0：00gydF4y2Ba/gydF4y2Ba0：00gydF4y2Ba
目的是什么gydF4y2Ba七段译码器gydF4y2Ba电路?什么是“七段”显示器，为什么我们需要解码电路来驱动它?研究一个典型的七段译码电路(CMOS或TTL)的零件编号。gydF4y2Ba
七段显示是一种非常常见的数字电子设备的数字接口:gydF4y2Ba
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需要一种特殊的解码器电路来将4位BCD代码转换为代表十进制数字的段激活的特定组合。gydF4y2Ba
后续问题:一个典型的七段显示器的内部原理图是什么样的?是只有一种类型，还是有不同类型的七段显示器?gydF4y2Ba
一定要让你的学生展示他们找到的解码器数据表。raybet开户再一次，制造商数据表包含了丰富的信息，你的学生将通raybet开户过研究他们学到很多。gydF4y2Ba
| 别光坐在那儿!构建的东西! !gydF4y2Ba |
学习分析数字电路需要大量的学习和实践。通常情况下，学生通过做大量的例题并对照课本或老师提供的答案进行练习。虽然这很好，但还有更好的方法。gydF4y2Ba
你会学到更多gydF4y2Ba建立和分析实际电路gydF4y2Ba让你的测试设备来提供“答案”，而不是书本或其他人。对于成功的电路构建练习，遵循以下步骤:gydF4y2Ba
始终确保电源电压水平在您计划使用的逻辑电路的规格范围内。如果TTL，电源gydF4y2Ba必须gydF4y2Ba是一个5伏的稳压电源，调整到尽可能接近5.0伏直流电。gydF4y2Ba
节省时间和减少出错可能性的一种方法是，从一个非常简单的电路开始，然后在每次分析后逐步添加组件以增加其复杂性，而不是为每个实践问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重复使用相同的组件。这样，您就不必重复度量任何组件的值。gydF4y2Ba
让电子本身给你自己的“练习问题”的答案!gydF4y2Ba
我的经验是，学生需要大量的电路分析练习才能熟练。为此，教师通常会给他们的学生提供大量的练习问题，让他们完成，并提供答案，让学生检查他们的作业。虽然这种方法使学生精通电路理论，但它未能充分教育他们。gydF4y2Ba
学生们不仅仅需要数学练习。他们还需要实际的、动手实践构建电路和使用测试设备。因此，我建议学生采取以下替代方法:学生应该gydF4y2Ba构建gydF4y2Ba他们自己的“实践问题”与真实的组件，并试图预测各种逻辑状态。通过这种方式，数字理论“活了过来”，学生们获得了实践能力，而不仅仅是通过解布尔方程或简化卡诺图。gydF4y2Ba
采用这种方法的另一个原因是为了教学生gydF4y2Ba科学的方法gydF4y2Ba:通过进行真实实验来检验假设(在这种情况下是逻辑状态预测)的过程。学生也将发展真正的故障排除技能，因为他们偶尔会做出电路构造错误。gydF4y2Ba
在开始之前，花点时间和同学们一起回顾一下构建电路的一些“规则”。用苏格拉底式的方式和你的学生讨论这些问题，而不是简单地告诉他们应该做什么，不应该做什么。我总是对学生们在典型的讲座(讲师独白)形式下理解指令的糟糕程度感到惊讶!gydF4y2Ba
我强烈推荐CMOS逻辑电路用于家庭实验，学生可能无法使用5伏稳压电源。现代CMOS电路在静态放电方面比第一代CMOS电路更加坚固，所以担心学生在家里没有一个“适当的”实验室而损坏这些设备的担心很大程度上是没有根据的。gydF4y2Ba
对于那些抱怨让学生构建真实电路而不仅仅是数学分析理论电路的“浪费”时间的老师，我要提醒他们:gydF4y2Ba
学生上这门课的目的是什么?gydF4y2Ba
如果您的学生将使用真实的电路，那么他们应该尽可能地在真实的电路中学习。如果你的目标是培养理论物理学家，那么务必坚持抽象分析!但我们大多数人都计划让我们的学生在现实世界中做一些事情，利用我们给他们的教育。raybet电子竞技竞猜当他们将知识应用于实际问题时，花在构建真实电路上的“浪费”时间将带来巨大的回报。gydF4y2Ba
此外，让学生建立自己的实践问题教他们如何表演gydF4y2Ba主要研究gydF4y2Ba，从而使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。雷竞技最新appraybet电子竞技竞猜gydF4y2Ba
在大多数科学中，建立真实的实验比建立电路要困难和昂贵得多。核物理、生物、地质和化学的教授们会很乐意让他们的学生将高等数学应用到真正的实验中，而不会造成任何安全隐患，而且成本低于教科书。他们不能，但你可以。利用你的科学固有的便利，而且gydF4y2Ba让你的学生在许多真实的电路上练习他们的数学!gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba七段译码器gydF4y2Ba是一种数字电路，用于驱动一种非常常见的数字显示设备:一组LED(或LCD)段，在4位代码的命令下显示数字0到9:gydF4y2Ba
