CN1094680C - 串联式数码管译码电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联式数码管译码电路，由七段数码管和通断控制器件组成。七段数码管各段之间串联联接，一段或若干段数码管都与相应的通断控制器件并联，译码方式既可手工译码，又可集成电路译码。由于七段数码管各段之间相互串联联接，因此可以直接用较高电压驱动，这样简化了所需的电源电路，有利于降低各种延伸产品的成本，提高其可靠性，并且译码方式灵活多样。

Description

串联式数码管译码电路

本发明涉及一种数码管的数字显示译码电路，尤其是一种七段数码管的数字显示译码电路。

当今电子时代，七段数码管的应用及其广泛。目前所能见到的七段数码管都是共阴型或共阳型并联联接方式，即七段数码管的每个显示段都经相应的控制译码电路与电源并联联接。例如申请号为91103203.7、公开号为CN1066138A的中国发明专利申请《无译码器的数码显示器》公开的七段数码管联接方式即为并联。申请号为93107789.3、公开号为CN1082229A的中国发明专利申请《一种双色数码及其驱动系统》公开的七段数码管每段内的发光元件虽串联联接，但七段相互之间的联接仍然是并联。对于并联式七段数码管而言，只能对每段分别译码，即采用所谓的分段译码方法。例如图1所示为一种并联数码管的分段译码电路，每个开关都要通过一组独立的二极管才能实现“0-9”十个数字的译码控制。其缺点是译码方式少，不容易简化，无法直接采用较高的电源电压。随着光显门牌等需要直接用较高电压驱动的数码管应用领域的出现，上述现有技术因电源电路较为复杂而产生的成本高、可靠性差等问题会越来越突出。

为此，本发明的主要目的在于：针对上述现有并联式数码管及其译码电路存在的不足，提出一种电源电路简单、可以用较高电压直接驱动的串联式数码管的译码电路。

本发明进一步的目的之一在于：给出一种串联式七段数码管译码电路。该电路中七段数码管的串联顺序应使得十进制译码电路较为简洁，适用于手工译码，可以降低成本，提高可靠性。

本发明进一步的目的之二在于：给出一种串联式七段数码管译码电路，该电路对各种常用进制都能译码，适用于数字电路。

为了达到本发明的主要目的，本发明的串联式数码管译码电路由七段数码管和通断控制器件组成，所述七段数码管各段之间串联联接，一段或若干段数码管与相应的通断控制器件并联。使用时，通断控制器件可以通过其自身的断和通控制串联的各段数码管显示或不显示，从而使七段数码管按需显示各种数码，实现译码功能。由于七段数码管各段之间相互串联联接，因此可以直接用较高电压驱动，这样便简化了所需的电源电路，有利于降低各种延伸产品的成本，提高其可靠性。

经反复分析比较可知，要使十进制译码电路得到简化，应当将显示数字时使用频率高的数码管排列在串联顺序的首尾，这样可以用较少的通断控制器件控制相对较多的数码段，从而使译码电路简单化。因此，为了达到本发明进一步的目的之一，当七段数码管按图2所示组成“8”字形时，其串联的顺序应保证使用频率最高的右上段b和右下段c至少有一段排在串联数码管的首或尾。在此情况下，可以至少用九个通断控制器件控制实现串联七段数码管显示“0-9”十个阿拉伯数字，其中两个数字分别用两个通断控制器件控制显示，其余数字均分别用一个通断控制器件控制显示，这样可以使十进制译码电路较为简洁，成本较低，可靠性较高。例如象图3那样串联。此时，电阻R与a之间、a与d之间、d与e之间、e与f之间、f与g之间、g与b之间、b与c之间、c与地之间分别用1、2、3、4、5、6、7、8表示。对应于数字“0”的开关信号，通断控制器件使5、6两点间短路，即七段数码管中间段g被短路；对应于数字“1”的开关信号，通断控制器件使1、6两点间短路，即七段数码管上面、下面、左下、左上、中间段a、d、e、f、g被短路；对应于数字“2”的开关信号，通断控制器件分别使4、5和7、8点之间短路，即七段数码管左上段f和右下段c被短路；对应于数字“3”的开关信号，通断控制器件使3、5两点间短路，即七段数码管左下、左上段e、f被短路；对应于数字“4”的开关信号，通断控制器件使1、4两点间短路，即七段数码管上面、下面、左下段a、d、e被短路；对应于数字“5”的开关信号，通断控制器件件分别使3、4和6、7点之间短路，即七段数码管左下和右上段e和b被短路；对应于数字“6”的开关信号，通断控制器件使6、7两点间短路，即七段数码管右上段b被短路；对应于数字“7”的开关信号，通断控制器件使2、6两点间短路，即七段数码管下面、左下、左上、中间段d、e、f、g被短路；对应于数字“8”的信号，不使七段数码管的各发光元件被短路；对应于数字“9”的开关信号，通断控制器件使3、4两点间短路，即七段数码管左下段e被短路。这样，当串联七段数码管通电后，输入代表某一数字的开关信号时，便可通过上述译码方法使数码管显示相应的数字。

