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  显示译码器与数码管的连接方法_计算机硬件及网络_IT/计算机_专业资料。显示译码器与数码管的连接方法

  项目2 抢答器的设计与制作 褚丽丽 项目2 抢答器的设计与制作 ? 学习情境1 抢答器的开关电路 – 任务 开关电路的分析 ? 学习情境2 抢答器的编码电路 – 任务 编码器的分析与测试 ? 学习情境3 抢答器的触发锁存电路 – 任务1 主从触发器 – 任务2 边沿触发器 – 任务3 触发器之间的相互转换 ? 学习情境4 抢答器的译码显示电路 ? 学习情境5 多功能抢答器的设计与制作 – 任务1 多功能抢答器的设计 – 任务2 多功能抢答器的制作 学习情景四 抢答器的译码驱动显示电路 学习目标 ? 1、理解译码器组合逻辑电路的功能特性; ? 2、熟悉显示数码器的功能特性; ? 3、掌握译码驱动显示电路的接法 工作任务 ? 1、译码器的功能测试和应用; ? 2、译码和编码器以及显示电路相连,观察 数码管的显示状态。 问题引入 ? 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑 电路。它的作用是把给定的代码进行“翻 译”,变成相应的状态,使输出通道中相 应的一路有信号输出。译码器在数字系统 中有广泛的用途,不仅用于代码的转换、 终端的数字显示,还用于数据分配,存贮 器寻址和组合控制信号等。不同的功能可 选用不同种类的译码器。 译码器 译码: 编码的逆过程,将编码时赋予代码的特 定含义“翻译”出来。 译码器: 实现译码功能的电路。 编码对象 二进制代码 编码 译码 原来信息 常用的译码器有二进制译码器、二-十进制 译码器和显示译码器等。 看一看———认识译码器 a.74LS47外形图 b.74LS138外形图 图2-4-4 译码器的外形图511外形图 学一学 二进制译码器 ? 学习目标: ? 1、理解二进制译码器 组合逻辑电路的功能 特性 ? 2、掌握集成译码器的 逻辑功能 ? 3、会用二进制译码器 设计组合逻辑电路 学一学 二进制译码器 输入:二进制代码(N位), 输出:2N个,每个输出仅包含一个最小项。 输入是三位二进 制代码、有八种状态 ,八个输出端分别对 应其中一种输入状态 。因此,又把三位二 进制译码器称为3线 三位二进制译码器的方框图 1. 74LS138的 逻辑功能 负逻辑 与非门 S为控制端( 又称使能端) S=1 译码工作 S=0 禁止译码 , S ? S1 ? S2 ? S3 输出全1 为便于理解功能 而分析内部电路 译码输入端 Y内部电路图 i ? S ? mi (i ? 0,1,2,?7) 输出端 表6 74LS138的功能表 高电平 有效 低电平 有效 禁止 译码 译 码 工 作 译中为0 低电平有 效输出 三位二进 制代码 使能端 图8 74LS138的逻辑符号 74LS138的逻辑功能 三个译码输入端(又称地址输入端)A2、 A1、A0,八个译码输出端 Y0~Y7 ,以及三个控制 端(又称使能端) S3。 S1、S2 、 S1、4166am备用网址 S3 是译码器的控制输入端,当 S1 S2 , = 1、 S2+ S3 = 0 (即 S1 = 1,S2和S3均为0)时,GS 输出为高电平,译码器处于工作状态。否则,译 码器被禁止,所有的输出端被封锁在高电平。 S ? S1 ? S2 ? S3 当译码器处于工作状态时,每输入一个二进制代 码将使对应的一个输出端为低电平,而其它输出端均 为高电平。也可以说对应的输出端被“译中”。 74LS138输出端被“译中”时为低电平,所以其逻 辑符号中每个输出端 Y0~Y7 上方均有“—”符号。 Yi ? S ? mi (i ? 0,1,2,?7) 2. 应用举例 A3 =0时,片Ⅰ工作,4166am备用网址片Ⅱ禁止 (1)功能扩展(利用使能端实现) 扩展位 控制 图3-9 用两片74LS138译码器构成4线线 时,片 Ⅰ 禁止,片 Ⅱ 工作 3 使能端 (2) 实现组合逻辑函数F(A,B,C) F ( A, B, C ) ? ? mi (i ? 0 ~ 7) Yi ? S ? mi ? mi ( S ? 1, i ? 0,1,2,?7) 比较以上两式可知,把3线)作为逻辑函数的输 入变量(ABC),译码器的每个输出端Yi都与某一 个最小项mi相对应,加上适当的门电路,就可以利 用译码器实现组合逻辑函数。 例 试用74LS138译码器实现逻辑函数: F ( A, B, C ) ? ? m(1,3,5,6,7) 解:因为 则 Yi ? mi (i ? 0,1,2,?7) ? m1 ? m3 ? m5 ? m6 ? m7 ? m1 ? m3 ? m5 ? m 6 ? m 7 ? Y1 ? Y3 ? Y5 ? Y6 ? Y7 F ( A, B, C ) ? ? m (1,3,5,6,7) 因此,正确连接控制输入端使译码器处于工作 状态,将 Y1 、Y3 、Y5 、 Y7 经一个与非门输 Y6 、 出,A2、A1、A0分别作为输入变量A、B、C,就可实 现组合逻辑函数。 F ( A, B, C ) ? ? m(1,3,5,6,7) ? Y1 ? Y3 ? Y5 ? Y6 ? Y7 图3-10 例3-4电路图 试用三八译码器和门电 路设计一个组合逻辑电 路, 输出函数为 Y ( A, B, C ) ? ? m(,1,3,5,6,7) 解:设译码器的输入变 量为A 2 , A1和A 0 ( 1 )写出输出函数的最小 项表达式 Y(A, B, C) ? m5 ? m1 ? m3 ? m6 ? m7 ? m5 ? m1 ? m3 ? m 6 ? m 7 (2)用输出低电平有效的 译码器和门电路实现。 设A ? A 2 , B ? A1 , C ? A 0 , 则 Y(A, B, C) ? Y 5 ? Y1 ? Y 3 ? Y 6 ? Y 7 看一看 二进制译码器 ? 学习目标: ? 1、理解二进制译码器组合逻辑电路的功能 特性 ? 