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显示驱动IC的行为可以用一个有7个输出的真值表来表示:7段显示(a到g)的每段都有一个真值表。下表中，“1”的输出表示有活动的显示段，而“0”的输出表示无活动的显示段:gydF4y2Ba
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这样的现实示例为Karnaugh映射等技术提供了很好的展示。让我们以输出a为例，在真值表中不显示其他输出:gydF4y2Ba
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绘制输出a的卡诺图，我们得到如下结果:gydF4y2Ba
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在这个Karnaugh map中识别相邻的1的组，并从这些组生成最小的SOP表达式。gydF4y2Ba
注意六的细胞是空白的,因为真值表不列出所有可能的输入组合有四个变量(A, B, C, D)。与这些大差距在卡诺图,很难形成大组1,因此所产生的“最小”SOP表达式有几个方面。gydF4y2Ba
然而，如果我们不关心6个未指定真值表行的输出a的状态，我们可以用“don’t care”符号(通常是字母X)填充Karnaugh映射的其余单元格，并使用这些单元格作为“通配符”来确定分组:gydF4y2Ba
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利用这个新的卡诺图，识别相邻的1的组，并从这些组生成最小的SOP表达。gydF4y2Ba
严格为“1”组的Karnaugh映射分组:gydF4y2Ba
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使用“don’t care”通配符的Karnaugh映射组:gydF4y2Ba
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后续问题:这个问题和答案仅仅集中在bcd -to-7段解码电路的输出。想象一下，如果我们要以这两种方式处理解码器电路的所有7个输出，首先使用严格的“1”输出分组开发SOP表达式，然后使用“don’t care”通配符。你认为这两种方法中哪一种会产生最简单的整体门电路?对于6个未指定的输入组合1010、1011、1100、1101、1110和1111，这两种不同的解决方案会对解码器电路的行为产生什么影响?gydF4y2Ba
这个问题的要点之一是让学生意识到群体越大越好，因为他们产生的SOP术语越简单。此外，学生应该意识到，在Karnaugh地图单元格中使用“don’t care”状态作为“通配符”占位符的能力增加了创建更大组的机会。gydF4y2Ba
事实是，我选择了一个非常糟糕的例子来尝试从一个SOP表达式，因为10个输出条件中只有两个非零!构建一个POS表达式会更容易，但这是另一个问题的主题!gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba七段译码器gydF4y2Ba是一种数字电路，用于驱动一种非常常见的数字显示设备:一组LED(或LCD)段，在4位代码的命令下显示数字0到9:gydF4y2Ba
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显示驱动IC的行为可以用一个有7个输出的真值表来表示:7段显示(a到g)的每段都有一个真值表。下表中，“1”的输出表示有活动的显示段，而“0”的输出表示无活动的显示段:gydF4y2Ba
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写出输出a、b、c和e的未简化的SOP或POS表达式(选择最合适的形式)。gydF4y2Ba
生(unsimplified)表达式:gydF4y2Ba
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挑战问题:用布尔代数法则把上面的每一个表达式简化成最简单的形式。gydF4y2Ba
这显示了一个非常实用的SOP和POS布尔形式的例子，以及为什么需要简化以将所需的门的数量减少到实际的最小值。gydF4y2Ba
