一文讀懂，LED數(shù)碼管的識(shí)別與檢測(cè)方法

led數(shù)碼管(LED Segment Displays)由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。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

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

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)?？梢?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)

檢測(cè)方法

一個(gè)質(zhì)量保證的 LED 數(shù)碼管，其外觀應(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(兩根引線均可接上小號(hào)鱷魚(yú)夾)接在被測(cè)數(shù)碼管的公共陰極上，正極引線依次移動(dòng)接觸各筆段電極(a～h 腳)。當(dāng)正極引線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。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)D 5(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以內(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