数字化测量技术课件

第三章锁存/译码/驱动器与无效零自动消隐电路1BCD码锁存/译码/驱动器CD4511的引脚说明CD4511的内部框图CD4511的真值表CD4511的典型应用电路MC14513的引脚说明无效零消隐电路的设计第四节锁存/译码/驱动器与无效零自动消隐电路2译码器译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为2n译码和8421BCD码译码两类。

显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。3显示译码器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。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。本节主要讨论发光二极管(LED)数码管。4LED数码管

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5七段显示译码器

LED数码管通常采用图所示的七段字形显示方式来表示0-9十个数字。图

七段数码管字形显示方式6CD4511型BCD码锁存/译码/驱动器七段显示器译码器把输入的BCD码，译成驱动七段LED数码管各对应段所需电平。CD4511是共阴7段BCD码锁存\译码/驱动器。CD4511的引脚说明：UDD：正电源输入引脚USS：电源地参考点A、B、C、D：BCD码输入端a~g:7段数码管输出端/LT：灯测试端=0时笔段全亮/BI:强迫显示器消隐0有效LE：锁存控制端0选通1锁存七段代码8421BCD码8421BCD码7CD4511的内部框图8CD4511的真值表9CD4511的电气特性10CD4511的典型应用电路11限流电阻R的选取方法12MC14513型BCD码锁存/译码/驱动器引脚说明：UDD：正电源输入引脚USS：电源地参考点A、B、C、D：BCD码输入端a~g:7段数码管输出端/LT：灯测试端=0时笔段全亮/BI:强迫显示器消隐0有效LE：锁存控制端0选通1锁存RBI：串行消隐输入端=1时有效RBO：串行消隐输出端与当前输入有关13MC14513的真值表=1表示可无效零消隐如全0，且RBI=1，输出消隐无效零允许信号（给后级）如全0，且RBI=1，显示消隐=0表示不能无效零消隐即使全0，而RBI=0，输出消隐无效零不允许信号（给后级）只要RBI=0，无论如何显示不消隐如输入是大于9的BCD码，属无效码，直接消隐！14消隐整数前无效零15消隐小数点后无效零16ICM7217A系列分类ICM7217A的性能特点ICM7217A的工作原理ICM7217A的典型应用数字化测量课件第五节单片多位计数/锁存/译码/驱动器17ICM7217系列分类单片CMOS多位计数/锁存/译码/驱动器具有集成度高、功能强、应用范围广、外围电路简单、功耗低等优点。广泛应用于数字仪表及工业控制领域

典型产品：美国哈里斯（Harris）公司生产的ICM7217系列4位可预置可逆计数/锁存/译码/驱动器。计数范围0~9999计数范围0~595918ICM7217A的性能特点√4位十进制可预置可逆计数器;

√具有全零信号输出、计数器与寄存器比较信号输出，进借位信号输出，易级联;

√4位共阴极LED7段驱动，动态扫描显示;

√4位指轮驱动，动态扫描；

√片内多路扫描信号振荡电路，支持片外扫描信号输入;

√具有无效零自动消隐及强迫显示器消隐功能;

√多路BCD码及位选通信号输出，便于计算机进行数据接口;

√单5V供电，静态功耗低,消隐时总功耗<5mW,正常显示0.5W

√环境温度范围-20~+85℃;19ICM7217A的工作原理9999+或0000-溢出计数器全零输出0计数器=寄存器时LR=1或LC=1为输入其他为输出下降沿有效，幅度>2.5V=0选通，=1或悬空锁存=0减计数，=1加计数=1预置寄存器,0消隐,悬空正常=1预置计数器,0消隐,悬空正常接电容内振荡,或外接扫描信号=0复位，内上拉共阴输出4.5~5.5V悬空：无效0消隐=1强迫消隐=0无效0不消隐低选通，相邻位扫10us消隐时间。同时作为BCD输入位选内上拉输入端三态输入端输入信号输出信号20ICM7217A的动态扫描动态扫描控制SCAN端外接电容C(pF)振荡频率标称值f0(Hz)位扫描频率f1(Hz)位扫描周期T1(ms)悬空25006251.62012503123.2906001506.7D4D3D2D1段码输出10us400usBCD输出BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位SCAN当U+=+5V能直接驱动共阴LED不需加限流电阻BCD输入到寄存器BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位LR悬空LC悬空LR=1LC悬空BCD输入到计数器BCD高位BCD次高位BCD次低位BCD低位LR悬空LC=121ICM7217A的逻辑框图22ICM7217A典型应用1、上电自动复位及手动复位电路V5V-Ubet0bV复位门限t0复位信号开机瞬间a迅速变成U+