2、掌握集成译码器的逻辑功能 ? 3、会用二进制译码器设计组合逻辑电路 谢谢欣赏! 学一学 二—十进制译码器 ? 学习目标: ? 1、理解二—十进制译 码器组合逻辑电路的 功能特性 ? 2、了解集成译码器的 逻辑功能 学一学 二-十进制译码器 二—十进制译码器的逻辑功能是将输入的 BCD码译成十个输出信号。 图11 二—十进制译码器74LS42的逻辑符号 表7 二-十进制译码器74LS42的功能表 译中 为0 拒绝 伪码 看一看 二—十进制译码器 ? 学习目标: ? 1、理解二—十进制译码器组合逻辑电路的 功能特性 ? 2、掌握集成译码器的逻辑功能 谢谢欣赏! 学一学 七段数码显示器 ? 学习目标: ? 1、熟悉显示数码器的 功能特性; ? 2、会用万用表检测共 阴型的数码管和共阳 型的数码管。 ▲任务描述 看一看———认识七段数码显示器 图 2-4-1 LED数码管 做一做 用七根火柴棒摆放出类似于计算器中 显示的0到9十个数字。如图2-1-1所示。 图 2-1-1 火柴棒摆放数字图形 一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制数和一个小数点 。小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降, 随显示光(通常为红、绿、黄、橙色)的颜色不同略有差别, 通常约为2~2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。 (a)外观图 (b)等效电路 图2-4-2 半导体数码管 表2-4-1列出了a~g发光段的十种发光组合情况,他们分别和十 进制的十个数字相对应。表中H表示发光的线段,L表示不发光的 线 a H L H H L H b H H H H H L 七段显示组合与数字对照表 c H H L H H H d H L H H L H e H L H L L L f H L L L H H g L L H H H H 6 7 8 9 H H H H L H H H H H H H H L H H H L H L H L H H H L H H 想一想 七段数码显示器由 个发光直线段组成。 当七段数码显示器显示数字4时所对应的发光段是 ;当七段数码显示器显示数字6时所对应的发光段是 。 做一做 识别图2-2-4所示BS201(或BS202)、BS211(或BS222)两 种型号的半导体数码管: (1) 观察形状,记录型号。 (2) 画出8段LED数码管外形图,分析并记录各发光段与各 引脚之间的对应关系。 (3) 找出LED数码管公共引脚端的位置。 (4) 分析显示0到9十个数字的方法。 (5) 判断哪一个是共阳极型LED数码管?哪一个共阴极型LED数 码管? a. BS201型LED数码管 b. BS211型LED数码管 图2-4-3 LED数码管 看一看 七段数码显示器 ? 学习目标: ? 1、熟悉显示数码器的功能特性; ? 2、会用万用表检测共阴型的数码管和共阳 型的数码管。 谢谢欣赏! 还记得?——BCD代码 日常生活中我们使用的是十进制数,而在数字电路中所使用 的都是二进制数,因此就必须用二进制数码来表示十进制数,这 种方法称为二—十进制编码,简称BCD码。 七段数码显示器是用a~g这七个发光线段组合来构成十个十 进制数的。为此,就需要使用显示译码器将BCD代码(二—十进 制编码)译成数码管所需要的七段代码(abcdefg),以便使数码管用 十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。 在数字电路中,往往用1和0组成二进制数码表示数值的大小 或一些特定的信息,这种具有特定意义的二进制数码称为二进制 代码。 要用二进制代码来表示十进制的0~9十个数 ,至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组 合,可从这16种组合中选择10种组合分别来表示 十进制的0~9十个数。选哪10种组合,有多种方 案,这就形成了不同的BCD码。具有一定规律的 常用的BCD码见表2-4-2。 表2-4-2 常见BCD码 5421码 余三码 十 进 制 数 0 1 2 3 4 8421码 2421码 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 5 6 7 8 9 权 0 0 0 1 1 8 1 1 1 0 0 4 0 1 1 0 0 2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 0 1 1 1 1 4 1 0 0 1 1 2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 5 0 0 0 0 1 4 0 0 1 1 0 2 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 无权 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 学一学 显示译码器 ? 学习目标: ? 1、掌握译码驱动显示 电路的接法; ? 2、4166am备用网址会合理选用数码管 和译码驱动电路。 看一看———认识译码器 a.74LS47外形图 b.74LS138外形图 图2-4-4 译码器的外形图 c.CC4511外形图 学一学———显示译码器 显示译码器,是将BCD码译成驱动七段数码管所需代码的 译码器。 显示译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴), CC4511(共阴)等多种类型。我们主要学习CC4511, CC4511是输出高电平有效的CMOS显示译码器,其输入为 8421BCD码,图2-4-5和表2-4-2分别为4511的外引线排列图 及其逻辑功能表。 