标题：LED数码管
简介
深圳市晶美光电科技有限公司（地址：深圳市宝安区西乡黄田岗贝工业区2栋3楼）是一家集研发、设计、生产、销售于一体，专业研制生产数码管，LED数码管。led数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的  2个8数码管字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
结构及工作原理
led数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连  接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图片
  10引脚的LED数码管图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管  LED数码管引脚定义图2 引脚定义
每一笔划都是对应一个字母表示 DP是小数点.
LED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位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
A、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埠进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位*器*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埠多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O口才32个呢。故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。
B、动态显示驱动： 
数码管动态显示介面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增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的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，取决于单片机对位元选通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，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
透过分时轮流控制各个LED数码管的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，每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，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资料，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口，而且功耗更低。
产品特点
1.LED数码管以发光二极管作为发光单元，颜色有单红， 黄，蓝，绿，白，黄绿等效果。单色，分段全彩管可用大楼，道路，河堤轮廓亮化，LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域，可显示图案及文字，并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件，或使用动画设计软件设计个性化动画，播放各种动感变色的图文效果；
2.可放在PCB电路板上按红绿兰顺序呈直线排列，以专用驱动芯片控制，构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用阻燃PC塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮。LED护栏管具有功耗小，无热量，耐冲击，长寿命等优点，配合控制器，即可实现流水，渐变，跳变，追逐等效果。如果应用于大面积工程中，连接电脑同步控制器，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。控制系统采用三泰VISS专用灯光编程软件编辑，数码管控制花样更改方便，只需将编辑生成的花样格式文件复制进CF卡即可，数码管控制器可以单独控制，也可多台联机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。数码管、控制器以及电源等以标准公母插头连接，方便快捷，并具有独特的外形设计，全新的户外防水结构
技术参数
规格： （有圆形、半圆形、D形）；
直径有:30mm、40mm、50mm、80mm、100mm、 110mm
颜色：单红，黄，蓝，绿，白，七彩；
外壳颜色：乳白；
性能：防水，防尘，防紫外线，耐压，耐破裂，耐高低温，耐燃，超强抗冲击老化；
防护等级：IP65级；
工作电压范围：24V-220V；
工作功率：8-12W；
工作环境：-40度-+75度。
正常寿命：　>80,000小时
应用领域：
主要用于楼体墙面，广告招牌、高档的DISCO、酒吧、夜总会、会所的门头广告牌等。特别适合应用于广告牌背景、立交桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带之中，可产生彩虹般绚丽的效果。 用护栏管装饰建筑物的轮廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事实证明，它已经成为照明产品中的一只奇葩，绽放在动感都市。
