第9节 7段显示(修订中)
[TOC]
零件和材料
- 4511 BCD-to-7seg 锁存器/解码器/驱动器（Radio Shack 目录 #900-4437）
- 共阴极 7 段 LED 显示屏（Radio Shack 目录号 276-075）
- 八位 DIP 开关（Radio Shack 目录 # 275-1301）
- 四个 10 kΩ 电阻器
- 七个 470 Ω 电阻器
- 一节 6 伏电池
__警告！__4511 IC 是 CMOS，因此对静电很敏感！
交叉引用
电路课，第 4 卷，第 9 章：“组合逻辑函数 (opens new window)”
学习目标
- 如何使用4511 7段解码器/显示驱动IC
- 熟悉 BCD 码
- 如何使用 7 段 LED 组件创建十进制数字显示
- 如何识别和使用“低电平有效”和“高电平有效”逻辑输入
原理图，示意图
插图
指示
该实验更多地是对 4511 解码器/显示驱动器 IC 的介绍，而不是关于如何从较低级别的组件“构建”数字功能的课程。由于 7 段显示器是数字设备中_非常_常见的组件，因此熟悉其背后的“驱动”电路是很好的，4511 就是典型驱动 IC 的一个很好的例子。
其工作原理是输入一个四位 BCD（二进制编码的十进制）值，并激励适当的输出线，在 7 段 LED 显示屏上形成相应的十进制数字。BCD 输入按从最不重要到最重要的顺序指定为 A、B、C 和 D。
输出标记为 a、b、c、d、e、f 和 g，每个字母对应于 7 段显示器的标准化段名称。当然，由于每个 LED 段都需要自己的降压电阻，因此我们必须在 4511 的输出端子和显示单元的相应端子之间串联 7 个 470 Ω 电阻。
大多数 7 段显示器还提供一个小数点（有时是两个！）、一个单独的 LED 和为其操作指定的终端。显示单元内的所有 LED 在一侧（阴极或阳极）彼此共用。4511 显示驱动器 IC 需要一个共阴极 7 段显示单元，这就是这里使用的。
构建电路并通电后，按二进制计数序列（0000 至 1111）操作四个开关，注意 7 段显示。输入 0000 应显示十进制“0”，输入 0001 应显示十进制“1”，依此类推，直至 1001（十进制“9”）。二进制数 (opens new window)1010 (10) 到 1111 (15)会发生什么？阅读 4511 IC 上的数据表，了解制造商对输入值 9 以上操作的规定。
在 BCD 码中，1010、1011、1100、1101、1110 或 1111 没有实际意义。这些是超出单个十进制数字范围的二进制值，因此在 BCD 系统中不起作用。4511 IC 可识别这一点，并相应地输出（或不输出！）。
4511 芯片上的三个输入已永久连接到 V dd或接地：“灯测试”、“消隐输入”和“锁存启用”。要了解这些输入的作用，请移除将它们连接到任一电源轨的短跳线（一次一个！），并用可以到达_另一个_电源轨的较长跳线替换短跳线。
例如，移除将“Latch Enable”输入（引脚 #5）连接到地的短跳线，并将其替换为可以一直到达 V dd电源轨的长跳线。尝试将此输入设置为“高”和“低”，并在使用四个输入开关更改 BCD 码时观察 7 段显示器上的结果。
了解输入的功能后，将其连接到电源轨以启用正常操作，然后继续试验下一个输入（“灯测试”或“消隐输入”）。
再一次，制造商的数据表将提供有关这三个输入中每一个的用途的信息。请注意，“Lamp Test”（LT）和“Blanking Input”（BI）输入标签在缩写词上写有布尔补充条。
条形符号将这些输入指定为_低电平有效_，这意味着您必须将每个输入设为“低”才能调用其特定功能。使低电平有效输入“高”将该特定输入置于“被动”状态，不会调用其功能。相反，“Latch Enable”（LE）输入在其缩写上没有写补充条，相应地，在原理图中它显示为连接到地（“低”），以便不调用该功能。
“Latch Enable”输入是_高电平有效_输入，这意味着它必须设为“高”（连接到 V dd）才能调用其功能。
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