检查7447 bcd -to-7段解码器/驱动IC的数据表，并确定需要满足哪些输入条件才能使其显示从0到9的任何十进制数字。gydF4y2Ba
我会让你自己通过研究数据表来弄清楚这些细节!gydF4y2Ba
后续问题:7447解码器/驱动IC与7448或7449有什么区别?那么74247、74248和74249解码器/驱动电路呢?在课堂上回答这个问题时，要准备好展示你的来源。gydF4y2Ba
考虑到这个特殊的解码器raybet开户/驱动IC的数据表很容易获得和阅读，您的学生做研究应该没有问题。gydF4y2Ba
液晶显示(LCD)元件要求的应用gydF4y2Ba交流gydF4y2Ba电压,而不是gydF4y2Ba直流gydF4y2Ba防止某些不良影响的电压。由于逻辑电路通常在直流电源(VgydF4y2BaCCgydF4y2Ba或VgydF4y2BaDDgydF4y2Ba和地)，必须有一些聪明的方式产生必要的交流从直流逻辑电源，以驱动这些节电显示设备。事实上，异或门恰好很好地做到了这一点:gydF4y2Ba
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考虑这个原理图中的方波电压源作为交替的“高”和“低”逻辑状态的电源，分别为5伏和0伏。确定在开关处于开启位置和关闭位置时液晶流体中存在何种电压，并由此确定哪个开关位置导致gydF4y2Ba黑暗的gydF4y2Ba液晶和gydF4y2Ba透明的gydF4y2Ba液晶显示器。gydF4y2Ba
关闭开关使液晶显示器不透明;打开开关使液晶显示透明。gydF4y2Ba
注意，我没有在问题或答案的任何地方指定电压的应用是否在一个LCD段变暗或变亮的段。这是一个我留给学生去研究的细节!gydF4y2Ba
使用异或门从直流产生交流的特殊方法是相当聪明的。本质上，我们使用异或的能力作为一个受控的逆变器/缓冲器来反转方波信号的“极性”。一定要让你的学生解释在这个电路中AC是如何应用在LCD上的。gydF4y2Ba
在大多数7段解码器/驱动程序集成电路中发现的一个特性叫做gydF4y2Ba涟漪冲裁gydF4y2Ba．描述这个特性是什么，为什么要使用它。提示:关于这个主题的一个很好的信息来源是一个7段解码器/驱动IC的数据表。gydF4y2Ba
“纹波消隐”用于多位显示器，以迫使前导零或尾随零处于关闭状态。gydF4y2Ba
像往常一样，我在这里给出的答案是故意含糊的。我希望学生们能够自己研究数据表，并能够展示他们是从哪里得到这些信息的。raybet开户gydF4y2Ba
数字系统通常需要有一个以上的显示数字。驱动多个7段显示单元最明显和直接的方法是使用相同数量的bcd -to-7段解码器，如下所示:gydF4y2Ba
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如果我们用微处理器或微控制器驱动解码器ic，这种直接技术不幸地使用了大量的I/O引脚。在这种特殊情况下，我们需要使用三个7段显示器gydF4y2Ba十二个gydF4y2Ba微控制器上的三个BCD数字的输出引脚:gydF4y2Ba
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由于在大多数MPU和MCU芯片上有限的引脚计数，I/O线是宝贵的。那将是一种耻辱浪费那么多等一个简单的函数驱动显示位数时,我们可以使用它们与内存设备等其他任务,接受现实世界的数据从传感器、驱动离散控制设备(如灯和螺线管,或与其他微处理器/单片机系统。但是，如果每个数字需要4行输出BCD数字，我们怎么可能在处理器上使用少于12行输出呢?gydF4y2Ba
一个聪明的方法就是利用gydF4y2Ba人类视觉的持续性gydF4y2Ba每次只开一位数。检查下面的电路，然后解释这个“多路复用”显示系统如何在这么少的输出行下工作。还要确定MCU/MPU必须采取哪些步骤才能成功驱动所有三个数字，使显示看起来连续:gydF4y2Ba
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单片机或微控制器的步骤:gydF4y2Ba
后续问题:如果使用共阴极LED 7段显示器而不是共阳极显示器，电路中需要改变什么?gydF4y2Ba
一定要问你的学生他们在哪里能够研究多路复用7段显示器，以及他们对这种通过快速闪烁来产生“连续”三位数十进制显示器的特殊技术有什么看法。为了最大限度地利用有限的硬件，像这样的巧妙技术通常是必要的。gydF4y2Ba
顺便说一下，为了简单起见，我在原理图中省略了常用的LED限流电阻。看看你的学生是否能发现这个遗漏!gydF4y2Ba
