实验之数码管显示电路及应用

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1、实验2.6数码管显示电路及其应用一、实验目的1、熟悉七段共阴、共阳LED数码管的结构、使用方法。2、熟悉共阴译码驱动电路的原理及使用方法。3、掌握数码显示电路的应用。二、实验设备及材料数字逻辑电路实验箱共阴、共阳数码管和扩展板、数字万用表、4线—七段译码/驱动器78LS48或集成芯片74LS248、二—五—十进制计数器74LS90计数器等。三、实验原理4线—七段译码/驱动器是把给定的代码进行翻译，直观地用七段显示数字。显示与译码是配套使用的。在数字测量仪表和各种数字系统中，将数字量直观的显示出来。人们一方面可直接读取测量和运算的结果；另一方面可用于监视数字系统的工作情况。因此，数字显示

2、电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成，如图2.6.1所示。图2.6.1数字显示电路组成方框图1、LED数码管数码的显示方式一般有三种：字型重叠显示式；分段显示式；点阵显示式。以分段显示式应用最为普遍。主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。它可分为两种形式：一种是共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上），即笔段电极接低电平,公共阳极接高电平时，相应的笔段可以发光。另一种是共阴极显示器（发光二极管的阴极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）。图2.6.2是七段共阴数码管电路和引脚图。图2.6.3为七段共阳数码管电路和引脚图。（a

3、）七段共阳发光二极管（b）共阳引脚图图2.6.3七段共阳数码管（a）七段共阴发光二极管（b）共阴引脚图图2.6.2七段共阴数码管一个数码管可以显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5吋和0.36吋）每段发光二极管的正向压降，随着显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA之间。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字需要有一个专门的译码器，该译码器不但要有译码功能，还要有相当的驱动能力。2、译码驱动器（1）4线—七段显示共阴极译码驱动器74LS48半导体数码管可以用TTL或CMOS集成电路直接驱动，为

4、此就需要用显示译码器将BCD代码译成数码管所需要的驱动信号，以便使数码管用二进制数字显示出BCD代码所表示的数值。74LS48是BCD输入，有上拉电阻能够配合七段发光二极管工作的4线—七段译码/驱动器，它的逻辑符号如图2.6.4（b）所示。D、C、B、A是BCD码的输入端，Ya、Yb、YC……Yg是译码输出端，用“1”表示数码管中笔段的点亮状态。用“0”表示数码管中的笔段的熄灭状态。译码/驱动器集成芯片引脚功能如图2.6.4（a）所示。为试灯端、为灭零输入端，它们都是低电平有效。当=0、为高电平时，数码管输出全为“1”，显示笔段8字。当=0且D、C、B、A为0000时，数字0不显示，处

5、于灭零状态。为灭灯输入/灭零输出。为灭灯输入端，当=0是输出全为零；是灭零输出端，该器件处于灭零状态时，=0，否则，=1。主要是用来控制相邻的灭零功能。（a）引脚排列（b）逻辑符号图2.6.44线—七段译码/驱动器74LS48（74LS248）（2）4线—七段显示共阳极译码/驱动器74LS47芯片74LS47芯片是驱动共阳极显示数码管的译码驱动集成芯片，引脚功能排列与74LS48相同。使用时要注意74LS47为集电极开路输出，需要外接上拉电阻。而74LS48芯片内部有升压电阻，可以直接与显示器相连。（3）74LS248芯片共阴极译码/驱动器74LS248芯片与74LS48芯片的功能和使

6、用方法完全相同，但不同的是共阴极数码管显示6与9数字的笔划有一点差别，如图2.6.5所示。图2.6.574LS248与74LS48的显示区别（上为74LS248，下为74LS48）（4）CD4511共阴极译码/驱动器CD4511功能和显示效果与74LS48基本一样，二者的区别在于CD4511的输入码超过1001（即大于9）时，它的输出全为“0”，数码管熄灭。为灯测试输入端，而且使用CD4511时，输出端与数码管之间要串入限流电阻，如图2.6.6所示图2.6.6CC4511数码管译码/驱动电路图四、实验内容1、芯片74LS48译码/驱动器与数码管连接功能测试（验证性实验）将74LS48输

7、入端D、C、B、A（按左高右低）分别接逻辑拨位开关，输出端Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg分别接共阴极数码管对应的字符。74LS48的脚（端）、脚、脚接逻辑拔位开关，脚为电源+5V，脚接地。数码管与译码/驱动器74LS48连接使用时，数码管的脚引线必须接一个100~200Ω小电阻再连到电路的地端，以限制数码管工作电流，否则可能会烧坏数码管。当芯片74LS48脚（端）为低电平、芯片、脚为高电平时，七段数码管全亮，用此方法可以检查译码器及数