1.LED數(shù)碼管介紹

LED數(shù)碼管也稱(chēng)半導(dǎo)體數(shù)碼管，它是將若干發(fā)光二極管按一定圖形排列并封裝在一起的最常用的數(shù)碼顯示器件之一。LED數(shù)碼管種類(lèi)很多，品種五花八門(mén)，這里僅向初學(xué)者介紹最常用的小型“8”字形LED數(shù)碼管的識(shí)別與使用方法。

目前，常用的小型LED數(shù)碼管多為“8”字形數(shù)碼管，它內(nèi)部由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)發(fā)光二極管（a～g）作為7段筆畫(huà)組成“8”字結(jié)構(gòu)（故也稱(chēng)7段LED數(shù)碼管），剩下的1個(gè)發(fā)光二極管（h或dp）組成小數(shù)點(diǎn)，如圖1（a）所示。各發(fā)光二極管按照共陰極或共陽(yáng)極的方法連接，即把所有發(fā)光二極管的負(fù)極（陰極）或正極（陽(yáng)極）連接在一起，作為公共引腳；而每個(gè)發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)的正極或者負(fù)極分別作為獨(dú)立引腳（稱(chēng)“筆段電極”），其引腳名稱(chēng)分別與圖1（a）中的發(fā)光二極管相對(duì)應(yīng)，即a、b、c、d、e、f、g腳及h腳（小數(shù)點(diǎn)），如圖1（b）所示。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)光二極管發(fā)光，就能夠顯示出圖1（c）所示的“0～9”10個(gè)數(shù)字和“A～F”6個(gè)字母，還能夠顯示小數(shù)點(diǎn)，可用于2進(jìn)制、10進(jìn)制以及16進(jìn)制數(shù)字的顯示，使用非常廣泛。

圖a

圖b

圖c

2.外形和種類(lèi)

常用小型LED數(shù)碼管的封裝形式幾乎全部采用了雙列直插結(jié)構(gòu)，并按照需要將1至多個(gè)“8”字形字符封裝在一起，以組成顯示位數(shù)不同的數(shù)碼管。如果按照顯示位數(shù)（即全部數(shù)字字符個(gè)數(shù)）劃分，有1位、2位、3位、4位、5位、6位……數(shù)碼管，如圖d所示。如果按照內(nèi)部發(fā)光二極管連接方式不同劃分，有共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管兩種；按字符顏色不同劃分，有紅色、綠色、黃色、橙色、藍(lán)色、白色等數(shù)碼管；按顯示亮度不同劃分，有普通亮度數(shù)碼管和高亮度數(shù)碼管；按顯示字形不同，可分為數(shù)字管和符號(hào)管。

圖d

3.型號(hào)與引腳的識(shí)別

由于LED數(shù)碼管的型號(hào)命名各廠(chǎng)家不統(tǒng)一，可謂各行其事，無(wú)規(guī)律可循。要想知道某一型號(hào)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有關(guān)參數(shù)等，一般只能查看廠(chǎng)家說(shuō)明書(shū)或相關(guān)的參數(shù)手冊(cè)。對(duì)于型號(hào)不清楚的LED數(shù)碼管，就只能通過(guò)萬(wàn)用表等的測(cè)量，弄清內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)。表1列出了部分國(guó)產(chǎn)BS×××系列LED數(shù)碼管的主要參數(shù)，供參考。

小型LED數(shù)碼管的引腳排序規(guī)則如圖4所示。即：正對(duì)著產(chǎn)品的顯示面，將引腳面朝向雜志，從左上角（左、右雙排列引腳）或左下角（上、下雙排列引腳）開(kāi)始，按逆時(shí)針（即圖中箭頭）方向計(jì)數(shù)，依次為1、2、3、4腳……如果翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)從背面看（比如在印制電路板的焊接面上看），即引腳面正對(duì)著自己、顯示面朝向雜志，則應(yīng)按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)數(shù)。可見(jiàn)，這跟普通集成電路是一致的。

