搜索
1第一章数字电路简介为了让读者对LED显示屏采用的控制电路进行深入的分析了解，进而掌握LED显示屏模组的维修技术，这里有必要对数字电路的基础简单介绍一下。电灯只有亮和灭两种状态,如果我们把灯亮用1表示,灭用0表示,那么1和0就是表示状态的数字量。一连串的1和0就构成了数字信号，完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用，由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。在具体的应用中1表示为高电平，0表示为低电平。数字电路的工作信号在时间上和数值上是不连续变化的。数字信号反映在电路上只有高电平和低电平两种状态，高电平通常为+3．5v左右，低电平通常为+0．3v左右。这两种状态很方便地用二极管或三极管的导通、截止即开、关状态来实现。分别用1和0表示这两个状态，就可以用二进制数进行信息的传输和处理。数字电路研究的主要问题是输入信号的状态(0或1)与输出信号的状态(0或1)之间的因果关系，称为逻辑关系，也就是电路的逻辑功能。它只规定高电平的下限和低电平的上限值，凡大于高电平下限值的都认为是高电平1;凡小于低电平上限值的都认为是低电平0，而不着重研究它们的具体数值刚才提到的一连串的1和0，连着8位1和0的列如：01100101叫8位数字处理电路，通常最靠右边的第一位叫低位，上列中低位数据是1,是高电平。在P10模组中使用的74HC245就是一种八位移位寄存器，。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。1、组合逻辑电路简称组合电路，它由最基本的的逻辑门电路组合而成。特点是：输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。LED显示屏就是组合逻辑电路的典型应用，2、时序逻辑电路2简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是：输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。第二章数字信号及集成电路本章重点介绍LED显示屏中使用到的数字信号名称含义及使用的集成电路各引脚的含义和功能。一、控制信号P10模组控制行的信号有扫描数据AB和使能信号OE；控制列的信号有串行数据R和时针信号CLK，锁存信号STB，共六个信号。1、AB行信号：只有在动态扫描显示时才存在，AB其实是二进制数，A是最低位，如果用二进制表示AB信号分别是00、01、10、11四种状态，控制最大范围是4行，通过IC138D解码后对应一个输出端，即四选一，所以也叫1/4扫描。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。2、OE使能信号：也叫片选信号，即在何时选择IC138能输出信号，用作整屏亮度控制，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。3、CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。4、STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，也会使整板显示杂乱无章。5、R串行数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。3二、集成电路（IC）集成电路英文简写为IC，顾名思义，也就是将一些电路集成到一个小的晶体基片上，完成一定的电路功能，缩小体积便于安装，提高电路稳定性。P10模组中使用的IC有74HC245D、74HC04D、74HC138D、LT4953、74HC595D。P16双色模组使用的IC有74HC245D、74HC04D、74HC138D、LT4953、MBI5026。下面分别进行详细介绍。1、74HC245的作用：为8位双向移位寄存器，在P10模组中的作用是起信号功率放大、整形用。第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。在P10单色模组中该脚接高电平，也就是说信号始终是由A端输入B端输出。按脚位来说就是2脚进18脚出，3脚进17脚出，4脚进16脚出，5脚进15脚出，6脚进14脚出，7脚进13脚出，8脚进12脚出，9脚进11脚出。第19脚OE，使能端，低电平有效，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。在P10单色模组中该脚接低电平，也就是说信号始终是通的。第10脚GND，电源地。第20脚VCC，电源正极。2、74HC04作用：为6位反相器，所谓反相就是说输入与输出刚好是相反的电平，如果输入高电平输出就是低电平，A为输入端，O为输出端。12脚为一组，34脚为一组，56脚为一组，89脚为一组，1011脚为一组，1213脚为一组，各组之间相互独立。在P10模组中只对OE信号进行反相。第7脚GND，电源地。第14脚VCC，电源正极。43、74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器，。第1~3脚A、B、C，二进制输入脚，在P10模组中只使用A和B，C脚接地。第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”，6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通。