LED数码管驱动方式
LED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LED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5×8=40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LED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1～2ms，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。
LED数码管分类
1、从控制方式上分：分为内控方式（内部有单片机，通电自动变色）和外控方式（需要外接控制器才能变色）。
2、从变化方式上分：分为固定色彩的和七彩、全彩的；固定色彩的是用来勾轮廓的，全彩的可以勾轮廓，也可以组成管屏显示文字、视频等；
3、从尺寸上分：有D50的、D30的，这是直径；长度基本上1米的（可以定制）
从；这个需要根据实际需要进行选择就行了。
4、从内部可控性上分：有1米6段的，有1米8段的和1米12段、1米16段、1米32段的。也就是1米的管子内有几段可以独立受控； 1米段数越多，做视频的效果越好。如果密度低，或者做些追逐效果，做1米6段也就可以了。
5、从led数量上，有1米96颗灯的，有1米144颗灯的；灯越多效果越好。一般做全彩的都是用1米144颗灯的。
6、从供电上分，分为高压供电(直接220V供电)和低压供电(12v供电，220v电源需要加开关电源转换)；一般选择低压供电的，比较可靠稳定，高压供电的容易烧毁。 
7、 按像素点分
一米16段灯管 就是1米的灯管有16个像素点。
一般有6段数码管、8段数码管、12段数码管、16段数码管、32段数码管等，16段的比较多。如6段数码管一般使用在轮廓项目上。
效果控制系统
1、防水LED护栏管一般是在外罩接口处用热熔胶或硅胶密封，内部LED、电路板都是裸露的，由于昼夜温差大，外罩的端头与外罩热胀冷缩不同，导致热熔胶或硅胶密封处出现缝隙，下雨后雨水渗进内部，造成电路短路而烧毁LED。要解决这个问题，一定要求对内部电路和LED进行灌胶处理。接头单用热熔胶或硅胶密封固然简单，但可靠性达不到在户外应用的要求。 
2、防紫外线LED护栏管由于要求混光防雨，外面都会有外罩，外罩的材料选择是很多不规范公司降低成本的又一个手段，质量好的产品都会使用增加了抗紫外线的材料。如GE、拜尔等材料，而质量不好的LED护栏管很多使用混合了水口料的材料，谈不上抗紫外线，太阳光比较大的地方，不到一个月，外罩就变成黄色的了，从而出光效果变差，透光率也大大减小。 
3、线损有色金属涨价很多，采用劣质材料和减小线径是一些厂家节省成本的方法，一般好的生产厂家都会在内部使用1mm以上的导线，而且导线材料使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够或材料的杂质太多，电阻值就较大，前面的护栏管和后面的护栏管就有较大的电压差，为了让后面的LED也能正常工作，就需要增加输入电压，这样无形中就增加了功耗，很多电能不是用于驱动LED，而是浪费在导线和恒流芯片上。通用的恒流芯片都有功耗要求，电压高功耗就大，如果功耗太大，热量散不出去就会导致芯片烧毁。这就是为什么很多LED护栏管都是前面损坏得多的原因了。 
4、散热一般LED护栏管外罩和底座完全是一体的，都是塑胶材料。当LED排布很密时，在通电热平衡后，LED的结温已经很高了，就将造成LED的寿命急剧减少。实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员，在设计护栏管外罩时就会想法把LED的热量和恒流芯片的热量有效的传导到大气中去。底座使用铝材是比较好的方法。另外在设计时要尽量将PCB靠近铝底座。 
5、供电护栏管的供电有两种方式：220V的高压和48V以下的低压。220V直接供电是一种危险而又不经济的方式，低压的做法是用电容或电阻降压后供给。这种方式首先是安全性就存在很大的问题；其次是太耗电并对电网有极大的损害，供电部门是坚决反对的。由于突然在线路上加接了大量的容性负载，使供电线路失配形成了自激震荡，就可能出大事故。
安装步骤
第一步在墙体上打孔，装膨胀螺钉，再装LED护栏灯，用自攻螺丝锁住；护栏灯之间的距离根据客户的要求而定；一般是1CM到3CM之间第二步一般情况下为白色或红色硅胶圈.然后将LED护栏灯的信号线、电源线对接起来，一定要对接紧密,然后把螺母扭紧. (最好外面再打上玻璃胶或黑色胶布绕一下,这样对防水更有好处.)不要因为马虎或难扭紧而没有扭紧,造成进水,给后来维护带来不少麻烦.信号线公司采用的一般两芯的小公母插头；电源线是两芯的大公母插；第三步根据变压器的功率以及护栏灯的功率来计算每台变压器可以带多少条护栏灯；比如108灯的LED七彩护栏灯是10W/M；144灯的LED护栏灯是12W/M；若用400W的防水变压器，则可以带108灯36M管；144灯的则带32 M管。若变压器可以带36M管；变压器则放在第18和19条中间，接两条线出来，再接几个分接口，每边各带18条。
LED的光源和优缺点
要是问起LED光源有几种，相信这个问题对大家来说都很陌生！
总的来说，LED光源的来源有两种做法： 一种是使用传统小功率LED作组合，一般多达上百颗甚至数百颗，电源设计复杂。
另一种是使用大功率管作光源，价格比较贵。