数字计算机通过gydF4y2Ba港口gydF4y2Ba:通常按4、8、16或更多分组排列的一组终端。通过为计算机编写程序，向端口发送一个数值，这些终端可以设置为高或低逻辑状态。例如，这里有一个微控制器被指示发送十六进制数的例子gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba至A港及gydF4y2BaA9gydF4y2Ba端口B:gydF4y2Ba
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假设我们希望使用每个端口的前7位(引脚0到6)来驱动两个7段共阴极显示器，而不是使用bcd到7段解码器ic:gydF4y2Ba
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写入需要在端口A和端口B上输出的十六进制值，以在两个7段显示单元上生成显示“42”。gydF4y2Ba
端口A = 5BgydF4y2Ba16gydF4y2BaB端口= 66gydF4y2Ba16gydF4y2Ba
请注意，以下答案也是有效的:gydF4y2Ba
端口A = DBgydF4y2Ba16gydF4y2Ba端口B = E6gydF4y2Ba16gydF4y2Ba
后续问题:用十进制而不是十六进制写出相同的数值。gydF4y2Ba
这个问题的根源只不过是二进制到十六进制的转换，但它也向学生介绍了通过写十六进制值来控制微机端口中的位状态的概念。因此，这个问题是gydF4y2Ba非常gydF4y2Ba实用!虽然在构建两位数十进制显示器时，不太可能有人会省略bcd到7段解码器(因为这样做使用了许多更宝贵的微控制器I/O引脚)，但这当然是可能的!除此之外，还有许多应用程序需要让微控制器输出高、低状态的某种组合，而最快的编程方法是将十六进制值输出到端口。gydF4y2Ba
如果学生问，让他们知道美元符号前缀有时用来表示十六进制数。其他时候，使用前缀0x(例如，$F3和0xF3表示相同的东西)。gydF4y2Ba
美国国家半导体公司的MM58342高压显示驱动集成电路是微处理器或微控制器与高压真空荧光(VF)显示面板之间的接口。IC读取和条件20位数据驱动20个“网格”在这样的显示器。当结合一个类似的驱动器驱动同一VF显示的阳极时，单个像素(或像素组合)可以被控制(点亮)。gydF4y2Ba
这个IC的一个有趣的特点是，它通过一个单一的输入引脚串行地接收20位数据(一次一个):gydF4y2Ba
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阅读此设备的数据表，然后评论为什么您认为选择了串行(而不是并行)数据输入格式。还描述将数据装入该IC并将该数据输出到20条输出线的操作顺序。gydF4y2Ba
如果没有串行输入，这个IC将有相当多的引脚!时序图和数据表中的描述应该提供足够的信息，以确定如何使用该IC将数据发送到显示器。gydF4y2Ba
这个问题介绍了真空荧光(VF)显示的概念，同时也回顾了移位寄存器和锁存技术。该框图应该是足够的信息，大多数学生能够弄清楚至少一个加载和输出数据的近似程序。gydF4y2Ba
有趣的是，注意到(并与您的学生讨论)这个IC不解码字符。它仅仅限定并输出信息位元到VF显示的网格中。然后问你的学生，他们认为“开”和“关”像素的模式必须在哪里生成，以形成显示器上的特定字符。gydF4y2Ba
进入市场的一项新技术是gydF4y2Ba有机发光二极管gydF4y2Ba或oled。请描述它们是什么，以及为什么它们对电子显示设备元件有如此大的前景。gydF4y2Ba
“有机”LED是由有机(含碳)分子制成的，而不是晶体硅、砷化镓或其他更传统的半导体物质。这些设备的一个明显优势是易于制造，但我将让您研究为什么(以及这些设备的其他优势)。gydF4y2Ba
这个问题注定要被淘汰，因为有机led要么会变得太受欢迎而失去新意(“新技术”)，要么会被更好的东西取代。但现在(2005年5月)，他们值得在苏格拉底电子学项目中提出自己的问题!雷竞技最新appgydF4y2Ba
两个电子雷竞技最新app学的学生尝试构建7段显示电路，一个使用7447解码器/驱动IC，另一个使用7448。两名学生将他们的集成电路连接到共阴极7段显示器上，如下所示:gydF4y2Ba
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使用7448的学生注意到LED部分微弱地发光，但模式与应该显示的数字不正确。使用7447的学生有一个更糟糕的问题:根本没有光!两家公司都检查了线路又检查了一遍，但都无济于事。似乎所有的连接都在正确的地方。gydF4y2Ba
你认为问题出在哪里?提示:查阅数据表为两个芯片找raybet开户到线索!gydF4y2Ba
