第10章LED顯示器件

1、第第10章章 LED顯示器件顯示器件發(fā)光顯示器是由多個發(fā)光二極管芯片組合而成的結(jié)構(gòu)型器件，它是通過發(fā)光二極管芯片的適當連接和合適的光學結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段和發(fā)光點。由這些發(fā)光段和發(fā)光點組成各種發(fā)光顯示器。如數(shù)碼管、符號管、“米字”管、矩陣管、電平顯示器、平面顯示器（面發(fā)光顯示器）、多位顯示器和專用顯示器。一般把數(shù)碼管、符號管、“米字”管、矩陣管統(tǒng)稱為字符顯示器；數(shù)碼管、符號管、“米字”管又稱為筆畫顯示器。LED顯示器件一般常用的有兩類，數(shù)碼管和點陣。l10.1 數(shù)碼管l數(shù)碼管是以發(fā)光二極管作為顯示筆段，按照共陰或者共陽方式連接而成。將多個數(shù)字字符封裝在一起成為多位數(shù)碼管。 l10.1

2、 數(shù)碼管的分類l數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管；按發(fā)光強度可分為普通亮度LED數(shù)碼顯示器和高亮度數(shù)碼顯示器；按字高可分為7.62mm（0.3英才）、12.7mm（0.5英才）直至數(shù)百毫米；按顏色分有紅、橙、黃、綠等幾種;按發(fā)光強度可分為普通亮度LED數(shù)碼顯示器和高亮度數(shù)碼顯示器。 l10.1.2 數(shù)碼管的型號命名l國產(chǎn)LED數(shù)碼管的型號命名由四部分組成，各部分的組成如圖所示。l例如BS12.71（字符高度為12.7m

3、m的紅色共陽極數(shù)碼管）lBS半導體發(fā)光數(shù)碼管l12.712.7mmlR紅色l1共陽極l10.1.3 數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式l數(shù)碼管的7個筆段電極分別為AG（有些資料中為小寫字母），DP小數(shù)點，如圖所示。這八段發(fā)光管分別稱為a、b、c、d、e、f、g和dp，通過八個發(fā)光段的不同組合，可以顯示09（十進制）和015（十六進制）等16個數(shù)字字母，從而實現(xiàn)整數(shù)和小數(shù)的顯示。l數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管有共陰和共陽兩種連接方式。數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式如圖所示。l共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低

4、電平時，相應字段就點亮。例如：當段a、b、g、c、d 接低電平，而其他段輸入高電平時，則顯示數(shù)字“3”。l常用數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。常用四位數(shù)碼管的引腳排列 l常用兩位數(shù)碼管的引腳排列 l數(shù)碼管上數(shù)字分別由a、b、c、f七段筆劃組成，DP為小數(shù)點段，各筆劃段引線管腳排列采取雙列，在數(shù)碼正置俯視時，左下角為第一腳，按逆時針依次確定其余各腳。 l 10.1.4 數(shù)碼管的驅(qū)動方式l數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。l1.靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都

5、由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。 l 2.動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃“a、b、c、d、e、f、g、dp”的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 l10.1.5 數(shù)碼管的主要參數(shù)l1. 8字

6、高度l8字上沿與下沿的距離。比外型高度小，通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。l2. 長寬高l長數(shù)碼管正放時，水平方向的長度；寬數(shù)碼管正放時，垂直方向上的長度；高數(shù)碼管的厚度。l3. 時鐘點l四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。l4.數(shù)碼管使用的電流與電壓l電流：靜態(tài)時，推薦使用10-15mA；動態(tài)時，動態(tài)掃描時，平均電流為4-5mA，峰值電流50-60mA。l電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當紅色時，使用1.9V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)；當綠色時，使用2.1V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)。 l10.1.6 數(shù)碼管的檢測l1.指針式萬

7、用表檢測LED數(shù)碼管l找公共共陰和公共共陽：首先，我們準備個電源（35V）和1個1K幾百K的電阻，VCC串接一個電阻后和GND接在任意2個引腳上，組合形式有很多，但總有一個LED會發(fā)光的，找到一個就夠了，然后GND不動，VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陰的了。相反用VCC不動，GND逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陽的。l數(shù)碼管的測試同測試普通半導體二極管一樣。注意!指針式萬用表應放在R10K檔，因為R1K檔測不出數(shù)碼管的正反向電阻值。對于共陰極的數(shù)碼管，紅表筆接數(shù)碼管的“-”，黑表筆分別接其他各腳。測共陽極的數(shù)碼管時，黑表筆