为了达到本发明进一步的目的之二，将至少七个有源通断控制器件分别并联在串联式七段数码管的相应段上，其控制端与相应的译码集成电路联接。这样通过对有源通断控制器件的组合通断控制或时序通断控制，就可以实现各种常用进制的译码，并适用于各种数字电路。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

图1是现有并联式数码管电路图。

图2是七段数码管排布示意图。

图3是数码管器件串联电路图。

图4是本发明的第一个实施例的电路图。

图5是本发明的第二个实施例的电路图。

图6是本发明的第三个实施例的电路图。

图7是本发明的第四个实施例的电路图。

图4所示的串联式数码管译码电路主要由七段数码管和作为通断控制件的八个单刀单掷开关或短路线组成，电源通过限流电阻R经右上段b、右下段c、左上段f、左下段e、下面段d、上面段a、中间段g串联接地，电阻R与右上段b之间、中间段g与地之间、以及各段之间均引出导线，分别接通断控制件，其中中间段g两端7、8点引出的短路控制线接对应于“0”开关0’；左上段f之前3点和中间段g之后8点引出的d导线接对应于“1”的开关1’；右下段c之前的2点和左上段f之后的4点引出的导线接对应于“2”的开关2’；左上段f之前3点和左下段e之后5点引出的导线接对应于“3”的开关3’；左下段e之前4点和上面段a之后7点引出的导线接对应于“4”的开关4’；右上段b两端1、2点和左下段e两端4、5点引出的导线接对应于“5”的两只开关5(1)’、5(2)’；右上段b两端1、2点引出的导线接对应于“6”的开关6’；中间段g两端7、8点和左上段f之前3点、下面段d之后6点引出的导线分别联接对应于“7”的开关7’；数字“8”无需导线和开关；左下段e两端4、5点引出的导线接对应于“9”的开关9’，在八个开关中，0’/7’(1)、6’/5(1)’、9’/5(2)’为三个复用开关，这样，当七段数码管通电后，通过控制数字开关的通断，可以按需显示“0-9”各个阿拉伯数字，电路简单可靠。短路线与开关的作用相同，不另赘述。

图5所示串联式数码管译码电路中的七段数码管串联顺序与图3相同，其通断控制器件为1’-8’八个插孔及二个标准接插件，八个插孔分别对应联接在七段数码管1-8点上，各相邻插孔间距相等。使用时可以根据需要，将标准接插件插入相应插孔之间，分别使7’、8’点之间短路，即七段数码管中间段g被短路，显示“0”；使3’、8’点之间短路，即七段数码管上面、下面、左下、左上、中间段a、d、e、f、g被短路，显示“1”；使2’、4’点之间短路，即七段数码管右下段c和左上段f被短路显示“2”；使3’、5’点之间短路，即七段数码管左上段e和左上段f被短路，显示“3”；使4’、7’点之间短路，即七段数码管上面、下面、左下段a、d、e被短路，显示“4”；分别使1’、2’和4’、5’点之间短路，即七段数码管右上段b和左下段e被短路，显示“5”；使1’、2’点之间短路，即七段数码管右上段b被短路，显示“6”；分别使3’、6’和7’、8’点之间短路，即七段数码段下面、左下、左上、中间段d、e、f、g被短路，显示“7”；不短路七段数码管的各数码管，显示“8”；使4’、5’点之间短路，即七段数码管左下段e被短路，显示“9”。这种串联式数码管译码电路适用于需要批量生产、而又要求固定显示不同数码的场合，例如光显门牌等。

