CN102194392A - 一种led数码管质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED数码管质量检测方法，包括如下装置：主机电路板、LED数码管以及双路稳压电源；所述主机电路板包括微处理器、八个共阴极位驱动器晶体管、八个共阳极位驱动器晶体管、共阴极段驱动晶体管、共阳极段驱动晶体管以及八个LED数码管段划限流电阻；循环点亮数码管各段划，若某一段或同时有两段以上的段划变亮，则微处理器判断该管存在断路或短路故障，并发出声讯指令，测试过程停止；若无声讯指令给出，则发出指令同时导通八个段划导通回路，使LED数码管八个段划同时点亮，观察各段划的发光亮度是否均匀一致。本发明所用方法，装置制作方便、成本低、性价比高，可以有效解决工厂LED数码管的批量化质量检测。

Description

一种LED数码管质量检测方法

技术领域

本发明涉及单色LED数码管质量检测领域，具体是一种LED数码管质量检测方法。

背景技术

LED数码管是信息显示的主要器件，它是由简单LED发光元件在模件内组合而成的字符形式，常见的有“8”字管，“米”字管等样式。这一类LED数码显示器件长期以来在各种工业设备、民用家电领域中得到了广泛应用，LED产业保持了持续不断增长的势头。各个LED元器件生产厂家在产品质量控制方面都会下很大的力气，以便建立自己的品牌赢得竞争优势。因此LED产品在出厂前都要进行严格的质量检测，以便发现生产上和产品中存在的问题。这些问题的产生，一方面是由于LED发光基元和与数码管配套的模件都是成批采购进来的，因此无法保证这些元器件质量完全合格；另一方面由于LED数码管生产过程包含多个环节，许多环节仍然依靠人工来操作，因此在装配过程中，工人的意外刮划将会损伤细微的敷铜导线，引发LED数码管的故障。LED元器件生产厂有多个独立的组装工作台，往往需要多台检测设备。因此工厂对这些测试设备的要求是使用简单、功能实用以及性价比高。本发明即为解决工厂LED数码管质量检测而开发。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供检测字符形式为“8”字、型号为共阴极和共阳极的一种LED数码管质量检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种LED数码管质量检测方法，该方法包括如下装置：主机电路板、LED数码管以及电源；所述主机电路板包括微处理器、八个共阴极位驱动器晶体管、八个共阳极位驱动器晶体管、共阴极段驱动晶体管、共阳极段驱动晶体管以及八个LED数码管段划限流电阻；

当检测共阴极型LED数码管时，所述微处理器发出第一个指令同时导通第一个共阴极位驱动器晶体管和共阴极段驱动晶体管，则电流就会经由电源、第一个共阴极段驱动器晶体管、第一个LED数码管段划限流电阻、LED数码管第一段划以及共阴极位驱动器晶体管，形成共阴极LED数码管第一段划导通回路；

当检测共阳极型LED数码管时，上述微处理器发出指令同时导通第一个共阳极位驱动器晶体管和共阳极段驱动晶体管，而八个共阴极位驱动器晶体管和共阴极段驱动晶体管均截止，电流经由电源、第一个共阳极段驱动器晶体管、第一个LED数码管段划限流电阻、LED数码管第一段划以及共阳极位驱动器晶体管，形成共阳极LED数码管第一段划导通回路；

当LED数码管第一段划导通回路导通时，仅LED数码管第一段划被点亮，微处理器发出指令截止第一个共阴极段驱动晶体管或共阳极段驱动晶体管，这样LED数码管第一段划熄灭，再由微处理器发出第二个指令导通LED数码管第二段划回路，如此循环八次，则LED数码管八个段划依次被点亮；若LED数码管某一段或同时有两段以上的段划变亮，则微处理器发出一个存在断路或短路故障的声讯指令，并控制停止测试；若微处理器都无声讯指令给出，则八次循环后，微处理器控制同时导通八个LED数码管段划导通回路，LED数码管八个段划同时点亮，观察各段划的发光亮度是否均匀一致。