8、接數(shù)碼管的VDD，紅表筆接其他各腳。l2.數(shù)字式萬用表檢測LED數(shù)碼管l將數(shù)字萬用表置于二極管檔時，其開路電壓為2.8V。用此檔測量LED數(shù)碼管各引腳之間是否導通，可以識別該數(shù)碼管是共陰極型還是共陽極型，并可判別各引腳所對應的筆段有無損壞。l 用hFE檔檢測l利用數(shù)字萬用表的hFE檔，能檢查LED數(shù)碼管的發(fā)光情況。若使用NPN插孔，這是C孔帶正電，E孔帶負電。檢查共陰極LED數(shù)碼管時，從E孔插入一根單股細導線，導線引出端接公共（）級；再從C孔引出一根導線依次接觸各筆段電極，可分別顯示所對應的筆段。若檢查共陽極LED數(shù)碼管時，從C孔插入一根單股細導線，導線引出端接公共（+）級；再從E孔引出一根導

9、線依次接觸各筆段電極，可分別顯示所對應的筆段。l 檢測時，若某筆段發(fā)光黯淡，說明器件已經(jīng)老化，發(fā)光效率變低。如果顯示的筆段殘缺不全，說明數(shù)碼管已經(jīng)局部損壞。注意，檢查共陽極LED數(shù)碼管時應改變電源電壓的極性。l點陣l矩陣管是指發(fā)光二極管陣列，又稱點陣顯示器。點陣LED數(shù)碼管顯示器根據(jù)其內(nèi)部發(fā)光二極管的大小、數(shù)量、發(fā)光強度及發(fā)光顏色的不同，有多種規(guī)格，按其發(fā)光顏色可為單色型和彩色型；按內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為共陰(行)和共陽(行)；按陣列可分為46、57、88個燈等組成的顯示器。l 10.2.1 點陣的外形結(jié)構(gòu)及特點l點陣都是單管芯,一般都用5V供電。88點陣為16根管腳(單色, 也有24根的, 可能是作

10、廢的雙色點陣或者為了能在同一種線路板上實現(xiàn)單色雙色都可用而設計的, 也比較常見)，8根行8根列。雙色為24根管腳, 8根行, 8根列紅, 8根列綠。 l點陣的內(nèi)部連接方式 （c）彩色點陣l點陣的命名法與檢測l點陣的命名法l點陣目前沒有統(tǒng)一的命名方法，型號為JMS 056 1 2 A EG的點陣命名示例如圖所示。l點陣實質(zhì)上就是由許多的發(fā)光二極管組合而成的，電路中若使用點陣，在電路原理圖上只標出點陣行、列的引腳對應關系，而每個點陣后面的引腳排列次序不同，不同廠商在設計時是根據(jù)PCB板布線來定義引腳排列次序。由于各廠商自定義點陣引腳排列次序，使用前首先需測試引腳排列次序。88點陣背面引腳如圖所示。

11、l使用紐扣電池可簡單測試點陣的顏色、亮度以及結(jié)構(gòu)。將紐扣電池的斜邊對應點陣引腳,使正負極分別接觸點陣的兩個引腳，依次逐個接觸兩兩引腳，如圖所示。檢測過程中會看到點陣的一些點會發(fā)光，從而判斷點陣的顏色和亮度。l檢測點陣單色還是雙色的示意圖如圖10.14所示，將紐扣電池從上向下依次逐個接觸兩兩引腳，若沒有點被點亮，可將電池極性反轉(zhuǎn)，從下向上依次逐個接觸兩兩引腳。l使用紐扣電池只能簡單測試點陣的顏色、亮度以及點陣是單色還是雙色結(jié)構(gòu)，如測試點陣的引腳次序，須用萬用表來測試。l點陣引腳的順序行、列如圖所示。一般情況下，將有標號的一面朝下，從上向下依次是第一行第八行，從左向右依次是第一列第八列。各引腳分別對應哪行哪列通過萬用表測試即知。l（1）指針萬用表檢測l將指針萬用表置于電阻檔R10K擋，先用黑表筆（接表內(nèi)電源正極）隨意選擇一個引腳，紅表筆分別接觸余下的引腳，看點陣有沒有點發(fā)光，沒發(fā)光就用黑表筆再選擇一個引腳，紅表筆分別接觸余下的引腳，當點陣發(fā)光，則這時黑表筆接觸的那個引腳為正極，紅表筆接觸就發(fā)光的8個引腳為負極，剩下的7個引腳為正極。 l（2）數(shù)字萬用表檢測l將數(shù)字萬用表調(diào)至二極管擋，或調(diào)至蜂鳴擋，紅表筆（接表內(nèi)電源正極）固定接觸某一引腳，黑表筆分別接觸其余引腳進行測試，看點