7448简介及数码管简介.doc

(完整word版)7448简介及数码管简介
2.4 7448译码器
7448是7段显示译码器,输出高电平有效的译码器。工作电压为5V，用于驱动共阴极数码管，7448除了有实现8段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，7448还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端，如图2-8所示。
由7448真值表可获知7448所具有的逻辑功能如下：

 图2.8 7448引脚功能图  
（1）7段译码功能（LT=1，RBI=1）
在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入DCBA经7448译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号， 显示相应字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低电平，见表1中1～16行。 （2）消隐功能（BI=0）
此时BI/RBO端作为输入端，该端输入低电平信号时，表1倒数第3行，无论LT 和RBI输入什么电平信号，不管输入DCBA为什么状态，输出全为“0”，7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。
（3）灯测试功能（LT = 0）
此时BI/RBO端作为输出端，该端输入低电平信号时，表1最后一行，与 及DCBA输入无关，输出全为“1”，显示器7个字段都点亮。该功能用于7段显示器测试，判别是否有损坏的字段。
（4）动态灭零功能（LT=1，RBI=1）
此时BI/RBO端也作为输出端，LT 端输入高电平信号，RBI 端输入低电平信号，若时DCBA = 0000，表1倒数第2行，输出全为“0”，显示器熄灭，不显示这个零。DCBA≠0，则对显示无影响。该功能主要用于多个7段显示器同时显示时熄灭高位的零。
（5） 7448/SN7448译码器0-9真值表如表2.2所示：
表2.2 7448/SN7448译码器0-9真值表

LI
RBI
D C B A
BI/RBO
Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
显示
1
1
0 0 0 0
1
1 1 1 1 1 1 0
0
1
X
0 0 0 1
1
0 1 1 0 0 0 0
1
1
X
0 0 1 0
1
1 1 0 1 1 0 1
2
1
X
0 0 1 1
1
1 1 1 1 0 0 1
3
1
X
0 1 0 0
1
0 1 1 0 0 1 1
4
1
X
0 1 0 1
1
1 0 1 1 0 1 1
5
1
X
0 1 1 0
1
0 0 1 1 1 1 1
6
1
X
0 1 1 1
1
1 1 1 0 0 0 0
7
1
X
1 0 0 0
1
1 1 1 1 1 1 1
8
1
X
1 0 0 1
1
0 0 0 1 1 0 1
9
2.5数码管
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
2.5.1产品分类
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管。
按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。。共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴极数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
2.5.2 驱动方式
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
1) 静态显示驱动
静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

图2.9 LED静态驱动电路
2) 动态显示驱动
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

图2.10 LED动态驱动电路

本设计选用的数码管为05621B型号的双位共阴极数码管，输入信号为7448译码器输出的二进制信号。数码管实物及其引脚图如

图2.11 数码管实物图

图2.12 数码管引脚图
3) LED显示驱动芯片
随着单片机技术的发展，许多公司都推出了专用LED显示驱动芯片，如Microchip公司的A Y0438、Maxim公司的MAX7219等都是其中的典型代表。MAX7219是Maxim公司推出的8位LED串行显示驱动器，它采用3线串口传送数据，占用资源少且硬件简单，只需一个外部电阻即可方便地调节LED的亮度；可灵活地选择显示器的个数( 1～8个, 级联可成倍增加)；可进行译码或不译码显示；内含硬件动态扫描控制，可设置低功耗停机方式。
MAX7219引脚功能和工作原理：MAX7219采用24脚双列直插式封装，其引脚如图3所示。SEGA～SEGG和DP分别为LED七段驱动器线和小数点线，供给显示器源电流；DIG0～DIG7为8位数字驱动线，输出位选信号，从每位LED共阴极吸入电流。

图2.13 MAX7219 引脚功能
DIN是串行数据输入端。在CLK 的上升沿，一位数据被加载到内部16位移位寄存器中，CLK最高频率可达10MHz，在输入时钟的每个上升沿均有一位数据由DIN端移入到内部寄存器中；LOAD用来装载数据，在LOAD的上升沿，16位串行数据被锁存到数据或控制寄存器中，LOAD必须在第16个时钟上升沿的同时或之后、在下一个时钟上升沿之前变高, 否则数据将被丢失。每组数据为16 位二进制数据包，其格式如表1所示。
其中D15～D12位不用，D11～D8位为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器的地址，D7～D0位为5个控制寄存器和8个LED数码管待显示的数据，因为控制寄存器与显示数据寄存器独立编址，所以可以通过程序对每个寄存器进行操作。一般情况下，程序先送控制命令，后向显示寄存器送数据，每16 位为一组，从高位地址字节最高位开始送，直到低位数据字节最后一位。MAX7219内部有14个可寻址的控制字寄存器，各寄存器的功能及地址如图2.14所示。图2-3-1
图2.14串行数据格式
其中，地址×0H 为空操作寄存器，允许数据从输入到输出直接通过，可用于设备串接。地址×1H～×8H为显示RAM区，分别对应DIG0～DIG7引脚的8 位LED显示数据。地址×9H为译码模式寄存器，其8 位二进制数分别控制着8个LED显示器的译码模式，逻辑高电平时选择硬件译码(BCD - B码译码)， 译码器选择数据寄存器中的低4位(D3～D0)进行BCD- B码译码， ×0H～×9H对应BCD码字符0～9，而×AH～×FH分别对应B码字符-、E、H、L、P及消隐，D4～D6无效，D7单独控制小数点；译码模式寄存器为逻辑低电平时选择软件译码，数据D6～D0分别对应LED显示器的A～G段，D7对应小数点DP。
　　地址×AH为显示亮度寄存器，通过对该寄存器的D0～D3位写入不同的数值可实现对LED显示亮度的控制，从00H到0FH共16级可调。地址×BH为扫描界限寄存器，其D0～D3位数值设定为00H～07H，表示显示器动态扫描个数为1～8。地址×CH为停机寄存器，当其D0位为0时，MAX7219处于停机状态，扫描振荡器停振，所有显示器消隐，寄存器数据保持不变；当D0为1时，正常工作。地址×FH为显示测试寄存器，当其D0位为0时，正常工作；当D0为1时处于测试状态，全部LED显示器的所有字段都以最大亮度接通显示。