常用LED數(shù)碼管的引腳排列均為雙列10腳、12腳、14腳、16腳、18腳等，表2給出了筆者整理出的常用LED數(shù)碼管的引腳排列圖和內(nèi)部電路圖，希望能夠給讀者的應(yīng)用提供簡(jiǎn)便快捷的幫助。識(shí)別引腳排列時(shí)大致上有這樣的規(guī)律：對(duì)于單個(gè)數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的引腳為上、下雙排列，通常它的第3腳和第8腳是連通的，為公共腳；如果引腳為左、右雙排列，則它的第1腳和第6腳是連通的，為公共腳。但也有例外，必須具體型號(hào)具體對(duì)待。另外，多數(shù)LED數(shù)碼管的“小數(shù)點(diǎn)”在內(nèi)部是與公共腳接通的，但有些產(chǎn)品的“小數(shù)點(diǎn)”引腳卻是獨(dú)立引出來(lái)的。對(duì)于2位及以上的數(shù)碼管，一般多是將內(nèi)部各“8”字形字符的a～h這8根數(shù)據(jù)線(xiàn)對(duì)應(yīng)連接在一起，而各字符的公共腳單獨(dú)引出（稱(chēng)“動(dòng)態(tài)數(shù)碼管”），既減少了引腳數(shù)量，又為使用提供了方便。例如，4位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管有4個(gè)公共端，加上a～h引腳，一共才只有12個(gè)引腳。如果制成各“8”字形字符獨(dú)立的“靜態(tài)數(shù)碼管”，則引腳可達(dá)到40腳。

常用LED數(shù)碼管的引腳排列圖和內(nèi)部電路圖

1）CPS05011AR(1位共陰/紅色0.5英寸)、SM420501K(紅色0.5英寸)、SM620501(藍(lán)色0.5英寸)、SM820501(綠色0.5英寸)

2）SM420361(1位共陰/紅色0.36英寸)、SM440391(紅色0.39英寸)

3）SM420322(1位共陰/紅色0.32英寸)、SM220322(綠色0.32英寸)

4）SM410561K(1位共陽(yáng)/紅色0.56英寸)、SM610501(藍(lán)色0.5英寸)、SM810501(綠色0.5英寸)

4.檢測(cè)方法

一個(gè)質(zhì)量保證的LED數(shù)碼管，其外觀(guān)應(yīng)該是做工精細(xì)、發(fā)光顏色均勻、無(wú)局部變色及無(wú)漏光等。對(duì)于不清楚性能好壞、產(chǎn)品型號(hào)及管腳排列的數(shù)碼管，可采用下面介紹的簡(jiǎn)便方法進(jìn)行檢測(cè)。

1）干電池檢測(cè)法。

如圖5（a）所示，取兩節(jié)普通1.5V干電池串聯(lián)（3V）起來(lái)，并串聯(lián)一個(gè)100Ω、1/8W的限流電阻器，以防止過(guò)電流燒壞被測(cè)LED數(shù)碼管。將3V干電池的負(fù)極引線(xiàn)（兩根引線(xiàn)均可接上小號(hào)鱷魚(yú)夾）接在被測(cè)數(shù)碼管的公共陰極上，正極引線(xiàn)依次移動(dòng)接觸各筆段電極（a～h腳）。當(dāng)正極引線(xiàn)接觸到某一筆段電極時(shí)，對(duì)應(yīng)筆段就發(fā)光顯示。用這種方法可以快速測(cè)出數(shù)碼管是否有斷筆（某一筆段不能顯示）或連筆（某些筆段連在一起），并且可相對(duì)比較出不同的筆段發(fā)光強(qiáng)弱是否一致。若檢測(cè)共陽(yáng)極數(shù)碼管，只需將電池的正、負(fù)極引線(xiàn)對(duì)調(diào)一下，方法同上。

