知识拓展 数码管显示电路

1．数码管

七段字符显示器又称七段数码管，这种字符显示器由七段可发光的字段组合而成。利用字段的不同组合方式分别显示“0～9”十个数字，如图2-40所示。

常见的七段字符显示器有LED数码管显示器和液晶显示器（LCD）。

（1）LED数码管显示器

LED数码管显示器是将要显示的字形分为七段，每段为一个发光二极管（LED），利用不同发光段组合显示不同的字形。该显示器有共阴极和共阳极两类，其引脚图如图2-41a所示。图中的发光二极管a～g用于显示10个数字0～9，DP用于显示小数点。

由图2-41b、c可知，共阴极LED的各发光二极管的阴极相连，使用时，通常将阴极接地。阳极输入（a～DP）为高电平点亮，由输出为高电平有效的译码器（如CD4511或74LS48）来驱动；共阳极LED的各发光二极管的阳极相连，使用时，通常将阳极接电源。阴极输入（a～DP）为低电平点亮，由输出为低电平有效的译码器（如74LS47）来驱动。工作时一般应注意串联合适限流电阻。

LED数码管的主要优点是工作电压低（1.5～3V）、体积小、寿命长（大于1000h）、响应速度快（1～100ns）、工作可靠；主要缺点是工作电流大（10～40mA）。

（2）液晶显示器（LCD）

这种显示器在没有外电场时，液晶分子按一定方向排列整齐，入射的光线大部分被反射回来，液晶为透明状态，显示器呈白色，不显数字。当相应字段的电极加上电压时，液晶因电离而产生正离子，在电场作用下运动并碰撞液晶分子，从而破坏了液晶分子的整齐排列，使入射光产生散射，液晶呈现混浊状态，显示器呈现暗灰色，从而显示出相应的数字。

液晶显示器的主要优点是工作电压低、功耗极小；主要缺点是亮度较差，响应速度慢。

2．显示译码器CD4511

CD4511是一个用于驱动共阴极LED数码管显示器的BCD码七段显示译码器，是具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路，能提供较大的拉电流，可直接驱动共阴极LED数码管。

CD4511引脚图如图2-42所示。

（1）引脚功能

A₀～A₃：8421BCD码输入端。

a～g：译码输出端，输出为高电平1有效（a～g是七段输出，可驱动共阴极LED数码管）。

：消隐输入控制端。当时，无论其他输入端状态如何，七段数码管都会处于消隐（也就是不显示）的状态。正常显示时，端应加高电平。

LE：锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。即当LE=0时，允许译码输出；当LE=1时，译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

：试灯信号输入端。当、时，译码输出全为1，无论输入DCBA状态如何，七段均发亮全部显示。它主要用来检测七段数码管是否有物理损坏（试灯端加高电平时，显示器正常显示；加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮。以检查显示器是否有故障）。

V_DD：电源正极。

GND：接地。

（2）推荐工作条件

电源电压范围：3～18V。

输入电压范围：0～V_DD。

工作温度范围：M类-55～125℃；E类-40～85℃。

CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9（1001）时，显示字形也自行消隐。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐。

（3）应用电路

实际应用时，CD4511与七段LED数码管的连接电路如图2-43所示。