(精品)数字化测量技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章,锁存,/,译码,/,驱动器与无效零自动消隐电路,BCD,码锁存,/,译码,/,驱动器,CD4511,的引脚说明,CD4511,的内部框图,CD4511,的真值表,CD4511,的典型应用电路,MC14513,的引脚说明,无效零消隐电路的设计,第四节 锁存,/,译码,/,驱动器与无效零自动消隐电路,译码器,译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。,变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为,2,n,译码和,8421BCD,码译码两类。,显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动,LED,和驱动,LCD,两类。,显示译码器,在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果，另一方面用于监视数字系统的工作情况。,数字显示电路是数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由,显示译码器、驱动器,和,显示器,等部分组成，如图所示。,数字显示器件是用来,显示数字、文字或者符号,的器件，常见的有辉光数码管、荧光数码管、液晶显示器、发光二极管数码管、场致发光数字板、等离子体显示板等等。本节主要讨论发光二极管,(LED),数码管。,LED,数码管,LED,数码管又称为半导体数码管，它是由多个,LED,按分段式封装制成的。,LED,数码管有两种形式：,共阴型和共阳型,。,公共阴极,公共阳极,高电平驱动,低电平驱动,七段显示译码器,LED,数码管通常采用图所示的七段字形显示方式来表示,0-9,十个数字。,图,七段数码管字形显示方式,CD4511,型,BCD,码锁存,/,译码,/,驱动器,七段显示器译码器把输入的,BCD,码，译成驱动七段,LED,数码管各对应段所需电平。,CD4511,是共阴,7,段,BCD,码锁存,译码,/,驱动器。,CD4511,的引脚说明：,UDD,：正电源输入引脚,USS,：电源地参考点,A,、,B,、,C,、,D,：,BCD,码输入端,ag,:7,段数码管输出端,/LT,：灯测试端,=0,时笔段全亮,/BI:,强迫显示器消隐,0,有效,LE,：锁存控制端,0,选通,1,锁存,七段代码,8421BCD,码,8421BCD,码,CD4511,的内部框图,CD4511,的真值表,CD4511,的电气特性,CD4511,的典型应用电路,限流电阻,R,的选取方法,MC14513,型,BCD,码锁存,/,译码,/,驱动器,引脚说明：,UDD,：正电源输入引脚,USS,：电源地参考点,A,、,B,、,C,、,D,：,BCD,码输入端,ag,:7,段数码管输出端,/LT,：灯测试端,=0,时笔段全亮,/BI:,强迫显示器消隐,0,有效,LE,：锁存控制端,0,选通,1,锁存,RBI,：串行消隐输入端,=1,时有效,RBO,：串行消隐输出端,与当前输入有关,MC14513,的真值表,=1,表示可无效零消隐,如全,0,，且,RBI=1,，输出消隐无效零允许信号（给后级）,如全,0,，且,RBI=1,，显示消隐,=0,表示不能无效零消隐,即使全,0,，而,RBI=0,，输出消隐无效零不允许信号（给后级）,只要,RBI=0,，无论如何显示不消隐,如输入是大于,9,的,BCD,码，属无效码，直接消隐！,消隐整数前无效零,消隐小数点后无效零,ICM7217A,系 列 分 类,ICM7217A,的性能特点,ICM7217A,的工作原理,ICM7217A,的典型应用,数字化测量课件,第五节 单片多位计数,/,锁存,/,译码,/,驱动器,ICM7217,系列分类,单片,CMOS,多位计数,/,锁存,/,译码,/,驱动器具有集成度高、功能强、应用范围广、外围电路简单、功耗低等优点。广泛应用于数字仪表及工业控制领域典型产品：美国哈里斯（,Harris,）公司生产的,ICM7217,系列,4,位可预置可逆计数,/,锁存,/,译码,/,驱动器。,计数范围,09999,计数范围,05959,ICM7217A,的性能特点,4,位十进制可预置可逆计数器,;,具有全零信号输出、计数器与寄存器比较信号输出，进借位信号输出，易级联,;,4,位共阴极,LED7,段驱动，动态扫描显示,;,4,位指轮驱动，动态扫描；,片内多路扫描信号振荡电路，支持片外扫描信号输入,;,具有无效零自动消隐及强迫显示器消隐功能,;,多路,BCD,码及位选通信号输出，便于计算机进行数据接口,;,单,5V,供电，静态功耗低,消隐时总功耗,2.5V,=0,选通，,=1,或悬空锁存,=0,减计数，,=1,加计数,=1,预置寄存器,0,消隐,悬空正常,=1,预置计数器,0,消隐,悬空正常,接电容内振荡,或外接扫描信号,=0,复位，内上拉,共阴输出,4.55.5V,悬空：无效,0,消隐,=1,强迫消隐,=0,无效,0,不消隐,低选通，相邻位扫,10us,消隐时间。