1.显示器件
为便于人员读取数字电路中的数据,显示译码器和显示器是数字设备中不可缺少的组成部分。
表5-11 译码器真值表
目前,显示器主要有字段式和点阵式两种。字段式显示器通过预先设置好的横、竖、斜线或点来组成字母或数字,有时也可以将简单符号做成一个字段直接显示。字段式显示器通常用来显示字母或数字,结构简单,很难显示复杂图形,常见的有七段码显示器和米字形显示器等,用于计算器、电子手表、交通路口倒计时器、数字式万用表等仪器仪表的显示部分。
点阵式显示器由密集的圆点显示器件组成,通过大量小圆点组合,能够显示汉字、复杂符号和图形,通常控制比较复杂,一般由单片机、数字信号处理器(DSP)或计算机进行显示控制。常用于高级数字仪表显示、手机、计算机、电视机等。
显示器按照材料主要分为发光二极管显示器和液晶显示器两大类,这两类均有字段式和点阵式两种显示器。其中,发光二极管(LED)显示器能够直接发光,可观测距离远,颜色绚丽、醒目,在功耗、可视角度和刷新速率等方面都有优势。液晶(LCD)显示器不能直接发光,需要有背光源照明,能量主要消耗在了背光源上,其在轻、薄、柔性方面具有优势。
图5-13为发光二极管七段码显示器,也称为七段数码管。一般七段数码管都带有小数点,用字母DP表示。七段数码管分为共阴极和共阳极两类,如图5-14所示。
图5-13 发光二极管七段码显示器
图5-14 七段数码管结构示意图
集成电路驱动共阴极数码管时,需向外输出电流给数码管,使其发光,流出集成电路的电流称为拉电流,输出高电平时,对应字段发光。集成电路驱动共阳极数码管时,需输出低电平,才能使对应字段发光,外电路的高电平输出电流经数码管流入集成电路,流入集成电路的电流称为灌电流。某些集成电路灌电流和拉电流的驱动能力不同,一般灌电流大于拉电流,这类集成电路适合驱动共阳极数码管,使用时需要加以注意。
2.显示译码器
将8421BCD码译码为七段输出,驱动七段码显示器的电路称为七段码显示译码器。由于七段码显示译码器使用量巨大,通常制作成相应集成电路,如CC4511、74LS48(见图5-15)、74LS49、74LS247、74LS248和74LS249等多种型号。
表5-12为74LS48显示译码器的功能表,其输入为8421BCD码,输出为a~g七个字段。输入为原码,输出为高电平有效,应该驱动共阴极数码管。表中“H”表示高电平,“L”表示低电平,“×”表示任意。(www.xing528.com)
表5-12 74LS48显示译码器的功能表
需要说明的是,实际的74LS48也是输出高电平有效的七段码显示译码器,适合驱动共阴极数码管。
图5-15 显示译码器74LS48
3.显示译码电路
图5-16所示为四按键编译码显示电路,图中输入为A、B、C、D四个变量,由按键S1~S4控制,按键向上时为1,向下时为0。
图5-16 四按键编译码显示电路
74LS147是输入低电平有效的10线-4线优先编码器,以BCD码的反码输出,其中9的优先级最高,1的优先级最低。当输入端9~1全为高电平时,输出端的编码1111。
由于74LS147输出BCD反码,而74LS48需要输入BCD原码,所以,74LS147的每个输出端都需要一个非门取反,以求得BCD原码。综上所述,可知74LS48的输入端信号(即图中四个非门输出信号)与按键的对应关系见表5-13,表中“×”表示任意。
74LS48是4线七段译码器,输入BCD原码,输出高电平有效,内部有上拉电阻,可以直接驱动共阴极数码管,也可以外接限流电阻调节LED发光亮度,图中R8即为限流排阻。
表5-13 编码功能表
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