所述LED数码管安装在LED数码管测试卡座板上，所述LED数码管测试卡座板包括两个正对的测试卡座、基板、两条平行的导槽以及锁紧螺母，其中第一测试卡座固定在基板上，第二测试卡座设于两导槽上，并可沿导槽平行滑动以调整两个测试卡座之间的相对距离，并通过锁紧螺母将第二测试卡座固定到两导槽上。

所述电源为双路稳压电源，所述双路稳压电源提供两路电源输出，其中一路电源输出接微处理器；另外一路电源输出给LED数码管各段划提供测试所需电压。

所述提供给LED数码管各段划的电压为可调式电压，LED数码管尺寸越大，所需测试电压越高。

与现有技术相比，本发明具有有如下优点和有益效果：

(1)本发明所用电源的设计充分考虑到了不同尺寸LED数码管对电压的不同需要，通过调整面板上的电位器即可改变测试电压的大小，并由电压表来指示，方便观察，其中尺寸越大的LED数码管，所需的电压越高；

(2)LED数码管测试卡座板上所采用的两个卡座，其中一个卡座固定，另一个卡座可以沿两导槽平行滑动，这样两卡座间距可任意调节，以满足工厂不同尺寸LED数码管产品的测试需要；

(3)本发明所用器件都是市面上常见的普通器件，易于采购、制作方便、成本低、性价比高。

附图说明

图1是双路稳压电源原理图；

图2是主机电路板原理图；

图3是LED数码管测试板电气原理图；

图4是共阴极型和共阳极型LED数码管电气结构图；

图5是LED数码管测试板安装示意图

图6是LED数码管测试板的左视图；

图7是机箱操作面板布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

按如图1所示原理图组装双路稳压电源线路板，包括电源变压器TR1，整流桥BR1、三端稳压集成电路WV1，可调集成稳压电路WV2、直流电压表2、电阻R18、电位器W1以及八个滤波电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17，稳压电源整流输出一路输送给WV1(型号为LM7805)，其输出为+5V，给微处理器1供电，另一路输入到WV2(型号为LM2576)，它的输出电压是可以调整的，这只要调节电位器W1，同时观察直流电压表2读数即可完成，线路板上有第五连接器3，它与主机电路板上的第三连接器4相连。

如图5和图6，LED测试卡座板12包括一块基板5、两个带锁紧装置的第一测试卡座6和第二测试卡座7、锁紧罗母8、用于信号传输的第二连接器9、测试启动开关10。基板5上开有两条导槽11，第一测试卡座6固定于基板5上，第二测试卡座7可以沿两条导槽11滑动，因此第一测试卡座6和第二测试卡座7间的间距是可以调节的，以满足工厂对不同尺寸的LED数码管产品测试需要；如图7，机箱操作面板13上设置有共阴/共阳选择开关14、电源开关15、电源指示灯16、测试电压调节旋钮17、电压表18、声讯提示蜂鸣器19以及报警指示灯20；机箱是市场上购买的，用来安放固定除LED测试卡座板以外的其它所有部件。

如图2所示，微处理器1选用型号为AT89C51，它有40个引脚，其中I/O端口有32个引脚、可用做输入或输出。P0端口引脚P00～P07用做输入、P1端口做输出，八个引脚P10～P17分别控制共阳极LED数码管的八个共阳极段驱动晶体管Q20～Q27、T0引脚控制它的位驱动晶体管Q3，P2端口也是输出，其八个引脚P20～P27分别控制共阴极LED数码管的八个共阴极段驱动晶体管Q10～Q17，T1引脚控制它的位驱动晶体管Q4；LED测试卡座板12上的测试启动开关10通过第二连接器9与主板上的第一连接器21连接到RxD引脚，如图3所示。机箱操作面板13上的共阴/共阳开关14通过第四连接器22与INT1引脚相连；报警指示灯20及声讯提示蜂鸣器19由TxD引脚驱动，并通过第四连接器22与机箱操作面板13相连。

