译码器、显示器及其应用

知识目标：1、掌握译码电路的功能及常用译码器；2、掌握显示电路的功能及种类；3、熟练掌握常用集成译码器、显示器的功能及应用。

译码器及显示器的功能及应用报警显示电路的设计第9讲教学目标教学重点教学难点能力目标：1、能分析和设计组合逻辑电路；2、能读懂常用集成译码器的功能；3、会用集成编码器、译码器及显示器制作显示电路。

译码器、显示器及其应用当前1页，总共40页。一、译码与译码器；二、集成译码器74LS138的功能分析及应用；三、集成显示译码器CD4511的功能分析；四、常用的数字显示器。教学内容当前2页，总共40页。思考讨论：拨电话时号码是怎样显示的？任务引入生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。数字电路只能以二进制信号工作。编码器译码器当前3页，总共40页。功能要求：

当简单抢答器接通电源后，分别按下4个抢答器的抢答键，如果电路工作正常，数码管将分别显示抢答成功者的号码。如果没有显示或显示的不是成功抢答者的号码，说明电路故障，应予以排除。当前4页，总共40页。电路组成：当前5页，总共40页。1、译码一、译码与译码器

编码的逆过程，将编码时赋予代码的特定含义“翻译”出来。

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。二进制代码原来信息编码对象编码译码实现译码功能的电路。2、译码器当前6页，总共40页。例：一个简单的两位二进制代码的译码器。

输入输出ABY3

Y2

Y1

Y0000110110001001001001000译码器的真值表

输入是一组两位二进制代码AB，输出是与代码状态相对应的4个信号Y3Y2Y1Y0。当前7页，总共40页。（1）74LS138电路的功能二、集成译码器74LS138及其应用1、集成二进制译码器74LS138二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来的电路。如果输入信号有n位二进制代码，输出信号为m个，m=2n。禁止译码译码工作低电平有效高电平有效译中为074LS138电路的功能表当前8页，总共40页。（2）74LS138译码器的逻辑符号

在S1=1，=0时，输出信号才取决于输入信号A2、A1、

A0的组合。

当S1=0时，无论其他输入信号是什么，输出都是高电平，即无效信号。

为高电平时，输出也都是无效信号。

三点说明：低电平有效输出三位二进制代码使能端当前9页，总共40页。例：用两片3-8线译码器74LS138构成4-16线译码器，电路如图所示。

电路中，当D=0时，片（2）被禁止，片（1）工作，这时将DCBA的0000~0111这8个代码译成片（1）8个低电平信号输出。当D=1时，片（1）被禁止，片（2）工作，这时则将DCBA的1000~1111这8个代码译成片（2）8个低电平信号输出。当前10页，总共40页。例：用全译码器实现逻辑函数解:（1）全译码器的输出为输入变量的相应最小项之非，故先将逻辑函数式f写成最小项之反的形式。由摩根定理（2）f有三个变量，因而选用三变量译码器。（3）变量A、B、C分别接三变量译码器的A2、A1、A0端，则上式变为：2、74LS138的应用（1）实现逻辑函数当前11页，总共40页。用三变量译码器74LS138实现以上函数的逻辑图。当前12页，总共40页。例：将输入信号序列00100100分配到Y0通道输出。

在图中，如果D输入的是时钟脉冲，则由地址码的状态将该时钟脉冲分配到Y0~Y7的某一个输出端，从而构成时钟脉冲分配器。（2）数据分配器或时钟分配器当前13页，总共40页。四输入变量译码器用于存储器的地址译码

实现微机系统中存储器或输入/输出接口芯片的地址译码是译码器的一个典型用途。如图所示是四输入变量译码器用于半导体只读存储器地址译码的一个实例。图中，译码器的输出用来控制存储器的片选端,而译码器的输出信号取决于高位地址码A5~A8。A5~A8四位地址有16个输出信号，利用这些输出信号从16片存储器中选用一片，再由低位地址码A0~A4从被选片中选中一个字，从而读出选中字的内容。（3）译码器做地址译码器当前14页，总共40页。三、集成显示译码器CD4511及其应用CD4511是将锁存、译码、驱动三种功能集于一身的“三合一”电路。锁存器的作用是避免在计数过程中出现跳数现象，便于观察和记录。译码器将BCD码转换成7段码，再经过大电流反相器，驱动共阴极LED数码管。译码器属于非时序电路，其输出状态与时钟无关，仅取决于输入的BCD码。1、集成显示译码器CD4511当前15页，总共40页。如图显示为CD4511引脚分布图，D～A为BCD码输入端。a～g是7段码输出端。（1）CD4511的引脚图当前16页，总共40页。（2）CD4511的功能表输入输出说明LEA3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg××LLLLLLLLLL×LHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHH××LLLLLLLLHH××LLLLHHHHLL××LLHHLLHHLL××LHLHLHLHLHHLHLHHLHLHHHHLHHHHHLLHHHHLHHLHHHHHHHHLHLHHLHHLHLHLHLHLLLHLHLHLHLLLHHHLHHHLLLHHHHHLHH8消隐0123456789LLLLLLHHHHHHHHHHHHHHHHHHLLHHHHHHLLHHLHLHLHLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL消隐消隐消隐消隐消隐消隐HHH××××输出锁定在上一个LE=L时的输出状态保持当前17页，总共40页。2、集成显示译码器CD4511的应用当前18页，总共40页。当前19页，总共40页。四、常用的数字显示器数字显示电路的组成方框图在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果，另一方面用于监视数字系统的工作情况。数字显示电路是数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由显示译码器、驱动器和显示器等部分组成，如图所示。

