检测 LED数码管作者： mlts_128提交日期： 2006-5-18 10:05:00 LED数码管的结构LED数码管也称半导体数码管，是目前数字电路中最常用的显示器件。它是以发光二极管作笔段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。图5-41 所示是两种 LED数码管的外形与内部结构，、分别表示公共阳极和公共阴极， ag是 7 个笔段电极， DP为小数点。 LED数码管型号较多，规格尺寸也各异，显示颜色有红、绿、橙等。表5-7 列出了几种国产 LED数码管的型号、主要参数和国外对应产品型号，可供选用时参考。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 二、LED数码管的检测方法1. 用二极管档检测将数字万用表置于二极管档时，其开路电压为2.8V。用此档测量 LED数码管各引脚之间是否导通， 可以识别该数码管是共阴极型还是共阳极型，并可判别各引脚所对应的笔段有无损坏。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - （1） 检测已知引脚排列的LED数码管5-42 所示。将数字万用表置于二极管档，黑表笔与数码管的h 点（LED的共阴极）相接，然后用红表笔依次去触碰数码管的其他引脚，触到哪个引脚，哪个笔段就应发光。若触到某个引脚时，所对应的笔段不发光，则说明该笔段已经损坏。（2） 检测引脚排列不明的LED数码管LED数码管不注明型号， 也不提供引脚排列图。 遇到这种情况， 可使用数字万用表方便地检测出数码管的结构类型、引脚排列以及全笔段发光性能。下面举一实例， 说明测试方法。 被测器件市一只彩色电视机用来显示频道的 LED数码管，体积为 20mm 10mm 5mm ，字形尺寸为 8mm 4.5mm ，发光颜色为红色，采用双列直插式，共10 个引脚。将数字万用表置于二极管档， 红表笔接在脚， 然后用黑表笔去接触其他各引脚，只有当接触到脚时，数码管的a 笔段发光，而接触其余引a. 3（所万用表）示脚时则不发光。由此可知，被测管时共阴极结构类型，脚是公共阴极，脚则是a 笔二判别数码管的结构类型检测接线如图 5-4a 段的引出脚。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - b. 判别引脚排列仍使用数字极管档， 将黑表笔固定接在脚， 用红表笔依次接触、 、脚时，数码管的f 、g、e、d、c、b、p 笔段先后分别发光，据此绘出该数码管的内部结构和引脚排列（面对笔段的一面），如图5-43(b) 、(c) 所示。c. 检测全笔段发光性能前两步已将被测 LED数码管的结构类型和引脚排列测出。 接下来还应该检测一下数码管的各笔段发光性能是否正常。检测接线如图5-44 所示，将数字万用表置于二极管档，把黑表笔固定接在数码管的公共阴极上（脚），并把数码管的 ap 笔段端全部短接在一起。然后将红表笔接触ap 的短接端，此时，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 所有笔段均应发光，显示出“8”字。在作上述测试时，应注意以下几点：（1） 检测中，若被测数码管为共阳极类型，则只有将红、黑表笔对调才能测出上述结果。特别是在判别结构类型时，操作时要灵活掌握，反复试验，直到找出公共电极（ h）为止。（2） 大多数 LED数码管的小数点是在内部与公共电极连通的。但是，有少数产品的小数点是在数码管内部独立存在的，测试时要注意正确区分。 2 用 hFE档检测利用数字万用表的 hFE档，能检查 LED数码管的发光情况。若使用NPN插孔，这是 C孔带正电， E孔带负电。例如，在检查LTS547R型共阴极 LED数码管时，从 E孔插入一根单股细导线，导线引出端接（）级（第脚与第脚在内部连通，可任选一个作为（）；再从C孔引出一根导线依次接触各笔段电极，可分别显示所对应的笔段。若按5-45 所示电路，将第、脚短路后再与 C孔引出线接通，则能显示数字“ 2”。 把 ag段全部接 C孔引线，就显示全亮笔段，显示数字“8”。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 的笔段残缺不全， 说明数码管已经局部损坏。 注意，检查共阳极 LED数码管时应改变电源电压的极性。如果被测 LED数码管的型号不明， 又无引脚排列图， 则可用数字万用表的 hFE档进行如下测试：（1） 判定数码管的结构类型（共阴或共阳）。（2） 识别引脚列。（3） 检查全笔段发光情况。具体操作时，可预先把 NPN 插孔的 C孔引出一根导线， 并将导线接在假定的公共电极（可任设一引脚）上，再从E孔引出一根导线，用此导线依次去触碰被测管的其他引脚。 根据笔段发光或不发光的情况进行判别验证。测试时，若笔段引脚或公共引脚判断正确， 则相应的笔段就能发光。 当笔段电极接反或公共电极判断错误时，该笔段就不能发光。数字万用表 hFE档所提供的正向工作电流约20mA ，做上述检查绝对不会损坏被测器件。需注意的是，用 hFE档或二极管档不适用于检查大型LED数码管。由于大型 LED数码管是将多只发光二极管的单个字形笔段按串、并联方式构成的， 因此需要的驱动电压高 （17V左右），驱动电流大 （50mA左右）。检测这种管子时，可采用 20V直流稳压电源， 配上滑线电阻器作为限流电阻兼调节亮度，来检查其发光情况。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 国产 LED 数码管的型号命名数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。【数码管的分类】数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为 1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM) 的数码管。 