第09讲显示译码器及译码器的应用

DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用第9讲课时授课计划课程内容DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用内容：显示译码器计算机端口寻址译码器实现组合逻辑函数目的与要求：1.掌握七段半导体数码显示器的工作原理和使用方法。2.了解常用显示器件的特点和应用场合。3.掌握数码显示译码器的工作原理及其与显示器配合使用的方法。4.掌握用译码器实现组合逻辑函数的方法。重点与难点：MSI器件CC14547与显示器配合使用的方法。译码器的应用。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用教学方法设计：强调MSI器件的应用，培养查手册的能力。课堂讨论：1.二进制译码器与显示译码器有何区别？2.常用显示器件的应用场合？现代教学方法与手段：大屏幕投影复习（提问）：1.为何要使用显示译码器？2.数字0-9如何用七段来显示？3.字母能用七段显示吗？如何显示？DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用数码显示译码器在数字系统中处理的是二进制信号，而人们习惯使用十进制的数字或运算结果，因此需要用数字显示电路，将数字系统的处理结果用十进制数字显示出来供人们观测、查看。显示译码器主要由译码器和驱动器两部分组成，通常将这两部分集成在一块芯片中。1.LED7段数字显示器共阳极接法：当某段外接低电平时，该段被点亮。共阴极接法：当某段外接高电平时，该段被点亮。显示译码器、驱动器七段数字显示器BCD码十进制数字DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用LED器件的优缺点：优点：工作电压较低（约2V）、体积小、寿命长、工作可靠性高、响应速度快、亮度高。缺点：工作电流大，每个字段工作电流约10mA左右。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用2.液晶显示器（LCD）1）液晶是液态晶体的简称。它是既具有液体的流动性，又具有某些光学特性的有机化合物。2）其透明度和颜色受外加电场的控制。3）控制显示原理：（1）没有外加电场时，液晶分子排列整齐，入射的光线绝大部分被反射回来，液晶呈现透明状态，不显示数字。（2）当在相应字段的电极加上电压时，液晶中的导电正离子作定向运动，在运动过程中不断撞击液晶分子，从而破坏了液晶分子的整齐排列，使入射光产生了散射而变得混浊，使原来透明的液晶变成了暗灰色，从而显示出相应的数字。（3）当外加电压断开时，液晶分子又恢复到整齐排列的状态，显示的数字也随之消失。4）液晶显示器的优缺点优点：功耗极小，工作电压低；缺点：显示不够清晰，响应速度慢。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用七段显示译码器相当于一个代码转换电路，四位输入BCD码→七段代码。常用的4线—7段译码器/驱动器有CC14547、74LS48、74LS47。CC14547规格：•输入：4位，8421BCD码D、C、B、A（原码）•输出：7段，Ya~Yg，高电平有效（输出1时该段点亮，用于共阴极显示器）•消隐控制端：，低电平有效。•当=0时，输出Ya~Yg都为低电平，各字段都熄灭，不显示数字。•当=1时，译码器工作。•当输入BCD码超过1001后，输出全部为“0”，显示器数字消隐。（拒伪码）•具有较大的输出电流驱动能力(约60mA)，可直接驱动LED或其它显示器。BIBIBIDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用下列真值表仅适用于共阴极LEDDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用集成显示译码器74LS4816151413121110974LS4812345678VCCfgabcdeA1A2LTBI/RBORBIA3A0GNDDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用功能表输入输出功能或十进制数LTRBIA3A2A1A0RBOBI/abcdefgRBOBI/(灭灯)LT(试灯)RBI(动态灭零)××0×10××××××××00000(输入)100000000111111100000000123456789101112131415111×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111111111111111111111111110011000011011011111001011001110110110011111111000011111111110011000110100110010100011100101100011110000000DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用74LS48功能演示DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用译码器的应用1.用译码器实现组合逻辑函数原理：变量译码器输出能产生输入变量的所有最小项。高电平输出时：低电平输出时：而任何一个组合逻辑函数都可以变换为最小项之和的标准形式。因此，用译码器和门电路可实现任何单输出或多输出的组合逻辑函数。当译码器输出低电平有效时，一般选用与非门与译码器配合；当译码器输出低电平有效时，一般选用或门与译码器配合；iimYiimYDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用第五步，画连线图码器输出变量的表达式第四步，将函数写成译码器最小项之和的形式第三步，将函数写成译令输入变量第二步，设置译码器的开成最小项之和的形式解：第一步，将函数展实现：用例65316531012012012012012YYYYmmmmZAAAAAAAAAAAAZAABACACBABCACBACABZCBABCACAZ74LS1381,,DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用例2用译码器设计一个一位全加器。