g VDD 16 f a b c d e 15 14 13 12 11 10 9 CC4511 1 2 3 LT 4 BI 5 6 7 B C L D A 8 VSS E 图2-4-5 CC4511外引线引脚功能说明: A、B、C、D——BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g——译码输出端,输出“1”有效, 用来驱动共阴极LED数码管。 ——测试输入端, =“0”时,译码输出全为“1”。 ——消隐输入端, =“0”时,译码输出全为“0”。 LE——锁定端,LE=“1”时译码器处于锁定(保持 )状态,译码输出保持在LE=0时的数值;当LE=0 时为正常译码。 表2-4-3为CC4511的逻辑功能表。CC4511内接有 上拉电阻,故只需在输出端与数码管笔段之间串入 限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能,当输 入码超过1001时,输出全为“0”,数码管熄灭。 输 LE × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 D × × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 入 C × × 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 B × × 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 A × × 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 a 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 输 b 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 c 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 d 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 出 e 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 f 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 g 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 消隐 消隐 消隐 消隐 显示字 形 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐 消隐 消隐 1 1 1 × × × × 锁 存 锁存 说明:分段显示译码器与译码器有着本质的区别。严格地讲 ,把这种电路叫代码变换器更加确切些。但习惯上都把它叫做显 示译码器。 CC4511常用于驱动共阴极LED数码管,工作时一定要加限流 电阻。由CC4511组成的基本数字显示电路如图2-1-6所示。图中 BS205为共阴极LED数码管,电阻R用于限制CC4511的输出电流 大小,它决定LED的工作电流大小,从而调节LED的发光亮度, R值由下式决定: U OH ? U D R? ID 式中UOH为CC4511输出高电平(≈VDD),UD为LED的正 向工作电压(1.5~2.5V),ID为LED的笔画电流(约5~10mA )。试计算出图2-4-6中R的大小。 图2-4-6 由CC4511组成的基本数字显示电路 学一学———显示译码器与数码管的连接方法 1.显示译码器与数码管的选用 输出低电平有效的显示译码器应与共阳极数字 显示器配合使用。 输出高电平有效的显示译码器应与共阴极数字 显示器配合使用。 2.显示译码器与数码管的连接 下面举例说明: SN7446A和74LS48为显示译码器。SN7446A输出 低电平有效,74LS48输出高电平有效。其他逻辑功 能与CC4511相似。 SN7446的典型使用电路如图2-4-7所示,电阻RP 为限流电阻,RP的具体阻值视数码管的电流大小而 定。 . 图2-4-7 共阳数码管与译码 V Vcc CC 9 RP 1 4 5 3 7 1 2 6 BI/RBO RBI LT A B C D SN7446A a b c d e f g 13 12 11 10 9 15 14 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 a b c d e f g dp VCC a f e g d b . c dp . DS . 74LS48译码器的典型使用电路如图2-4-8所示。共阴 图 2-1-7 共阳数码管与译码 数码管的译码电路 74LS48 内部有限流电阻,故后接数 码管时不需外接限流电阻。由于74LS48拉电流能力小 (2mA),而数码管的点亮电流在5~10mA,所以一 般都要外接电阻推动数码管。 UV cccc 9 10 11 12 13 14 15 16 . RP 8 7 6 5 4 3 2 1 DS . 1 4 5 3 7 1 2 6 BI/RBO RBI LT A B C D SN74LS48 a b c d e f g 13 12 11 10 9 15 14 1 2 3 4 5 6 7 8 a b c d e f g dp a f e g d GND b c dp . 图 2-1-8 图2-4-8 74LS48译码器的典型使用电路 . 9 74LS48 译码器的典型使用电路 看一看 显示译码器 ? 学习目标: ? 1、掌握译码驱动显示电路的接法; ? 2、会合理选用数码管和译码驱动电路。 谢谢欣赏! 总的学习目标 ? 1、理解译码器组合逻辑电路的功能特性; ? 2、熟悉显示数码器的功能特性; ? 3、掌握译码驱动显示电路的接法

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