显示解码器

接线图 2024年10月20日 19:21 38 admin

显示解码器是二进制解码器的一种，在上一篇文章中讨论过，其主要目的是驱动显示器。因此，它是一种组合逻辑电路，将输入的二进制数据转换为相应数量的输出线，这些输出线连接到显示器以显示十进制或十六进制数等信息。二进制或数字解码器将一种形式的二进制数据转换为由其逻辑功能定义的另一种形式，并且以 IC 封装的形式在商业上可用。最常见的数字解码器是二进制编码十进制 (BCD) 到 7 段显示解码器，用于显示 BCD 数字的十进制和十六进制数字。七段显示器，顾名思义，分为七 (7) 个段，每个段由一个可以独立打开或关闭的发光二极管 (LED) 组成。亮起的段的组合构成从“0”到“9”的十进制数或从“A”到“F”的十六进制数。例如，市售的TTL封装74LS47是BCD转7段译码器IC。
　　7段显示器

　　常见的 LED 有两个端子，即阳极和阴极，因此，7 段显示器的每个段 (LED) 有两个端子。为了减少电线，其中一个端子保持共用，其余电线用于控制特定段。这使得总共有八 (8) 个输入连接，其中七 (7) 个用于控制，一 (1) 个是连接到电源正极或负极端子的公共线。在大多数 7 段显示器中，存在附加输入来显示小数点 (DP)。根据常见端子的不同，7段显示器可分为以下几类：共阳极显示器在这种类型的 7 段显示器中，所有七 (7) 段的阳极连接在一起，并连接到逻辑“高”或正极电源端子。然后通过将其阴极端子连接到逻辑“低”或地来点亮每个段。共阴极显示器在这种类型的 7 段显示器中，所有七 (7) 段的阴极连接在一起，并连接到逻辑“低”或接地端子。然后通过将其阳极端子连接到逻辑“低”或地来点亮每个段。

显示解码器第1张

　　共阳极和共阴极配置图 1：共阳极和共阴极 7 段显示器

　　上述共阳极或共阴极配置均可用于在七段显示器上显示十进制和十六进制值。7段显示格式下图中，7 段显示器的格式显示了每个段的位置。这些段被指定为“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”和“g”。为了在其上显示数字“1”，“b”和“c”段将仅被点亮。同样，为了显示数字“7”，“a”、“b”和“c”段将相应地被点亮。将遵循相同的模式来显示其他数字和字母值，并且可以生成真值表，说明显示字母数字值所需的发光段的组合。

显示解码器第2张

　　7段图2：7段显示格式

　　7段真值表

显示解码器第3张

　　7段真值表图 3：7 段真值表

显示解码器第4张

　　7 段数字图 4：使用 7 段显示的数字
　　从上面的真值表可以看出，总共需要八 (8) 个输入连接来将二进制值显示为 0 到 9 或从 A 到 F 的字母。由于每个段由一个 LED 组成，当照亮。因此，显示数字“1”需要“b”和“c”两段照明，（2X20mA）的总电流为120mA。在显示数字“8”的所有段的照明下，需要(2X20mA)140mA的总电流。利用多个输入/输出 (IO) 并通过低成本/低功耗微控制器提供过多的电流强度是不可行的。通过将 BCD 驱动至 7 段解码器，可以减少 IO 数量，并且可以通过微控制器中的多路复用技术在多个显示器上进行显示。
　　二进制编码十进制 (BCD)

　　二进制编码十进制或 BCD 是表示数字的 4 位二进制代码。BCD 也称为“8421”代码，其中 8、4、2 或 1 分别对应于 2 的 3、2、1 或 0 次方。4位或半字节（半字节）用于编码从0到9的十进制值或从0到F的十??六进制值。但是，BCD仅表示从0到9的十进制值，其余从A到F的值。未使用 F，这会导致这些 A 至 F 输入产生无效输入。这些 BCD 数的二进制模式显示在下面的真值表中。

显示解码器第5张

　　BCD真值表图 5：BCD 真值表
　　BCD 至 7 段显示解码器

　　如前所述，当使用微控制器时，显示解码器更适合在 7 段显示器上显示数字，因为它的输入和输出线路数量有限且功耗处理能力较低。商用 BCD 至 7 段解码器（例如 TTL 74LS47 或 74LS48）用于此目的，并具有四 (4) 个二进制输入和七 (7) 条输出线来驱动每个相应的 7 段。这些解码器可以运行一个 7 段显示器，显示从 0 到 9 的值，同样，另一个类似的设置可以使用八位（8 位）或一个字节的二进制数据来显示从 00 到 99 的数字，并且是称为压缩 BCD（8 位）。

显示解码器第6张

　　BCD转7段译码器图 6：BCD 至 7 段解码器的框图
　　市售显示解码器
　　LED类型共阳极：TTL 74LS47共阴极：TTL74LS48液晶屏类型CMOS CD4543LED 或 7 段显示器在每个段中都需要一个限流电阻，其值取决于 LED 类型。与同类 LED 显示器相比，LCD 型显示器的功耗更低，因此是首选。
　　显示解码器示例

　　下面给出了一些 BCD 到 7 段译码器的例子来说明其操作。示例1在以下示例中，数字 1（一）显示在 7 段上。如上表所示，一 (1) 对应的 BCD 编号为“0001”。BCD 至 7 段解码器通过在其“b”和“c”输出线上设置逻辑“高”或“低”来解码此 BCD，以照亮相应的段，具体取决于 7 段的共阴极阳极配置。

显示解码器第7张

　　BCD转7段图 7：BCD 至 7 段示例 1

　　例子2在以下示例中，数字 3（三）显示在 7 段上。如上表所示，三 (3) 对应的 BCD 编号为“0011”。BCD 至 7 段解码器通过设置逻辑“高”或“低”来解码该 BCD，以照亮相应的段，具体取决于 7 段的共阴极阳极配置，其“a”、“b”、“c”上、“d”和“g”输出线。

显示解码器第8张

　　BCD 至 7 段示例 2图 8：BCD 至 7 段示例 2

　　例子3在以下示例中，数字 8（八）显示在 7 段上。八 (3) 对应的 BCD 数是“1000”，如上表所示。BCD 至 7 段解码器通过设置逻辑“高”或“低”来解码该 BCD，以照亮相应的段，具体取决于 7 段的共阴极阳极配置，其“a”、“b”、“c”上、“d”、“e”、“f”和“g”输出线。

显示解码器第9张