它能将两个二进制数及来自低位的进位进行相加，并产生和数与进位数。解：1）分析设计要求，列出真值表。设被加数为Ai，加数为Bi，来自低位的进位为Ci-1。本位和为Si，向高位的进位为Ci。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用2）写出逻辑函数表达式11111111iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBACCBACBACBACBAS3）选择译码器全加器有3个输入信号，有两个输出信号，因此可选74LS138和两个与非门来实现。4）将Ai连A2、Bi连A1、Ci-1连A0，则Si、Ci式变为：5）由此可画出所设计的全加器电路图。76537421YYYYCYYYYSiiDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用例3用译码器和与非门实现逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(2,4,6,8,10,12,14)解法1：给定的逻辑函数有4个逻辑变量，显然可采用一个4线-16线的译码器和与非门实现。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用解法2：用3-8线译码器实现4变量逻辑函数用译码器的一个使能端作为变量输入端，将两个3-8线译码器扩展成4-16线译码器。用两片T4138实现给定函数时，可首先将给定函数变换为然后，将逻辑变量B、C、D分别接至片Ⅰ和片Ⅱ的输入端A2、A1、A0，逻辑变量A接至片Ⅰ的使能端和片Ⅱ的使能端S1。这样，当输入变量A=0时，片Ⅰ工作，片Ⅱ禁止，由片Ⅰ产生m0～m7；当A=1时，片Ⅱ工作，片Ⅰ禁止，由片Ⅱ产生m8～m15。将译码器输出中与函数相关的项进行“与非”运算，即可实现给定函数F的功能。1412108642),,,(mmmmmmmDCBAFDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用连线图DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用2、用二进制译码器实现码制变换Y0A0Y1Y2A1Y3Y4A2Y5Y6A3Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y158421码十进制码Y0A0Y1Y2A1Y3Y4A2Y5Y6A3Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15十进制码余3码Y0A0Y1Y2A1Y3Y4A2Y5Y6A3Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y152421码十进制码DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用3.计算机端口地址译码来自8086CPUPC/XT系统板上I/O端口译码电路地址范围（H）I/O端口000~01F(00-~0F)8237A-5DMA控制器020~03F(20~21)8259A中断控制器040~05F(40~43)8253-5计数器/定时器060~07F(60~63)8255A-5并行接口080~09F(80~83)DMA页寄存器0A0~0BF(A0)NMI屏蔽寄存器DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用例：3-8线译码器CT4138口地址确定CT4138芯片组成图(a)所示电路，芯片和地址线A7~A0相连。写出译码器输出Y0,Y1,…,Y7分别被译中时相应的地址线A7~A0的状态，结果用十六进制表示。若改用10位地址线A9~A0和CT4138相连，且输出Y0,Y1,…,Y7被译中时地址线A9~A0的状态分别为280H,281H,…,287H，则上述电路应作怎样的改动？例：3-8线译码器CT4138口地址确定CT4138芯片组成图(a)所示电路，芯片和地址线A7~A0相连。写出译码器输出Y0,Y1,…,Y7分别被译中时相应的地址线A7~A0的状态，结果用十六进制表示。若改用10位地址线A9~A0和CT4138相连，且输出Y0,Y1,…,Y7被译中时地址线A9~A0的状态分别为280H,281H,…,287H，则上述电路应作怎样的改动？解：由图可知，CT4138要能译码，A6,A5必须同为高电平，而A7,A4必须同为低电平，A3也为高电平。即地址线A7A6A5A4A3=01101时该芯片才能工作。此时哪个输出通道被译中则取决于A2A1A0的状态，如A2A1A0为000时Y0被译中，A2A1A0为001时，Y1被译中，……。根据上述分析可知，Y0,Y1,…,Y7被译中，则相应的地址线A7~A0的状态应为68H,69H,6AH,6BH,6CH,6DH,6EH,6FHDigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用若要使Y0,Y1,…,Y7译中时的地址线A9~A0的状态为280H,281H,…,287H，则要求A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=1010000，电路的连接应如图所示，A9,A7为1，A8,A6,A5,A4,A3为0时选通输入端能保证CT4138正常译码。DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用小结数字显示译码器（此外还有二进制译码器、二-十进制译码器）七段显示原理CC14547（配共阴显示器）74ls48（配共阴显示器）74ls47（配共阳显示器）译码器应用实现逻辑函数（3-8译码器可以实现任意三变量逻辑函数；两片3-8译码器级联可以实现4变量逻辑函数）码制变换（8421码十进制码，余3码十进制码，2421码十进制码）计算机外设端口译码（如何设计将在微机原理与接口技术中讨论）DigitalLogicCircuit第9讲显示译码器及译码器的应用作业第二章习题10，11