显示译码器的功能和原理

在数字测量仪表和各种数字系统中，经常需要用显示器将处理和运算结果直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算结果，另一方面用于监视数字系统的工作情况。例如，用LED显示器显示数据，此时需要用显示译码器驱动。显示译码器能将二进制数“翻译”成人们习惯的十进制数形式，再驱动LED显示器显示出来。因此，数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器组成。

1.数字显示器

能够用来直观显示数字、文字和符号的器件称为显示器。数字显示器件种类很多，按发光材料的不同可分为阴极射线显示器（CRT）、半导体发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD）等。按显示方式不同，可分为字形重叠式、分段式和点阵式。

目前使用较普遍的是分段式发光二极管显示器。发光二极管是一种特殊的二极管，加正电压（或负电压）时导通并发光，它有一定的工作电压和电流，所以在实际使用中应注意按电流的额定值，串接适当限流电阻来实现。

图4－22（a）所示为七段半导体发光二极管显示器（LED数码管）示意图，它由七个半导体发光二极管分段排列而成，若显示某字符，只要相应的段组合发光即可。LED数码管通常分共阳、共阴两种。共阴接法是指各段发光二极管阴极相连接地，即所谓“共阴极”，如图4－22（b）所示，当某段阳极加上逻辑“1”高电平时，相应段发光。共阳接法相反，如图4－22（c）所示。

共阴极LED数码管要显示字符，七个输入端应送入相应逻辑电平，如显示数字1时，b、c应送入逻辑“1”高电平。就是说，显示器所显示的字符与其七段输入a，b，c，d，e，f，g之间存在一定的对应关系。图4－22（d）所示为七段笔画形状与数字的关系。

图4－22　七段半导体发光二极管显示器示意图

（a）引脚图；（b）共阴极接法式；（c）共阳极接法；（d）七段笔画形状与数字的关系

2.显示译码器

一般数字系统中处理和运算结果是用二进制码、BCD码或其他码表示，要将最终结果通过七段半导体发光二极管显示器（LED）用十进制数显示出来，就需要先用显示译码器将运算结果转换成七段码。当然，要使发光二极管发光，还需要提供一定的驱动电流，所以这种显示器也需要有相应的驱动电路，图4－23所示为数字显示电路的组成。

图4－23　数字显示电路的组成

如图4－24所示，显示译码器输入是8421 BCD码，输出a，b，c，d，e，f，g去驱动七段显示器，使显示器显示与8421 BCD码相对应的十进制数。(www.xing528.com)

图4－24　七段半导体发光二极管显示器（LED）译码／驱动示意图

现以集成显示译码／驱动器CD4511为例加以介绍，CD4511是一个用于驱动七段共阴发光二极管显示器的译码／驱动器。

CD4511引脚图如图4－25（a）所示，引脚图中V DD为电源输入端，V SS为接地端。图4－25（b）所示为CD4511逻辑符号。DCBA为译码输入端，a，b，c，d，e，f，g为译码输出端，用于连接七段显示器输入端，另外，LE、为使能输入端。

图4－25　CD4511引脚图和逻辑符号

（a）CD4511引脚图；（b）CD4511逻辑符号

CD4511功能真值表如表4－11所示。其中，为试灯输入端，当＝0时，数码管的七段应全亮，与输入的译码信号无关，该输入端可用于测试数码管的好坏。为灭灯输入端，当＝1、＝0时，不论其他输入状态如何，a～g均为0，数码管熄灭。因此，灭灯输入可用作显示与否的控制，如闪字、与同步信号联动显示等。LE端为数据锁存输入端，当＝1、＝1时，如果LE＝1，则输入数据被锁存，不能传至译码器，输出将保持锁存前的状态；如果LE＝0，数据可以传至译码器，进行正常译码显示，LE的优先权仅次于和。

表4－11　CD4511功能真值表

续表

习题4.4