图6实施例是用七只NPN三极管Q8-Q14作为有源通断控制器件，Q8-Q14的集电极和发射极分别与串联式七段数码管a-g每段发光二极管的正负极联接，Q8-Q14的基极一路分别通过电阻R15-R21与+18V电压联接，另一路分别通过电阻R8-R14与NPN三极管Q1-Q7的集电极相联，Q1-Q7的基极分别通过限流电阻R1-R7与集成电路的IC1的13、12、11、10、9、15、14脚相联，Q1-Q7的发射极接地，+18V电压接Q15场效应管的漏极，该管源极接串联式七段数码管正端，栅极和源极之间接有电阻R22，串联式七段数码管的负端与地之间接有稳压二极管D1、滤波电容C1、C2和集成电路IC1的16脚和8脚，IC1的3、4脚接高电平16脚，IC1的5脚接低电平8脚，IC1的7、1、2、6脚配接数字电路。场效应管Q15的作用是为串联式七段数码管提供恒流电流，此恒流经数码管后，由D1稳压、C1、C2滤波，在D1的两端形成稳定电压供IC1工作，由于IC1的耗电量比数码管小得多，因此可以相互串联，共用一个电源。该电路的工作过程如下：IC1为译码集成电路，其7、1、2、6脚为二进制8421BCD码输入端，以13脚为例，当该脚为高电平时，通过R1使Q1因基极处于高电平而导通，Q1的集电极为低电平，通过R8和R15的分压，使Q8的基极处于低电平，Q8截止，Q8的集电极和发射极回路不导通，因此从七段数码管右上段b流出的电流全部通过上面段a，使上面段a发光显示。反之，当13脚为低电平时，Q1截止，Q8导通，上面段a不发光显示。其它各段的译码转换方式可以类推。因此，借助译码集成电路CD4511也能实现串联式数码管译码电路的译码控制，从而使原先并联式七段数码管的译码集成电路可以延用于串联式七段数码管的译码。

图7所示串联式数码管译码电路中的七段数码管串联顺序与图3相同。由Q1-Q8八只NPN三极管作为有源通断控制器件，Q1-Q8的集电极和发射极依次并联在串联的七段数码管中间段g两端7、8点、左上段f之前3点和中间段g之后8点、右下段c之前2点和左上段f之后4点、左上段f之前3点和左下段e之后5点、左下段e之前4点和上面段a之后7点、右上段b两端1、2点、左上段f之前3点和下面段d之后6点、左下段e两端4、5点。IC1为计数器集成电路CD4017，其2、4、7、10脚分别通过R2-R5接Q2-Q5的基极；3、6脚分别接二极管D1、D5的正极，负极相联后接R1，R1另一端接Q1的基极；6脚还经R7与Q7的基极相联；1脚一路与11脚分别接D2、D6的正极，负极相联后接R8，R8另一端接Q8的基极；1脚另一路与5脚分别接D3、D4的正极，负极相联后接R6，R6另一端接Q6的基极。脉冲开关K1联接在IC1的14脚与+15V电压之间，电阻R10、电容C1并联在IC1的14脚与地之间，数码管的负端、即中间段g之后8点和IC1的8、13、15脚均接地，12脚为进位端，可接其它数字电路。+15V电压一路接IC1的16脚，另一路接场效应管Q9的漏极，源极接数码管的正端、即右上段b之前1点，Q9的栅极与源极之间接有电阻R9。+15V电压经Q9产生恒流，为串联式数码管提供稳定电流。译码电路的工作过程如下：IC1的14脚为计数器输入端，每按动一次开关K1，便计一次数，并将3、2、4、7、10、1、5、6、9、11脚依次置为高电平，其中3、2、4、7、10、1、5、6、11脚分别通过D1-D6、R1-R8依次将Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q8、Q6、Q1和Q7、Q8置为高电平，使其由关断变为导通，使相应数码段的电流经过三极管集电极和发射极流出，使这些数码段不被显示，IC1的9脚为空置，它为高电平时Q1-Q8均不导通，显示数字“8”，从而依次显示“0-9”的数码，完成译码过程。对IC1复位端15脚不同接法，可设定其它进制。此译码电路适用于顺序计数的场合，如钟表等。

Claims (5)

1.一种串联式数码管译码电路，由七段数码管和通断控制器件组成，其特征在于：所述七段数码管各段之间串联联接，一段或若干段数码管与相应的通断控制器件并联。

2.如权利要求1所述的串联式数码管译码电路，其特征在于：所述七段数码管串联的顺序应保证七段数码管的右上段和右下段至少有一段排在串联数码管的首或尾。

3.如权利要求1所述的串联式数码管译码电路，其特征在于：所述通断控制器件为至少八个单刀单掷开关或短路线，这些开关或短路线分别引线接在七段数码管上，与七段数码管并联。

4.如权利要求1所述的串联式数码管译码电路，其特征在于：所述通断控制器件为至少八个插孔及至少两个标准接插件，各插孔分别引线接在串联的七段数码管上，与七段数码管并联，所述接插件按需插入与所需数字相应的插孔之间。

5.如权利要求1所述的串联式数码管译码电路，其特征在于：所述通断控制器件为至少七个有源通断控制器件，分别并联在串联式七段数码管的相应段上。

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