,同时作为,BCD,输入位选,内上拉输入端,三态输入端,输入信号,输出信号,ICM7217A,的动态扫描,动态扫描控制,SCAN,端外接电容,C(pF,),振荡频率标称值,f0(Hz),位扫描频率,f1(Hz),位扫描周期,T1(ms),悬空,2500,625,1.6,20,1250,312,3.2,90,600,150,6.7,D4,D3,D2,D1,段码输出,10us,400us,BCD,输出,BCD,高位,BCD,次高位,BCD,次低位,BCD,低位,SCAN,当,U+=+5V,能直接驱动共阴,LED,不需加限流电阻,BCD,输入到寄存器,BCD,高位,BCD,次高位,BCD,次低位,BCD,低位,LR,悬空,LC,悬空,LR=1,LC,悬空,BCD,输入到计数器,BCD,高位,BCD,次高位,BCD,次低位,BCD,低位,LR,悬空,LC=1,ICM7217A,的逻辑框图,ICM7217A,典型应用,1,、,上电自动复位及手动复位电路,V,5V-Ube,t,0,b,V,复位门限,t,0,复位信号,开机瞬间,a,迅速变成,U+C,由,R2,充电,两端电压逐渐上升,见图,b,电压下降，,Ib,上升，,VT,开始导通,VT,集电极输出一负脉冲,ICM7217A,复位,ICM7217A,典型应用,2,、,预置数电路,预置寄存器,预置计数器,ICM7217A,典型应用,预置数电路的几个问题,1,、,I/O1I/O8,何状态下是,BCD,输出或,BCD,输入？,2,、,BCD,输入时，和位扫信号的关系？,3,、多长时间，,BCD,被输入，如何做到？,4,、如果需要,BCD,输出，指轮输入电路会有影响吗，如何处理？,预置寄存器,预置计数器,ICM7217A,典型应用,3,、,4,位十进制可逆计数器电路,一片,ICM7217A,配,4,只,LED,数码管即可构成,4,位十进制可逆计数器电路，计数范围,09999,。,a,：强制消隐,b,：无效,0,消隐,c,：无效,0,不消隐,ICM7217A,典型应用,4,、,8,位十进制可逆计数器电路,两片,ICM7217A,级联构成,4,位十进制可逆计数器电路,1,、,C/B,级联，低向高,2,、控制信号并联,3,、不消隐无效,0,ICM721(2)6,系列分类,ICM721(2)6,的性能特点,ICM7216D,的工作原理,ICM7216D,构成的,10MHz,数字频率计,数字化测量课件,第六节 单片,10MHz,数字频率计,ICM721(2)6,系列分类,ICM721(2)6,系列均属专用,CMOS,大规模,IC,，可直接构成高性价比单片,8,位,10MHz,数字频率计或通用计数器,ICM721(2)6,的性能特点,特点：,1,、,均可构成频率计,，,测量频率,DC,10MHz(,最高可达,40MHz),；有四档内部选通测量时间：,0.01,秒，,0.1,秒，,1,秒，,10,秒。,2,、,多用途：,A,、,B,型号还可测量周期,(,T,A,),、频率比,(,f,A,/,f,B,),、时间间隔,(,t,),、累计数,(,N,),，可构成完善通用频率计,3,、,单电源低工作电压设计,：,3.00,5.00V,（,4.756.00V,）。,4,、,低电压低功耗,CMOS,工艺，静态电流低（,4,5mA,）,抗静电能力强。,5,、,高精度：,采用,1MHz,或,10MHz,的晶体组成稳定的本地振荡器。,6,、,驱动能力强,，输出可直接驱动,8,位,LED,的位与段,(8,段,),显示，不需限流电阻，动态扫描。,7,、,多功能,：无效,0,自动消隐,(,含个位,),、频率过载指示、读数保持、小数点自动移位,;,8,、工作范围宽：,标准,DIP28,双列直插式塑料封装，工作温度,-2585,。,用途：,1,、频率测量、周期测量、,3V,便携式频率计等。,2,、频率扩展，通过连接外部小数点输入实现扩展。,ICM7216D,的工作原理,-,引脚说明,与位选通组合扫描输入,测量采样期为低电平,显示位扫描输出,顺序：,D8(,高位,),D1,共阴输出,作为输入端的列扫信号,内上拉，低电平复位。将显示器、主计数器清零,手动小数点控制方式时：接,D1-D7,选择小数点位置,与,D1,、,D2,、,D3,、,D4,连接获,0.01s,、,0.1s,、,1s,、,10s,时标,UIH3.5V UIL1.9V TW50ns TRC TFC100us,高电平，读数保持,外振荡工作模式时使用该输入信号作为时钟,7,段译码驱动共阴输出，,ag,高对应段亮,DP,为低,7,位,LED,小数点，对应最高位时为超量程指示。,ICM7216D,的工作原理,-,工作方式,短接脚,功能,1-3,允许外部时钟信号输入,1-4,手动控制小数点位置，否则自动小数点,1-5,外接,1M,晶体，小数点右移,1,位，不影响显扫频率,(500Hz),1-6,保持状态时，强迫消隐。,1-8,测试状态,1-11,LED,显示全笔段亮，小数点全亮。显示,8.8.8.8.8.8.8.8.,短接脚,功能,14-3,时标,1,14-4,时标,2,14-5,时标,3,14-6,时标,4,ICM7216D,的工作原理,-,基本组成,组成：,外部整形后的脉冲，通过十进制计数器在单位时间里进行计数、,7,段译码并驱动后扫描显示。分频器一般由计数器实现。,单位时间,：由晶体振荡时钟分频获得为,1S,，,1mS,10mS,，,0.1S,，,1S,等闸门信号。,例如：,当闸门时间为,1mS,测得的数值，其数显值的单位为,kHz,；,10mS,时测得的频率为数显值,100Hz,（或,0.1kHz,），余类推,。,ICM7216D,的工作原理,-,内部框图,1,、晶振电路、时钟选择及可控分频器。,2,、主计数器、锁存。,3,、参考计数器（用于,FA/FB,）、量程逻辑和量程控制逻辑、小数点逻辑。,6,、位译码驱动。,4,、输入控制逻辑、功能控制逻辑、控制逻辑。,5,、主触发器、锁存和复位逻辑。,7,、段译码驱动。,由,7,部分组成,ICM7216D,构成的,10MHz,数字频率计,耦合,放大,消噪,课堂小结,课后作业：,49,页习题三的第,7,题,ICM721(2)6,系列分类,ICM721(2)6,的性能特点,ICM7216D,的工作原理,ICM7216D,构成的,10MHz,数字频率计,