C由R2充电,两端电压逐渐上升,见图

b电压下降，Ib上升，VT开始导通

VT集电极输出一负脉冲,ICM7217A复位23ICM7217A典型应用2、预置数电路预置寄存器预置计数器24ICM7217A典型应用预置数电路的几个问题1、I/O1~I/O8何状态下是BCD输出或BCD输入？2、BCD输入时，和位扫信号的关系？3、多长时间，BCD被输入，如何做到？4、如果需要BCD输出，指轮输入电路会有影响吗，如何处理？预置寄存器预置计数器25ICM7217A典型应用3、4位十进制可逆计数器电路一片ICM7217A配4只LED数码管即可构成4位十进制可逆计数器电路，计数范围0~9999。a：强制消隐

b：无效0消隐

c：无效0不消隐26ICM7217A典型应用4、8位十进制可逆计数器电路两片ICM7217A级联构成4位十进制可逆计数器电路

1、C/B级联，低向高2、控制信号并联3、不消隐无效027ICM721(2)6系列分类ICM721(2)6的性能特点ICM7216D的工作原理ICM7216D构成的10MHz数字频率计数字化测量课件第六节单片10MHz数字频率计28ICM721(2)6系列分类ICM721(2)6系列均属专用CMOS大规模IC，可直接构成高性价比单片8位10MHz数字频率计或通用计数器29ICM721(2)6的性能特点特点：1、均可构成频率计，测量频率DC～10MHz(最高可达40MHz)；有四档内部选通测量时间：0.01秒，0.1秒，1秒，10秒。2、多用途：A、B型号还可测量周期(TA)、频率比(fA/fB)、时间间隔(△t)、累计数(N)，可构成完善通用频率计3、单电源低工作电压设计：3.00～5.00V（4.75~6.00V）。4、低电压低功耗CMOS工艺，静态电流低（4～5mA）,抗静电能力强。5、高精度：采用1MHz或10MHz的晶体组成稳定的本地振荡器。6、驱动能力强，输出可直接驱动8位LED的位与段(8段)显示，不需限流电阻，动态扫描。7、多功能：无效0自动消隐(含个位)、频率过载指示、读数保持、小数点自动移位;8、工作范围宽：标准DIP28双列直插式塑料封装，工作温度-25~85℃。

用途：

1、频率测量、周期测量、3V便携式频率计等。

2、频率扩展，通过连接外部小数点输入实现扩展。30ICM7216D的工作原理-引脚说明与位选通组合扫描输入测量采样期为低电平显示位扫描输出顺序：D8(高位)D1共阴输出作为输入端的列扫信号内上拉，低电平复位。将显示器、主计数器清零手动小数点控制方式时：接D1-D7选择小数点位置与D1、D2、D3、D4连接获0.01s、0.1s、1s、10s时标UIH≥3.5VUIL≤1.9VTW>50nsTRCTFC<100us高电平，读数保持外振荡工作模式时使用该输入信号作为时钟7段译码驱动共阴输出，a~g高对应段亮DP为低7位LED小数点，对应最高位时为超量程指示。31ICM7216D的工作原理-工作方式短接脚功能1-3允许外部时钟信号输入1-4手动控制小数点位置，否则自动小数点1-5外接1M晶体，小数点右移1位，不影响显扫频率(500Hz)1-6保持状态时，强迫消隐。1-8测试状态1-11LED显示全笔段亮，小数点全亮。显示8.8.8.8.8.8.8.8.短接脚功能14-3时标114-4时标214-5时标314-6时标432ICM7216D的工作原理-基本组成组成：外部整形后的脉冲，通过十进制计数器在单位时间里进行计数、7段译码并驱动后扫描显示。分频器一般由计数器实现。单位时间：由晶体振荡时钟分频获得为1S，1mS,10mS，0.1S，1S等闸门信号。例如：当闸门时间为1mS测得的数值，其数显值的单位为kHz；10mS时测得的频率为数显值×100Hz（或0.1kHz），余类推。33ICM7216D的工作原理-内部框图1、晶振电路、时钟选择及可控分频器。2、主计数器、锁存。