如果將圖5（a）中被測(cè)數(shù)碼管的各筆段電極（a～h腳）全部短接起來(lái)，再接通測(cè)試用干電池，則可使被測(cè)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)全筆段發(fā)光。對(duì)于質(zhì)量保證的數(shù)碼管，其發(fā)光顏色應(yīng)該均勻，并且無(wú)筆段殘缺及局部變色等。

如果不清楚被測(cè)數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)類(lèi)型（是共陽(yáng)極還是共陰極）和引腳排序，可從被測(cè)數(shù)碼管的左邊第1腳開(kāi)始，逆時(shí)針?lè)较蛞来沃鹉_測(cè)試各引腳，使各筆段分別發(fā)光，即可測(cè)繪出該數(shù)碼管的引腳排列和內(nèi)部接線(xiàn)。測(cè)試時(shí)注意，只要某一筆段發(fā)光，就說(shuō)明被測(cè)的兩個(gè)引腳中有一個(gè)是公共腳，假定某一腳是公共腳不動(dòng)，變動(dòng)另一測(cè)試腳，如果另一個(gè)筆段發(fā)光，說(shuō)明假定正確。這樣根據(jù)公共腳所接電源的極性，可判斷出被測(cè)數(shù)碼管是共陽(yáng)極還是共陰極。顯然，公共腳如果接電池正極，則被測(cè)數(shù)碼管為共陽(yáng)極；公共腳如果接電池負(fù)極，則被測(cè)數(shù)碼管應(yīng)為共陰極。接下來(lái)測(cè)試剩余各引腳，即可很快確定出所對(duì)應(yīng)的筆段來(lái)。

2）萬(wàn)用表檢測(cè)法。

這里以MF50型指針式萬(wàn)用表為例，說(shuō)明具體檢測(cè)方法：首先，按照?qǐng)D5（b）所示，將指針式萬(wàn)用表?yè)苤痢癛×10k”電阻擋。由于LED數(shù)碼管內(nèi)部的發(fā)光二極管正向?qū)妷阂话恪?.8V，所以萬(wàn)用表的電阻檔應(yīng)置于內(nèi)部電池電壓是15V（或9V）的“R×10k”擋，而不應(yīng)置于內(nèi)部電池電壓是1.5V的“R×100”或“R×1k”擋，否則無(wú)法正常測(cè)量發(fā)光二極管的正、反向電阻。然后，進(jìn)行檢測(cè)。在測(cè)圖5（b）所示的共陰極數(shù)碼管時(shí)，萬(wàn)用表紅表筆（注意：紅表筆接表內(nèi)電池負(fù)極、黑表筆接表內(nèi)電池正極）應(yīng)接數(shù)碼管的“-”公共端，黑表筆則分別去接各筆段電極（a～h腳）；對(duì)于共陽(yáng)極的數(shù)碼管，黑表筆應(yīng)接數(shù)碼管的“+”公共端，紅表筆則分別去接a～h腳。正常情況下，萬(wàn)用表的指針應(yīng)該偏轉(zhuǎn)（一般示數(shù)在100kΩ以?xún)?nèi)），說(shuō)明對(duì)應(yīng)筆段的發(fā)光二極管導(dǎo)通，同時(shí)對(duì)應(yīng)筆段會(huì)發(fā)光。若測(cè)到某個(gè)管腳時(shí)，萬(wàn)用表指針不偏轉(zhuǎn)，所對(duì)應(yīng)的筆段也不發(fā)光，則說(shuō)明被測(cè)筆段的發(fā)光二極管已經(jīng)開(kāi)路損壞。與干電池檢測(cè)法一樣，采用萬(wàn)用表檢測(cè)法也可對(duì)不清楚結(jié)構(gòu)類(lèi)型和引腳排序的數(shù)碼管進(jìn)行快速檢測(cè)。

圖a 干電池檢測(cè)法

圖b 萬(wàn)用表檢測(cè)法

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