译码显示电路以及 Multisim仿真、显示器件编写:樊伟敏数码显示器作为一种最常见的显示器件,它的应用领域非常广泛数码显示器按发光 物质不同可分为下列几类:(1) LED数码显示器,又称为发光二极管显示器,如 LED数码管、显示屏等;(2) 荧光数码显示器,如荧光数码管、场致发光数字板等;(3) 液体数码显示器,如 LCD液晶显示器、电泳显示器等;(4) 气体放电数码显示器,如辉光数码管、等离子体显示板等不同发光材料所构成的数码显示器如图 1所示a) LED©LCD(d)辉光(b)荧光图1不同发光材料所构成的数码显示器LED数码管是最常用的数字显示器件,它一般由八个发光二极管组成,排列位置如图2所示A~G为构成数字的笔画段, DP为小数点LED数码管根据其内部在数字电路中结构可分为有共阳极和共阴极两种共阴极数码管的电路结构如图 3所示,使用时要求将共阴极接地(即接参考电平),当 A~G端中的某个端接高电平时,所对应的发光二极管导 通,这一数字段就点亮发光为了限制发光二极管的电流,在使用时需要串联限流电阻一般是对每个发光二极管分别接入限流电阻限流电阻的取值可根据电源电压、发光二极管的工作电流和正向压降确定。
普通发光二极管的正向压降红色约为 1.6V,黄色约为1.4V,蓝色与白色约为 2.5V,工作电流为2.0~2.2V,黄色为1.8~2V,绿色为D5~10mA ;高亮度发光二极管的正向压降红色为共阴极图2 LED数码管笔画排列LED显示译码器图3共阴极数码管的电路结构为了使电路输入的二进制代码在LED数码管显示出对应的数字或符号,般可通过显示译码器实现LED显示译码器根据数码管的共阳极和共阴极两种结构可分为低电平输出TTL和CMOS两种有效和高电平输出有效两种根据显示译码器的电路结构又可分为 常用的LED显示译码器如表1所示表1常用的LED显示译码器型号功能74LS47BCD — 7线译码器(OC、15V,驱动共阳LED)74LS48BCD — 7线译码器(OC、5.5V,驱动共阴LED)74LS247BCD — 7线译码器(OC、15V,驱动共阳LED)74LS248BCD — 7线译码器(OC、5.5V,驱动共阴LED)CD4511(MC14511)BCD — 7段译码器(驱动共阴LED)CD4513(MC14513)BCD — 7段译码器(驱动共阴LED)CD4543(MC14543)BCD — 7段译码器(驱动共阳或共阴 LED)CD4544(MC14544)BCD — 7段译码器(驱动共阳或共阴 LED)CD4547(MC14547)BCD — 7段译码/大电流驱动器(驱动共阴LED)三、译码显示电路应用LED译码显示电路的 Multisim仿真实例,请注意以下仿真采用的是 Multisim Power ProEdition Version 10.1.1 ( 10.1.372)版本。
1. 74LS47译码器74LS47译码器属TTL系列,用于驱动LED共阳极数码管译码器的 A、B、C、D为BCD码输入端lt为试灯输入端,当LT=0时译码输出全为0,使数码管显示8,用来检测 数码管是否正常 RBI为灭灯输入端,当 RBI=0时,可使A、B、C、D全为0时译码输出全1,数码管不显示数字 百/RBO为灭零输入/灭零输出端,BI为控制多位数码的灭灯所设置,无论LT与a、B、c、D输入端处于何种状态,只要当 Bl=0,译码输出全1,数码管不显示数字RBO与BI公用一个端口,两者配合使用,可以实现多位数码显示的灭零控制 a〜g译码输出端,输出为低电平 0有效74LS47译码器状态表如表 2所示,译码显示电路的构成与波形如图 2所示2. 74LS48译码器表2 74LS47译码器状态表74LS48译码器的功能与74LS47相同,但其输出为高电平有效,用于驱动极数码管74LS48译码器状态表如表3所示,译码显示电路的构成与波形如图图3 74LS48构成的译码显示电路与波形表3 74LS48译码器状态表LED共阴3所示3. 74LS247译码器KCWL M PUKTiCMLTiiic■*4*E也■1flNJ AM0HHLLLL1!MMHHMI *1HXILLLHHLHHLLLLZMX.LHL科HLHL耳HXLrMHh"M 'H 1NLLH4XLnLLLHHTMH5HXLMLHHHL 1MNLMHCHX|lHHLHL-HHHHH7MHLMHMMMMHLLLLSHXHrLLHH 'HriHHHflHHl |LHHHHHHHIflHKriLHLHIILHHLH11XHLHHHLLHHLLHtiHHHLLHLHLLLHH們HXpHiHLH一 H 一««LL 'HLHHuHXHHMLHuH 'HHH15HXHHHHHLLLLLLL■■■耳KKXLTR9IHLLL1.LiLTL耳XXHHHHHHH74LS247译码器的功能与 74LS47完全相同,用于驱动 LED共阳极数码管。
74LS247的译码显示电路与波形如图 4所示,由于软件中的 74LS247芯片功能有误,需在电路中增加74LS05反相器才能正常使用电■r^hFr iii ・* I■ si -War:蚀 町jji]址 ^*J**** 3 r>r~i图4 74LS247构成的译码显示电路与波形4. 74LS248译码器74LS248译码器的功能与 74LS48完全相同,用于驱动 LED共阴极数码管74LS248的译码显示电路与波形如图 5所示霉乂 g - LEDIUWMUaIW*WWJ11—'-(flEma MHta SRta SMh X-KBh| K HSd图 5 74LS248构成的译码显示电路与波形5. CD4511译码器CD4511属CMOS系列,用于驱动LED共阴极数码管译码器的A、B、C、D为BCD 码输入端LE为锁定控制端,当LE =0时允许译码输出,LE =1时译码器实现锁定保持状 态,使输出状态锁定在上一个 LE =0时的数值BI为灭零输入端,又称为消隐输入端,当BI =0 时,无论其它输入端处于何种状态,数码管不显示数字 lt为试灯输入端,当=1,lt=0时译码输出全为 0,数码管显示8,用来检测数码管是否正常。
a~g为译码输出端,输出为高电平1有效CD4511译码器状态表如表 4所示,译码显示电路与波形如图 6所示表4 CD4511译码器状态表LEHlDcA■bcid■f9XX■0XXXX11i1111aXQ1KX耳Xc000000011000011111110Q01100Q1011dQ101100i1011011012011001111110013011010(J01l10D114D1101<911D1101150110i100D1111160110i111110000701111Q001111111g01111Q0-111!100110111Q1Dd00000D01110110Q0Q00a01111o000000打廿0i111101打0000Q011111000G0住001111111Q000000111XXXXr.■图6 CD4511构成的译码显示电路与波形6. CD4543译码器CD4543译码器可构成共阴极或共阳极译码显示电路译码器的 A、B、C、D为BCD码输入端LD数据控制端,当LD=l时,数据传输至输出端;当 LD=0时,数据被锁存 BI为灭零输入端,又称为消隐输入端,当 BI=1时显示消隐;当BI=O时显示器正常显示。
Ph共阴极或共阳极译码控制端,Ph=1用于驱动共阳LED数码管,Ph=O用于驱动共阴LED 数码管CD4543译码器状态表如表 5所示,用于驱动LED共阴极数码管的显示电路与波 形如图7所示,用于驱动 LED共阳极数码管的显示电路与波形如图 8 所示表5 CD4543译码器状态表Input!OutputsLDBlPh*DcBAabcd■fyDtsplsfX10XXXX000ncDoSJarik1Q00000111111010000010。