譯碼器顯示器及其應(yīng)用

譯碼器顯示器及其應(yīng)用第1頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二知識(shí)目標(biāo)：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(lèi)；

3、熟練掌握常用集成譯碼器、顯示器的功能及應(yīng)用。

譯碼器及顯示器的功能及應(yīng)用報(bào)警顯示電路的設(shè)計(jì)第9講教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)能力目標(biāo)：1、能分析和設(shè)計(jì)組合邏輯電路；

2、能讀懂常用集成譯碼器的功能；

3、會(huì)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(yīng)用第2頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、譯碼與譯碼器；二、集成譯碼器74LS138的功能分析及應(yīng)用；三、集成顯示譯碼器CD4511的功能分析；四、常用的數(shù)字顯示器。教學(xué)內(nèi)容第3頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二思考討論：撥電話時(shí)號(hào)碼是怎樣顯示的？任務(wù)引入生活中常用十進(jìn)制數(shù)及文字、符號(hào)等表示事物。數(shù)字電路只能以二進(jìn)制信號(hào)工作。編碼器譯碼器第4頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二功能要求：

當(dāng)簡(jiǎn)單搶答器接通電源后，分別按下4個(gè)搶答器的搶答鍵，如果電路工作正常，數(shù)碼管將分別顯示搶答成功者的號(hào)碼。如果沒(méi)有顯示或顯示的不是成功搶答者的號(hào)碼，說(shuō)明電路故障，應(yīng)予以排除。第5頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電路組成：第6頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1、譯碼一、譯碼與譯碼器

編碼的逆過(guò)程，將編碼時(shí)賦予代碼的特定含義“翻譯”出來(lái)。

常用的譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器等。二進(jìn)制代碼原來(lái)信息編碼對(duì)象編碼譯碼實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路。2、譯碼器第7頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：一個(gè)簡(jiǎn)單的兩位二進(jìn)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(jìn)制代碼AB，輸出是與代碼狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的4個(gè)信號(hào)Y3Y2Y1Y0。第8頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（1）74LS138電路的功能二、集成譯碼器74LS138及其應(yīng)用1、集成二進(jìn)制譯碼器74LS138

二進(jìn)制譯碼器是把二進(jìn)制代碼的所有組合狀態(tài)都翻譯出來(lái)的電路。如果輸入信號(hào)有n位二進(jìn)制代碼，輸出信號(hào)為m個(gè)，m=2n。禁止譯碼譯碼工作低電平有效高電平有效譯中為074LS138電路的功能表第9頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（2）74LS138譯碼器的邏輯符號(hào)

在S1=1，=0時(shí)，輸出信號(hào)才取決于輸入信號(hào)A2、

A1、

A0的組合。

當(dāng)S1=0時(shí)，無(wú)論其他輸入信號(hào)是什么，輸出都是高電平，即無(wú)效信號(hào)。

為高電平時(shí)，輸出也都是無(wú)效信號(hào)。

三點(diǎn)說(shuō)明：低電平有效輸出三位二進(jìn)制代碼使能端第10頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：用兩片3-8線譯碼器74LS138構(gòu)成4-16線譯碼器，電路如圖所示。

電路中，當(dāng)D=0時(shí)，片（2）被禁止，片（1）工作，這時(shí)將DCBA的0000~0111這8個(gè)代碼譯成片（1）8個(gè)低電平信號(hào)輸出。當(dāng)D=1時(shí)，片（1）被禁止，片（2）工作，這時(shí)則將DCBA的1000~1111這8個(gè)代碼譯成片（2）8個(gè)低電平信號(hào)輸出。第11頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：用全譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)解

:（1）全譯碼器的輸出為輸入變量的相應(yīng)最小項(xiàng)之非，故先將邏輯函數(shù)式f寫(xiě)成最小項(xiàng)之反的形式。由摩根定理（2）f有三個(gè)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(yīng)用（1）實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)第12頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二用三變量譯碼器74LS138實(shí)現(xiàn)以上函數(shù)的邏輯圖。第13頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：將輸入信號(hào)序列00100100分配到Y(jié)0通道輸出。

在圖中，如果D輸入的是時(shí)鐘脈沖，則由地址碼的狀態(tài)將該時(shí)鐘脈沖分配到Y(jié)0~Y7的某一個(gè)輸出端，從而構(gòu)成時(shí)鐘脈沖分配器。（2）數(shù)據(jù)分配器或時(shí)鐘分配器第14頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二四輸入變量譯碼器用于存儲(chǔ)器的地址譯碼

實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器或輸入/輸出接口芯片的地址譯碼是譯碼器的一個(gè)典型用途。如圖所示是四輸入變量譯碼器用于半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器地址譯碼的一個(gè)實(shí)例。圖中，譯碼器的輸出用來(lái)控制存儲(chǔ)器的片選端,而譯碼器的輸出信號(hào)取決于高位地址碼A5~A8。A5~A8四位地址有16個(gè)輸出信號(hào)，利用這些輸出信號(hào)從16片存儲(chǔ)器中選用一片，再由低位地址碼A0~A4從被選片中選中一個(gè)字，從而讀出選中字的內(nèi)容。（3）譯碼器做地址譯碼器第15頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、集成顯示譯碼器CD4511及其應(yīng)用CD4511是將鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)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(jì)數(shù)過(guò)程中出現(xiàn)跳數(shù)現(xiàn)象，便于觀察和記錄。譯碼器將BCD碼轉(zhuǎn)換成7段碼，再經(jīng)過(guò)大電流反相器，驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。譯碼器屬于非時(shí)序電路，其輸出狀態(tài)與時(shí)鐘無(wú)關(guān)，僅取決于輸入的BCD碼。1、集成顯示譯碼器CD4511第16頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