7447和7448都不是为了gydF4y2Ba源gydF4y2Ba电流只对LED段gydF4y2Ba水槽gydF4y2Ba电流。我将让你弄清楚为什么7448芯片有能力让任何LED段点亮。gydF4y2Ba
后续问题:追踪电子通过解码芯片和显示器之间的电线流动的方向。gydF4y2Ba
这个问题提供了一个很好的机会来讨论gydF4y2Ba采购gydF4y2Ba和gydF4y2Ba沉没gydF4y2Ba电流，以及了解集成电路内部输出阶段的重要性。gydF4y2Ba
一种过时的显示技术，在业余爱好者的世界里仍能找到热情的追随者gydF4y2Ba数码管gydF4y2Ba它依靠BCD-to-10解码器驱动装有霓虹灯的玻璃灯泡内10个不同的金属阴极中的一个。对于每一个BCD代码，“数码管”内的阴极图形中恰好有一个会发光，导致该数字以粉红色的橙色光发光。电子管通过一个共同的阳极(通常超过150伏直流)接收电力。gydF4y2Ba
你的一个朋友试图建立自己的数码管显示电路，但遇到了问题。他想用一个7442 BCD-to-10解码器驱动十个分立的晶体管，每个晶体管处理电子管中一个数字的电流。小心翼翼地，你的朋友决定将一个数码管连接到一个晶体管上，然后连接到7442，看看这个想法是否可行(在连接所有十个数字之前)。gydF4y2Ba
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不幸的是，一个数字开始发光的时刻高压直流电源打开，甚至在7442芯片接收电源之前!在那之后，7442摸起来就暖和了，这可不是什么好事。gydF4y2Ba
你的朋友以为他把7442集成电路弄坏了，于是向你请教。他在这里做错了什么吗?解释一下你会给他什么建议。gydF4y2Ba
晶体管不对。你的朋友将必须有一个不同的晶体管输出舞台为他的显示电路!gydF4y2Ba
后续问题:请评论你的朋友只连接一个晶体管到一个数码管阴极进行测试的策略。这是个好主意吗?为什么或为什么不?这样做是否使7442免遭进一步的伤害?gydF4y2Ba
我故意留下了模糊的答案，以便学生将不得不弄清楚如何正确地使用bject来驱动数码管阴极。这是一个很好的机会，让他们回顾BJT理论和开关应用的使用，所以不要泄露答案，破坏它!gydF4y2Ba
液晶显示器(LCD)技术过去有非常狭窄的视角。任何记得便携式个人电脑上的第一个液晶显示器的人都会记得，只有当你垂直于显示器表面，或者与显示器垂直的角度很小的时候，你才能看到显示器。gydF4y2Ba
现代液晶显示技术要好得多，但仍不如观看印刷纸张那样好，而印刷纸张是非发射显示的“黄金标准”。一个经常用来描述与角度有关的观看质量的术语是gydF4y2Ba传感器的gydF4y2Ba．定义关于显示表面的“兰伯特”是什么意思。gydF4y2Ba
“朗伯”表面发射(或反射)光的强度与观察角度(相对于垂直角度)的余弦成正比。纸张的反射特性是朗伯式的，这是它比当代数字显示技术更容易阅读的原因之一。gydF4y2Ba
这个问题注定要被淘汰，因为兰伯特的展示很可能在未来几年成为现实。但是现在(2005年5月)，它是一个值得在显示技术的入门研究中定义的术语。gydF4y2Ba
早期尝试完全朗伯式显示的一个例子是gydF4y2Ba刷新)gydF4y2Ba施乐公司开发的技术。研究这一点，并准备与您的学生讨论它作为一个非发射电子显示的新方法的例子。gydF4y2Ba
在基于网格的显示器中驱动像素的一种方法是将像素组织成行和列，然后通过特定行线和特定列线的交点选择用于照明的单个像素。在这个例子中，我们用一个微控制器的两个8位(1字节)端口控制一个8 × 8的led网格:gydF4y2Ba
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请注意,gydF4y2Ba高gydF4y2Ba状态需要在端口B的一个引脚上激活一行，agydF4y2Ba低gydF4y2Ba因为LED阳极连接到端口A, LED阴极连接到端口B，所以需要在端口A的一个引脚上激活一个柱。gydF4y2Ba
确定我们需要在端口A和B输出的十六进制代码，以激活位于8 × 8网格左下角的LED。gydF4y2Ba
港口一个=gydF4y2Ba
端口B =gydF4y2Ba
端口A = $FEgydF4y2Ba
B港= 80美元gydF4y2Ba
出版的条款和条件gydF4y2Ba知识共享gydF4y2Ba归因执照gydF4y2Ba
在伙伴关系gydF4y2Ba公司可编程电源gydF4y2Ba
通过gydF4y2Ba迈克尔·奈特，TTI半导体集团gydF4y2Ba
在伙伴关系gydF4y2Ba西门子数字工业软件gydF4y2Ba
通过gydF4y2Ba伊莱·休斯，NXP半导体公司gydF4y2Ba
通过gydF4y2Ba罗伯特KeimgydF4y2Ba
