综合电子设计指导书-电子体温计电路设计V2(2)

图5.3 CD4511引脚图

其中ABCD为BCD码输入，A为最低位。LT为灯测试端，接高电平时，数码管正常显示，接低电平时，所有字段都被点亮，数码管显示数码“8”，用于检查数码管是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有字段均消隐，正常显示时，BI端应接高电平。另外CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据超过十进制数9（1001）时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是七段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观。数码管显示的字段与字形定义如图5.4所示。

图5.4 字段与字形定义

电路设计可参考附件6：《CD4511数据手册》典型应用电路。 5.3.6 LED数码管

常用的小型数码管有共阳极型数码管和共阴极型数码管。这里以共阳极型数码管为例介绍数码管的结构和使用方法。图5.5（a）所示为一位0.5英寸数码管的引脚排列（俯视）及结构示意图，图4.2（b）所示为数码管的电路元件图。无论是LA5011还是别的型号，

LA5011只要是0.5英寸数码管，引脚排列都是一样的，由图可见，数码管的第3脚和第8脚为COM端，接VCC，其余引脚的作用为： LA50117脚——接低电平时a字段发光； aafb6脚——接低电平时b字段发光； gfbgec4脚——接低电平时c字段发光； ddpecddp2脚——接低电平时d字段发光；

1脚——接低电平时e字段发光； 9脚——接低电平时f字段发光； 10脚——接低电平时g字段发光；

(a)(b)5脚——接低电平时dp小数点发光。

图5.5 数码管引脚结构示意图和电路标识图

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共阴极型数码管与共阳极型数码管的区别仅在于接入电路时的极性不同。共阴极型数码管的COM端应该接地，而各个字段控制端接高电平时才能发光。

如果不准备让某个字段发光时，只要将该笔段的控制端悬空或接到无效电平即可。 0.5英寸数码管每个字段的最大驱动电流不得超过20mA（≥2mA时即可看见辉光），通常工作电流为10mA，每个字段上的电压降为1.6~2.8V，所以当电源电压为5V时，在字段控制端与驱动电路输出端之间应该串接一只200Ω~470Ω的限流电阻，否则既有可能烧毁数码管，也有可能烧毁驱动电路。

电路应用中有时还会使用多位组合的数码管，其电路标识及引脚图如图5.6所示。

图5.6 多位数码管电路标识及引脚图

其中，DPY4_7SEG为四联共阳LED数码管，LG5631AH为三联共阴LED数码管。 5.3.7 时钟电路

时序逻辑电路正常工作必须有一个稳定而准确的时钟源，用于在需要的时刻启动电路的状态变化。 对于本电路来说，需要存在一个闸门信号，控制计数器对输入的信号脉冲进行计数，以检测代表温度数据的频率数值；并在闸门信号结束后产生锁存信号使锁存器锁存计数数据，在锁存计数数据后产生清零脉冲使计数器清零，以便下一次重新开始计数。电路中各信号的时序关系如图5.7所示。

图5.7 时钟电路信号时序关系

被测频率信号在闸门开启的时间内进入BCD码计数器进行计数，当闸门信号的后沿到来时计数器停止计数，同时在锁存信号的控制下将计数结果锁存在锁存器中，被锁存的数据经译码驱动电路译码后驱动数码显示电路。

完成上述功能的时钟电路由时钟振荡器、8分频器和锁存清零控制器组成，电路框图如图5.8所示。

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时钟振荡器 80Hz 8分频器 闸门信号 时钟信号 锁存清零控制器 锁存脉冲 清零脉冲

图5.8 时钟电路框图

其中，时钟振荡器可采用NE555芯片设计，8分频器可采用74HC161二进制计数器设计，锁存清零控制器可采用CD4017设计，电路设计可分别参考附件4：《NE555数据手册》，附件7：《74HC161数据手册》，附件8：《CD4017数据手册》。