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的引腳圖第17頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（2）CD4511的功能表輸入輸出說(shuō)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(gè)LE=L時(shí)的輸出狀態(tài)保持第18頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、集成顯示譯碼器CD4511的應(yīng)用第19頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第20頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二四、常用的數(shù)字顯示器數(shù)字顯示電路的組成方框圖在數(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(lái)，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。

第21頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

數(shù)字顯示器件是用來(lái)顯示數(shù)字、文字或者符號(hào)的器件，常見(jiàn)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。本書(shū)主要討論發(fā)光二極管數(shù)碼管。1、數(shù)字顯示器件（1）發(fā)光二極管（LED）及其驅(qū)動(dòng)方式

LED具有許多優(yōu)點(diǎn)，它不僅有工作電壓低(1.5～3V)、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，而且響應(yīng)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(guò)最大值（通常為50mA）。

LED可以直接由門(mén)電路驅(qū)動(dòng)。

第22頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

圖（a）是輸出為低電平時(shí)，LED發(fā)光，稱(chēng)為低電平驅(qū)動(dòng)；圖（b）是輸出為高電平時(shí)，LED發(fā)光，稱(chēng)為高電平驅(qū)動(dòng)；采用高電平驅(qū)動(dòng)方式的TTL門(mén)最好選用OC門(mén)。

圖門(mén)電路驅(qū)動(dòng)LED(a)低電平驅(qū)動(dòng)(b)高電平驅(qū)動(dòng)R為限流電阻第23頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖七段顯示LED數(shù)碼管(a)外形圖(b)共陰型(c)共陽(yáng)型

LED數(shù)碼管又稱(chēng)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(yáng)型。公共陰極公共陽(yáng)極高電平驅(qū)動(dòng)低電平驅(qū)動(dòng)(2)LED數(shù)碼管第24頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第25頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二七段LED(LightEmittingDiode)數(shù)碼顯示器的顯示原理:cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp共陰極aR8bcdefgdpVccVcc第26頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=3305V直流電源cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp第27頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=1Kcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp5V直流電源顯示數(shù)字1第28頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二R5V直流電源RR顯示數(shù)字2

gfab

edcdpcabdefgdpcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp第29頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二R5V直流電源RRR顯示數(shù)字3

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gGNDGNDdp第30頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖3-15七段數(shù)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(shù)碼管通常采用圖3-15所示的七段字形顯示方式來(lái)表示0-9十個(gè)數(shù)字。第31頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖3-1674LS49的邏輯符號(hào)（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(qū)動(dòng)七段LED數(shù)碼管各對(duì)應(yīng)段所需的電平。常用的七段顯示譯碼器有74LS47、74LS48、74LS49、CD4511等。第32頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二表3-874LS49的功能表8421BCD碼禁止碼滅燈狀態(tài)第33頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二譯碼輸入端：D、C、B、A，為8421BCD碼；七段代碼輸出端：abcdefg，某段輸出為高電平時(shí)該段點(diǎn)亮，用以驅(qū)動(dòng)高電平有效的七段顯示LED數(shù)碼管；滅燈控制端：IB

，當(dāng)IB=1時(shí)，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(hào)，譯碼器各輸出端均為低電平，處于滅燈狀態(tài)。利用IB信號(hào)，可以控制數(shù)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。第34頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖3-1774LS49驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管電路

圖3-17是一個(gè)用七段顯示譯碼器74LS49驅(qū)動(dòng)共陰型LED數(shù)碼管的實(shí)用電路。第35頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二滅燈控制端8421BCD碼七段代碼七段譯碼器74LS47第36頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二—十進(jìn)制譯碼器

將4位二—十進(jìn)制代碼翻譯成1位十進(jìn)制數(shù)字的電路就是二—十進(jìn)制譯碼器，又稱(chēng)為BCD—十進(jìn)制譯碼器。

由功能表可知，該譯碼器有4個(gè)輸入端A3A2A1A0，并且按8421BCD編碼輸入數(shù)據(jù)。它有10個(gè)輸出端，分別與十進(jìn)制數(shù)0~9相對(duì)應(yīng)，低電平有效。對(duì)于某個(gè)8421BCD碼的輸入，相應(yīng)輸出端為低電平，其他輸出端為高電平。當(dāng)輸入的二進(jìn)制數(shù)超過(guò)BCD碼時(shí)，所有輸出端都輸出高電平，呈無(wú)效狀態(tài)。第37頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

數(shù)字輸入輸出0123456789000000010010001101000101011001111000100101111111111011111111110111111111101