共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到 +5V ，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM) 的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线 GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。【数码管的驱动方式】数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 静态显示驱动： 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O 端口进行驱动，或者使用如BCD 码二 -十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 端口多，如驱动5 个数码管静态显示则需要5 840 根 I/O 端口来驱动，要知道一个 89S51 单片机可用的I/O 端口才 32 个呢：）， 实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 动态显示驱动： 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路， 位选通由各自独立的I/O 线控制， 当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM 端电路的控制， 所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端， 就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms ，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O 端口，而且功耗更低。【数码管参数】8 字高度： 8 字上沿与下沿的距离。比外型高度小。通常用英寸来表示。范围一般为0.25-20 英寸。长*宽*高：长 数码管正放时， 水平方向的长度；宽 数码管正放时，垂直方向上的长度；高数码管的厚度。时钟点：四位数码管中，第二位8 与第三位 8 字中间的二个点。一般用于显示时钟中的秒。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 【数码管应用】数码管使用的电流与电压电流：静态时，推荐使用10-15mA ； 动态时，16/1 动态扫描时， 平均电流为4-5mA ， 峰值电流 50-60mA 。电压： 查引脚排布图， 看一下每段的芯片数量是多少？当红色时，使用 1.9V 乘以每段的芯片串联的个数；当绿色时，使用2.1V 乘以每段的芯片串联的个数。恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响1、显示效果：由于发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大，并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。另外，当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流的大小以实现色差平衡温度补偿。2、安全性：即使是短时间的电流过载也可能对发光管造成永久性的损坏，采用恒流驱动电路后可防止由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。另外，我们所采用的超大规模集成电路还具有级联延时开关特性，可防止反向尖峰电压对发光二极管的损害。超大规模集成电路还具有热保护功能，当任何一片的温度超过一定值时可自动关断，并且可在控制室内看到故障显示。为什么数码管亮度不均匀？关于亮度一致性的问题是一个行业内的常见问题。有二个大的因素影响到亮度一致性。一是使用原材料芯片的选取，一是使用数码管时采取的控制方式。1、原材料 -芯片的 VF 和亮度和波长是一个正态分布，即使筛选过芯片，VF 和亮度和波长已在一个很小的范围了，生产出来的产品还是在一个范围内,结果就是亮度不一致。2、要保证数码管亮度一样，在控制方式选取上也有差别最好的办法是恒流控制，流过每一个发光二极管的电流都是相同的，这样发光二极管看起来亮度就是一样的了。如恒压控制，则导致VF 不相同的发光二极管分到的电流不相同，所以亮度也不同。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 当然以上二个条件是相辅相成的。怎样测量数码管引脚，分共阴和共阳? 找公共共阴和公共共阳首先，我们找个电源 （3 到 5 伏） 和 1 个 1K （几百的也欧的也行）的电阻，VCC串接个电阻后和GND 接在任意 2 个脚上，组合有很多，但总有一个LED 会发光的找到一个就够了，然后用 GND 不动， VCC （串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED （一般是 8 个），那它就是共阴的了。相反用 VCC 不动， GND 逐个碰剩下的脚，如果有多个LED （一般是 8 个），那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。【数码管型号命名】国产 LED 数码管的型号命名由四部分组成，各部分含义见下表。第一部分用字母“BS ”表示产品主称为半导体发光数码管。第二部分用数字表示LED 数码管的字符高度，单位为mm 。第三部分用字母表示LED 数码管的发光颜色。第四部分用数字表示LED 数码管的公共极性。表 1 国产 LED 数码管的型号命名及含义第一部分：主称第二部分：字符高度第三部分：发光颜色第四部分：公共极性字母含义用数字表示数码管的字符高度，单位是 mm 字母含义数字含义BS 半导体发光数码管R 红1 共阳G 绿2 共阴OR 橙红例如：BS 12.7 R 1（字符高度为12.7m 的红色共阳极LED 数码管）BS 半导体发光数码管12.7 12.7mm R 红色1 共阳名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -