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1、XIAN JIAOTONG UNIVERSITY工业系统的测量工业系统的测量陈永森陈永森工程训练中心工程训练中心20042004年年1212月月工程训练之一工程训练之一讲义讲义 V 1.10工业系统测量工业系统测量ch Industry Training Center第九讲第九讲信号输出与显示信号输出与显示引言引言在我们获取测量结果之后，为了观察方便，需在我们获取测量结果之后，为了观察方便，需要显示装置把它显示出来。要显示装置把它显示出来。现实中常用的显示装置有指针式以及数字式显现实中常用的显示装置有指针式以及数字式显示。数字式显示有起特有的优点，显示精度高、示。数字式显示有起特有的优点，显示
2、精度高、惯性小。常用的数字显示方式有：数码管、液惯性小。常用的数字显示方式有：数码管、液晶等晶等数字信号只有数字信号只有2个状态（个状态（0与与1），为了表达更多），为了表达更多的数字，需要对其进行编码，常用的有的数字，需要对其进行编码，常用的有8421码、码、余余3码等码等为了使用数字显示的优点，必须先把模拟信号为了使用数字显示的优点，必须先把模拟信号转换为数字信号，这中间涉及着模数转换（转换为数字信号，这中间涉及着模数转换（A/D：Analog/Digital），再将其译码，并驱动数字），再将其译码，并驱动数字式显示装置显示式显示装置显示1工业系统测量ch工程训练* Industry Tr
3、aining Center第九讲第九讲信号输出与显示信号输出与显示本讲内容（本讲内容（2课时）课时）常用显示方式常用显示方式LED数码管数码管训练内容训练内容1：数码管直接控制显示：数码管直接控制显示训练内容训练内容2：数码管译码显示：数码管译码显示训练内容训练内容3：简易数字电压表：简易数字电压表2工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center9.1 常用显示方式常用显示方式指针式：把信号转变成指针的偏转扭矩，指针式：把信号转变成指针的偏转扭矩，根据指针在刻度盘上的位置给出测量结果根据指针在刻度盘上的位置给出测量结果简单、直观、易于看出数值变化趋势简单、直观、易
4、于看出数值变化趋势重复性差，两次读数不一定相同重复性差，两次读数不一定相同测量值较大时，指针偏转大，要求功率也相测量值较大时，指针偏转大，要求功率也相应增大应增大不耐震动不耐震动数字式：把结果以数字形式显示数字式：把结果以数字形式显示精度高、分辨率高，读数方便精度高、分辨率高，读数方便不直观不直观(显示结果不知道占了量程的多少，指显示结果不知道占了量程的多少，指针式一看即知针式一看即知)3工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center9.1 常用显示方式常用显示方式模拟显示：点阵、图形模拟显示：点阵、图形CRT(阴极射线显像管阴极射线显像管) ：电子枪、荧光屏电子
5、枪、荧光屏 功率大、体积大、有辐射功率大、体积大、有辐射LED(发光二极管发光二极管)：点阵、数码管点阵、数码管 单色：红、绿、蓝单色：红、绿、蓝 半彩：红绿半彩：红绿 全彩：红绿蓝全彩：红绿蓝TFT(LCD)：液晶屏、背光源液晶屏、背光源 小功率、轻、薄、无辐射小功率、轻、薄、无辐射PDP(等离子显示等离子显示)：发光原理类似日光灯，可理解为有发光原理类似日光灯，可理解为有 几十万个缩小了的荧光灯聚集发光几十万个缩小了的荧光灯聚集发光4工业系统测量ch工程训练* Industry Training Centera ab bc cd dg ge ef fh h1 2 3 4 5e d c hg
6、 f a b10 9 8 7 61 2 4 5 6 7 9 10e d c h b a f g e d c h b a f g1 2 4 5 6 7 9 103,83,8共共阴阴极极共共阳阳极极正常工作需加限流电阻正常工作需加限流电阻9.2 LED数码管数码管5工业系统测量ch工程训练* Industry Training Centera ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh h显示显示5：a、c、d、f、g显示显示E：a、d、e、f、g不加电压，不加电压，不显示不显示9.2 LED数码管数码管
7、直接控制显示直接控制显示6工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center译码：译码：二进制到十进制的转换二进制到十进制的转换8421BCD码码(BCD码码)：用四位二进制数的最小的十用四位二进制数的最小的十 个值表示一位十进制数，比较常用个值表示一位十进制数，比较常用Binary coded decimal8421码码十进制数十进制数00000000110010200113010040101501106011171000810019例：一个四位二进制数例：一个四位二进制数对应十进制数对应十进制数Y是：是：9.2 LED数码管数码管译码显示译码显示84217工业系统
8、测量ch工程训练* Industry Training Center译码器：译码器：把把BCD码转换成十进制数输出的器件码转换成十进制数输出的器件 X:0000,0001, ,1001Y:a,b,c,d,e,f,gZ:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9译码器译码器人人9.2 LED数码管数码管译码显示译码显示8工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center显示字符显示字符字符段状态字符段状态(1表示亮，表示亮，0表示不亮表示不亮)abcdefg011111101011000023111100145678111111191 1 0 1 1 0 10 1 1 0
9、0 1 11 0 1 1 0 1 11 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 0 1 19.2 LED数码管数码管七段七段LEDLED数码管真值表数码管真值表9工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center8位位DIP开关开关+5V1 2 3 4 5 6 7 88xR共共阴阴极七段极七段LED数码管数码管训练内容训练内容1：数码管直接控制显示：数码管直接控制显示给训练板供电，通过手动控制一个给训练板供电，通过手动控制一个8为为DIP开关，完成一个七段开关，完成一个七段LED数码管数字数码管数字09的显示，并填写表的显示，并填写表9-210
10、工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center给训练板供电，通过手动控制一个给训练板供电，通过手动控制一个4为为DIP开关，完成开关，完成一个七段一个七段LED数码管数字数码管数字09的显示的显示共阴极七段共阴极七段LED数码管数码管4位位DIP开关开关输入输入BCD码码+5V4xR16 15 14 13 12 11 10 9 CD4543 1 2 3 4 5 6 7 8+5V+5Vf g e d c b a训练内容训练内容2：数码管译码显示：数码管译码显示译码器译码器 CD4543 CD4543下拉电下拉电阻阻11工业系统测量ch工程训练* Industry T
11、raining Center训练内容训练内容3：简易数字电压表：简易数字电压表3 3 精度精度A/DA/D显示驱动芯片显示驱动芯片ICL7107ICL7107数字电压表的精度用术语数字电压表的精度用术语“n位半位半”表示。譬如，表示。譬如，所谓所谓“3位半位半”意思是有意思是有4位十进制数字显示量位十进制数字显示量值，低值，低3位逢十进一，当低位逢十进一，当低3位满位满9而又发生进位而又发生进位时，最高位显示时，最高位显示1，此时达到当前量程下的满度，此时达到当前量程下的满度，显示显示1999。 “半位半位”指最高位只能显示指最高位只能显示8段数码管中的段数码管中的“一一半半”，即，即“1.”
12、4段。段。ICL7107是专为是专为3位半数字电压表设计的集成电位半数字电压表设计的集成电路芯片，用于一般场合测量、显示电压，如直路芯片，用于一般场合测量、显示电压，如直流稳压电源自备的输出显示屏所用。这种芯片流稳压电源自备的输出显示屏所用。这种芯片需要一个需要一个1V电压作为基准电压。电压作为基准电压。12工业系统测量ch工程训练* Industry Training Center调节电位器调节电位器W1，改变被测电压，观察简易电压表的显示。，改变被测电压，观察简易电压表的显示。可以与数字万用表同时测量的结果比较。可以与数字万用表同时测量的结果比较。ICL7107W1的作用是的作用是提供被测电压提供被测电压W2的作用是调的作用是调整基准电压，必整基准电压，必须调到须调到1V显示值是显示值是 ，当当U2=1V，显示即为，显示即为U1的值的值训练内容训练内容3：简易数字电压表：简易数字电压表13工业系统测量ch工程训练*