LED数码管有共阴、共阳两种类型的型号，如图4所示。

下面以共阴极LED数码管循环测试为例说明本发明的工作原理：

测试前，首先根据LED型号首先设置好机箱操作面板13上的共阴/共阳开关14，使其处于检测共阴极管的正确位置。接着观察电压表18读数看测试电压是否合适，否则需要通过调整机箱操作面板13上的测试电压调节旋钮17来改变测试电压+Vm的大小以满足不同尺寸LED数码管对电压等级的不同需要，之后调节LED测试卡座板12上第二测试卡座7的距离使其与待测的LED数码管尺寸相一致，并将LED数码管放置于第一测试卡座6和第二测试卡座7内，并通过锁紧螺母8锁紧第二测试卡座7。

在应用软件支持下，微处理器1在上电伊始，各I/O端口皆处于初始状态，各晶体管都不导通。这时微处理器1扫描I/O端口等待启动开关动作。一旦按下LED测试卡座板12上的测试启动开关10按钮，机器便进入测试状态。微处理器1首先会读取共阴/共阳开关状态，判定待测LED数码管是共阴极还是共阳极。若为共阴极，就先让第一引脚P10输出低电平，由于共阴极段驱动晶体管Q10～Q17是PNP型晶体管，所以第一个共阴极段驱动晶体管Q10导通，同时引脚T1输出高电平，使共阴极位驱动晶体管Q4(NPN管)导通，这时电流就会经由+Vm、第一个共阴极段驱动晶体管Q10、第一个LED数码管段划限流电阻R30、LED数码管的第一段划(段a或D1)以及共阴极位驱动晶体管Q4流过，这样LED数码管第一段划段a就被点亮。延时约200ms后，让第一引脚P10输出高电平使第一个共阴极段驱动晶体管Q10截止，段a熄灭；接下来让第二引脚P11输出低电平，使第二个共阴极段驱动晶体管Q11导通，这时电流就会经由+Vm、第二个共阴极段驱动晶体管Q11、第二个LED数码管段划限流电阻R31、LED数码管的第二段划(段b或D2)以及共阴极位驱动晶体管Q4流过，这样LED数码管段b就被点亮。如此往复八次，即可观察到LED数码管各段划依次被点亮。八次完成后，T1端口输出高电平，八个引脚P10～P17输出低电平，共阴极位驱动晶体管Q4、八个共阴极段驱动晶体管Q10～Q17全部导通，使LED数码管各段划同时点亮，此时可以观察各段划的发光亮度是否均匀一致，从而剔除那些段划发光存在明显异常的管子。

LED数码管故障有断路和短路两种情况。一方面在点亮各段划过程中，如果未观察到某段划变亮，则此段划必为断路故障；如果在循环点亮中，观察到同时有2段或2段以上的段划变亮，则可判定该段划与其它段划间存在短路故障；另一方面微处理器1会自动跟踪测试过程，当LED数码管正常时，在循环点亮过程中，每一时刻P0端口有且只有一个引脚为低电平，其余引脚应该为高电平。如测段a时，有电流流过LED数码管的第一段划并经共阴极位驱动晶体管Q4下地，此时P00处的电位大约为1.5V，这对于TTL或CMOS逻辑电平都是低电平，而其余段划由于无电流流过，上拉电阻排RX1使P01～P07维持高电平；当发生断路时，就没有电流流过段a，此时引脚P00为高电平，而正常时P00应为低电平，微处理器1经过判断后，即可确认段a已断路；若存在短路故障，则在每一步循环中P00～P07端口引脚中至少存在2个或2个以上的引脚为低电平，微处理器1据此可以判定该LED数码管存在短路故障。故障一旦产生，检测装置立即发出声讯提示，同时测试过程就停止于该步，让测试人员一目了然地看到故障所在。

