3-1774LS49驅動LED數碼管電路

圖3-17是一個用七段顯示譯碼器74LS49驅動共陰型LED數碼管的實用電路?，F在是34頁\一共有40頁\編輯于星期日滅燈控制端8421BCD碼七段代碼七段譯碼器74LS47現在是35頁\一共有40頁\編輯于星期日二—十進制譯碼器將4位二—十進制代碼翻譯成1位十進制數字的電路就是二—十進制譯碼器，又稱為BCD—十進制譯碼器。由功能表可知，該譯碼器有4個輸入端A3A2A1A0，并且按8421BCD編碼輸入數據。它有10個輸出端，分別與十進制數0~9相對應，低電平有效。對于某個8421BCD碼的輸入，相應輸出端為低電平，其他輸出端為高電平。當輸入的二進制數超過BCD碼時，所有輸出端都輸出高電平，呈無效狀態(tài)?，F在是36頁\一共有40頁\編輯于星期日

數字輸入輸出01234567890000000100100011010001010110011110001001011111111110111111111101111111111011111111