段数码管显示实验

实验4　7段LED数码管显示实验

【实验目的】

（1）掌握数码管的结构和使用方法；

（2）熟悉七段显示译码器的使用；

（3）熟悉实验板的结构和使用方法。

【实验所用仪器及元器件】

（1）计算机；

（2）直流稳压电源；

（3）数字电路实验板；

（4）74LS48、共阴极七段数码管。

【实验原理】

1.7段数码管

7段数码管是一种显示器件，将8个发光二极管集成到一个器件上面，排列成为一定形状，通过不同发光二极管的亮和灭，构成可以人眼直接识别的符号。7段数码管有共阴极和共阳极两种型号，其内部电路如图6－12所示。7段数码管的管脚排列如图6－13所示。

图6－12　7段数码管

共阳接法就是把所有发光二极管的阳极都接在一起，形成一个由高电平驱动的公共端COM，各管的阴极由低电平有效的段码信号a～g控制。共阴接法则相反，它的公共端COM是所有发光二极管的阴极，由低电平驱动，而各段发光二极管的阳极由高电平驱动。

图6－13　数码管引脚图

一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。数码管各段发光二极管正向导通时发光，每段发光二极管的正向压降，随显示光（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，电流太大可能会损坏器件。所以，使用时必须根据所加信号的电压值选择限流电阻。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。

2.7段显示／译码驱动器74LS48

74LS48是一种实现码型转换的译码芯片。码型转换就是将一种编码的输入转换为另外一种编码输出。74LS48就是将8421BCD码转换成为7段数码管显示编码。它是共阴极驱动芯片，也就是在输出高电平时，该芯片具有较强的电流输出能力。它的管脚如图6－14所示。

图6－14　74LS48引脚分布

其内部由门电路组成组合的逻辑电路，主要功能是将输入8421BCD码，译码输出相应十进制的七段码a～g中某些段码为高电平，驱动发光数码管显示对应的十进制数。

其中A₃～A₀为译码器的输入信号，Y_a～Y_g为译码器的7个输出，为译码器的灯测试输入，为译码器的消隐输入／灭零输出，为灭零输入。表6－9为七段显示译码器的功能表。

根据表6－9 7段显示译码器74LS48的真值表，下面简单介绍三个功能端和的工作情况。

（1）灯测试输入：当LT＝0且BI＝1时，无论A₃～A₀状态如何，输出Y_a～Y_g全部为高电平，都可使被驱动数码管的7段同时点亮，以检查该数码管各段能否正常发光。利用这个功能可以判断显示器的好坏。

（2）消隐输入：也称灭灯输入。为消隐输入，当＝0时，无论及输入A₃～ A₀为何值，所有各段输出Y_a～Y_g均为低电平，显示器处于熄灭状态。为灭零输出。

（3）灭零输入：可以按数据显示需要，将显示器所显示的0予以熄灭，而在显示1～

9时不受影响。它在实际应用中是用来熄灭多位数字前后不必要的零位，使显示的结果更醒目。

将灭零输入端与灭零输出端配合使用，很容易实现多位数码显示系统的灭零控制。

表6－9　74LS48功能表

【实验内容】

用7段显示译码器74LS48和共阴极数码管设计一个译码显示电路，输入数字0～9，在数码管上显示该数字。

（1）用拨码开关作为输入；

（2）控制端根据真值表接高电平或低电平，要求验证译码显示功能、试灯功能、消隐功能和灭零功能，将测试结果填入下表（表中行数根据需要自行补充）。

表6－10　7段显示译码器74LS48功能测试表