在P10模组中4脚接地，5脚连接IC74HC04的2脚，6脚接电源正，说明选通始终有效，输出只受OE信号控制。第9～15及第7脚为输出端，无选通时且O0~O7输出全为“1”。第8脚GND，电源地。第15脚VCC，电源正极4、LT4953的作用：行驱动管，功率管。VCC12348765VCCO1I1I2O1O2O2其内部是两个相互独立的CMOS管，1、3脚接VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2脚为“0”时，7、8才会输出，当4脚为“0”时，5、6才会输出，否则输出为高阻状态。55、74HC595的作用：LED驱动芯片，74HC595具有一个8位串行输入并行输出的移位寄存器和一个8位输出锁存器。第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时Q0~Q7口全部为“1”，为“0”时Q0~Q7的输出由输入的数据控制。P10模组中该脚接地，输入的数据随时输出。第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送Q0~Q7口输出。第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，P10模组不用该脚，一般接VCC。第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个数据处理电路。第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，直接驱动LED。第8脚GND，电源地。第16脚VCC，电源正极6、MBI5026的作用：LED驱动芯片，16位移位锁存器。第1脚GND，电源地。第24脚VCC，电源正极6第2脚DATA，串行数据输入第3脚CLK，时钟信号输入第4脚STB，锁存信号输入第23脚输出电流调整端，接电阻调整第22脚DOUT，串行数据输出第21脚EN，使能输入第5～20脚等电流输出端其它功能与74HC595相似，只是MBI5026是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。TB62726与MBI5026的引脚功能一样，结构相似，可以互换。四、输入输出插针为了把显示信号引入到模组中，模组常采用2×8排针，模组与显示屏控制卡之间和模组之间采用16PIN压线头（FC）连接，各针脚连接的信号排列方式叫接口，通用接口有08、12、04等，本书涉及的有关图纸均为12接口。如下图：7G16R14CLK3LC2LB1LA5STB7GND1OE2GND3GND8GND6GND5GND4GND8GND8C4GND5GND6GND8GND3GND2GND1GND7GND5OE1STB2CLK3R4G6A7B8STB4OE5R16R28GND3GND2GND1GND7GND5G11A2B3C4D6G27CLK12接口04接口08接口第三章工作原理分析一、单色P10模组电原理图完整的电原理图如附页所示，下图为信号走向轮廓图，轮廓图能让我们在大脑中形成清晰的信号走向思路，便于理解。7二、单色P10模组工作过程分析：1、AB是行扫描数据信号,A从输入插针至IC245的2脚,经放大整形后从18脚出,一路直接到输出排针A引脚位上；另一路进IC138的1脚；B从输入插针至IC245的3脚,经放大整形后从17脚出,一路直接到输出排针B引脚位上,另一路进IC138的2脚；2、IC138D为八位二进制译十进制译码器，P10模组只有A和B,即只有四种状态分别是00,01,10,11对应的输出是分别是15脚，14脚、13脚、12脚，也即四选一，因此也叫1/4扫描。IC138D还受OE使能信号的控制，OE连接到IC138的第五脚，低电平有效，只有在OE信号的作用下才会有输出，因此OE信号的作用时间长短（即占空比）也可调节显示屏的亮度。OE信号是从输入插针到IC245的4脚进16脚出，再经IC74HC04反相过来的，因此在显示屏控制系统软件设置中应选择为高电平有效。3、IC4953为行启动IC，内部是两个相互独立的CMOS大功率管，1278为第一组，3456为第二组，13脚接电源正极，2脚为第一组的控制信号输入端，4脚为第二组的控制信号输入端，78脚为第一组的输出端（并联在一起主要是为满足大电流及散热的需要），56脚是第二组的输出端。从电原理图中我们可以看到：一个IC4953控制两行，四个IC4953共控制八行，并且第一行与第五行是同一个启动信号同时执行的，第二行与第六行是同一个启动信号同时执行的，第三行与第七行是同一个启动信号同时执行的，第四行与第八行是同一个启动信号同时执行的，即每四行一个折返（或叫交换），所以在显示屏控制系统中选择启动方式时应选择对应的启动程序。另外第一和第九行、第二和第十行------第八行和第十六行是相通的。每一行都与电源负极连接一个100Ω电阻，起恒压作用。4、CLK为时针信号，从IC24556脚进，分成CK1和CK2，CK1从IC24515脚出之后直接8至输出排针的CLK；CK2从IC245的14脚出之后连接至每一个IC595的11脚。5、STB为锁存信号，从IC24578脚进，分成ST1和ST2，ST1从IC24512脚出之后直接至输出排针的STB；ST2从IC245的13脚出之后连接至每一个IC595的12脚。6、R为红色列数据信号，R从IC245第9脚进，IC245第11脚出至第一排第一个启动595的14脚，并从该IC的9脚出。再到第一排第二个启动595的14脚，并一直循