当前20页，总共40页。数字显示器件是用来显示数字、文字或者符号的器件，常见的有辉光数码管、荧光数码管、液晶显示器、发光二极管数码管、场致发光数字板、等离子体显示板等等。本书主要讨论发光二极管数码管。1、数字显示器件（1）发光二极管（LED）及其驱动方式

LED具有许多优点，它不仅有工作电压低(1.5～3V)、体积小、寿命长、可靠性高等优点，而且响应速度快(≤100ns)、亮度比较高。一般LED的工作电流选在5~10mA，但不允许超过最大值（通常为50mA）。

LED可以直接由门电路驱动。

当前21页，总共40页。

图（a）是输出为低电平时，LED发光，称为低电平驱动；图（b）是输出为高电平时，LED发光，称为高电平驱动；采用高电平驱动方式的TTL门最好选用OC门。

图门电路驱动LED(a)低电平驱动(b)高电平驱动R为限流电阻当前22页，总共40页。图七段显示LED数码管(a)外形图(b)共阴型(c)共阳型LED数码管又称为半导体数码管，它是由多个LED按分段式封装制成的。LED数码管有两种形式：共阴型和共阳型。公共阴极公共阳极高电平驱动低电平驱动(2)LED数码管当前23页，总共40页。当前24页，总共40页。七段LED(LightEmittingDiode)数码显示器的显示原理:cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp共阴极aR8bcdefgdpVccVcc当前25页，总共40页。cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=3305V直流电源cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp当前26页，总共40页。cdeGNDdpabcdefdpabf

gGNDR=1Kcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp5V直流电源显示数字1当前27页，总共40页。R5V直流电源RR显示数字2gfab

edcdpcabdefgdpcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp当前28页，总共40页。R5V直流电源RRR显示数字3

gfab

edcdpcabdefgdpcabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp当前29页，总共40页。图3-15七段数码管字形显示方式2、七段显示译码器

（1）七段字形显示方式

LED数码管通常采用图3-15所示的七段字形显示方式来表示0-9十个数字。当前30页，总共40页。图3-1674LS49的逻辑符号（2）七段显示译码器

灭灯控制端8421BCD码七段代码

七段显示器译码器把输入的BCD码，翻译成驱动七段LED数码管各对应段所需的电平。常用的七段显示译码器有74LS47、74LS48、74LS49、CD4511等。当前31页，总共40页。表3-874LS49的功能表8421BCD码禁止码灭灯状态当前32页，总共40页。译码输入端：D、C、B、A，为8421BCD码；七段代码输出端：abcdefg，某段输出为高电平时该段点亮，用以驱动高电平有效的七段显示LED数码管；灭灯控制端：IB，当IB=1时，译码器处于正常译码工作状态；若IB=0，不管D、C、B、A输入什么信号，译码器各输出端均为低电平，处于灭灯状态。利用IB信号，可以控制数码管按照要求处于显示或者灭灯状态，如闪烁、熄灭首尾部多余的0等。当前33页，总共40页。图3-1774LS49驱动LED数码管电路

图3-17是一个用七段显示译码器74LS49驱动共阴型LED数码管的实用电路。当前34页，总共40页。灭灯控制端8421BCD码七段代码七段译码器74LS47当前35页，总共40页。二—十进制译码器将4位二—十进制代码翻译成1位十进制数字的电路就是二—十进制译码器，又称为BCD—十进制译码器。由功能表可知，该译码器有4个输入端A3A2A1A0，并且按8421BCD编码输入数据。它有10个输出端，分别与十进制数0~9相对应，低电平有效。对于某个8421BCD码的输入，相应输出端为低电平，其他输出端为高电平。当输入的二进制数超过BCD码时，所有输出端都输出高电平，呈无效状态。当前36页，总共40页。

数字输入输出01234567890000000100100011010001010110011110001001011111111110111111111101111111111011111111