本设计中各元器件型号选择如下：

PNP晶体管选S9012；NPN选晶体管D637；电阻选普通金属膜电阻；连接插座选IDC16；LED测试卡座选TEXTDOL-224-3345；稳压集成电路WV1选LM7805、WV2选LM2576；变压器TR1选12V/10W；整流电桥由4个整流二极管构成，型号是IN4007。

本发明可按如下方法来制作：(1)按图1原理图加工制作稳压电源印刷线路板；(2)按图2主机原理图加工制作主机印刷线路板；(3)采购各元器件进行焊接装配；(4)按图7所示购买标准机箱并加工操作面板，操作面板的尺寸应以机箱尺寸为准；(5)如图5所示，加工LED数码管测试板卡。首先加工基板5，按第一卡座6的大小加工4个安装孔，按第二卡座7的大小加工2条导槽11，其长度以满足工厂生产的全部尺寸的LED数码管为限。将第一卡座6固定，而第二卡座7可以沿着导槽11前后移动。启动按钮可以选用行程开关10，只要轻轻碰触即能动作，非常灵敏有效(6)制作带状电缆，以连接主机板和LED数码管测试卡座；(7)按电气原理图编写微处理器应用软件并进行调试。至此即可加电投入测试工作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种LED数码管质量检测方法，其特征在于，该方法包括装置如下：主机电路板、LED数码管以及电源；所述主机电路板包括微处理器、八个共阴极位驱动器晶体管、八个共阳极位驱动器晶体管、共阴极段驱动晶体管、共阳极段驱动晶体管以及八个LED数码管段划限流电阻；

当检测共阴极型LED数码管时，所述微处理器发出第一个指令同时导通第一个共阴极位驱动器晶体管和共阴极段驱动晶体管，则电流就会经由电源、第一个共阴极段驱动器晶体管、第一个LED数码管段划限流电阻、LED数码管第一段划以及共阴极位驱动器晶体管，形成共阴极LED数码管第一段划导通回路；

当检测共阳极型LED数码管时，上述微处理器发出指令同时导通第一个共阳极位驱动器晶体管和共阳极段驱动晶体管，而八个共阴极位驱动器晶体管和共阴极段驱动晶体管均截止，电流经由电源、第一个共阳极段驱动器晶体管、第一个LED数码管段划限流电阻、LED数码管第一段划以及共阳极位驱动器晶体管，形成共阳极LED数码管第一段划导通回路；

当LED数码管第一段划导通回路导通时，仅LED数码管第一段划被点亮，微处理器发出指令截止第一个共阴极段驱动晶体管或共阳极段驱动晶体管，这样LED数码管第一段划熄灭，再由微处理器发出第二个指令导通LED数码管第二段划回路，如此循环，直至LED数码管八个段划依次被点亮；若LED数码管某一段或同时有两段以上的段划变亮，则微处理器发出一个存在断路或短路故障的声讯指令，并控制停止测试；若微处理器都无声讯指令给出，则八次循环后，微处理器控制同时导通八个LED数码管段划导通回路，LED数码管八个段划同时点亮，观察各段划的发光亮度是否均匀一致。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED数码管安装在LED数码管测试卡座板上，所述LED数码管测试卡座板包括两个正对的测试卡座、基板、两条平行的导槽以及锁紧螺母，其中第一测试卡座固定在基板上，第二测试卡座设于两导槽上，并可沿导槽平行滑动以调整两个测试卡座之间的相对距离，并通过锁紧螺母将第二测试卡座固定到两导槽上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电源为双路稳压电源，所述双路稳压电源提供两路电源输出，其中一路电源输出接微处理器；另外一路电源输出给LED数码管各段划提供测试所需电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提供给LED数码管各段划的电压为可调式电压。

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