两种方法都不可避免地要将散热设计和工作可靠性作为主要设计考虑因素，国内多应用于政府示范性工程，真正市场化运作的工程很少，国外这方面的应用实例较多，但其最大的缺点依然是可靠性、出光流明数和价格，很多工程由于LED品质低劣，没有很好地表现出寿命长的优点。
还有，从成本、市场的角度考虑，LED作为照明光源，其是否与太阳能结合使用，在设计上需要走不同的路线，并不是单独作为一种光源来开发就能完成的
电源估算方法
1、静态实像素（等间距与非等间距相同）：16*8实像素单一模组最大功耗 16*8*3*0.02=7.68 16——16个像素点宽；8——8个像素点高；3——每个像素点由三路电流；0.02——估算每一路电流的大小。 
注： 2R1G1B实像素两个红色LED串联在一块只算一路电流。 
2、静态虚拟像素（等间距）2R1G1B：单一模组最大功耗 16*8*4*0.02=10.24 16——16个像素点宽；8——8个像素点高；4——每个像素点由4路电流；0.02——估算每一路电流的大小。 
注： 2R1G1B虚拟像素两个红色LED分开每一灯管算一路电流。 
3、 扫描实像（1R1G1B）或（2R1G1B）：以P10全彩四扫16*16模组为例 单一模组最大功 耗 （16*16*3*0.02）/4=3.84 16——16个像素点宽；16——16个像素点高；3——每个像素点由3路电流；0.02——估算每 一路电流的大小；4——为1/4扫描。 
注： 1R1G1B实像素四个LED灯管并联算一路电流；扫描板每一电源估算使用率为80%。
故障检修
（1）LED数码管不亮 产生此故障的原因可能有：
1）变压器损坏、引线断开或虚焊。若变压器损坏，则予以更换或重新绕制；若引线断开或虚焊，则应重新连接或重新焊接。
2）+5V电源故障。应检查显示电路电源电压及数码管供电是否正常（正常时为5V直流电压）。若两者不正常则检查7805三端稳压器是否有5V电压输出。若三端稳压器有5V电压输出，则为电路板的连接线损坏，或未开炉或短路，若开路则应重新连接；若短路应清理短路点。若三端稳压器没有5V电压输出，则检查 7805输人端有无8V左右的电压。若7805输入端有8V电压，则说明7805损坏。若7805输入端没有8V电压，则检查桥式整流电路有无8V左右电压输出。若整端电路没有8V电压输出，则检查220V交流电源是否正常。若交流电源不正常，则应对交流电源进行检查。若交流电源220V电压正常，则在连接线正常的情况下应为变压器损坏，予以更换。
3）LED数码管公共阳极（或公共阴极）上无+5V电压。这种故障常常是由限流电阻发生虚焊或印制导线不通引起的。若无5V电压，则按照前面所述检查电源电压的方法进行检查；若限流电阻开路，则应予以更换；若为电路板虚焊或印制导线不通，则必须重新连接或焊接：
4）数码管内部损坏，则应予以更换。
（2）LED数码管仅小数点亮 这一现象表明±5V电源正常，产生这种故障的原因可能有：
1）若A/D转换器工作不正常．则应更换A/D转换器。
2）若数码管内部有故障，则应更换数码管。
3）若A/D转换器与数码管之间的连线开路，则应重新连接或新焊接。
4）若A/D转换器集成元器件损坏．则应更换集成元器件。
5）若A/D转换器管脚接触不良，则应必须重新焊接。
（3）LED数码管缺笔段对于A/D转换器为7107的仪表，可检查7107用于显示输出的各对应输出脚与Ⅴ+（正电源脚）闸的电压（即用万用表的黑表笔接所对应的输出脚，红表笔接电源供电正端电压点），若始终为几毫伏，则表明7107坏，应予以更换；如有4V 左右（数码管管脚端为负），LED却不亮，则表时7107输出正常，接着可检查数码管的各自对应管脚与Ⅴ+之间的电压（万用表的黑表笔接所对应数码管的管脚，红表笔接电源供电正端电压点），若也有4V左右，则表明LED数码管坏∵应更换该数码管；若无电压，则可能是7107管脚接触不良，或从7107到数码管管脚之间的连接线路不通，应重新连接和重新焊接。若两处电压不同，则检查电路板从7107到数码管之间有没有腐蚀或油污，若有，则必须清洗干净并作好绝缘处理工作；若没有，则数码管内部短路，必须予以更换。
（4）LED数码管亮度不足 产生这种故障的原因可能是：
1）LED数码管使用时间太久，发光效率降低，可更换新的数码管。
2）R9阻值太大，可重新更换或重新调整。
3）电路板漏电，与将电路板上的电容放电或清洗电路板，并经干燥处理后，再接线使用。
4）若供电不足，检查供电电路的连接电阻是否变值，若变值，则应予以更换；若稳压器负载功率下降，则应予以更换；若滤波电容漏电，则应予以更换；若整流二极管损坏，则应予以更换；若变压器负载功率下降，则应予以更换；若常规检查后仍然供电不足，则检查所有负载电路中有无对地短路元件，若检查出短路元件后，则应予以更换。
5）A/D电路的输出电压不足，先检查外围电路有无对地短路元件，若有对地短路元件，则应予以更换；若检查正常，则为A/D转换集成电路损坏，应予以更换。
（5）显示溢出（A/D转换器为7107时，显示“1”或“－1”）或量程很小：这种现象多数是由于没有基准电压造成的。检查时可将仪器的输人端短接，若仍显示 “1”，则应检查7107的35、36脚之间的电压。首先测量该仪表在30、31之间测量出满量程电压（也可以计算出）再取满量值的1/2即为35、36 两脚间的正常电压值。若不正常， 则检查上拉电阻和可调电阻是否变值（阻值变大）或虚焊？若变值，则予以更换；若虚焊， 则予以更换。
（6）该显示正值，却显示“－XXXX” 产生这种故障的原因可能是：
1）输入信号接反，则应重新连接输入信号。
2）连接电阻虚焊，可调电阻失效。可检查7107的31（IN+）、30（IN －）管脚之间的电压，其正常的电压范围约为0～2V（31脚为+端），若两管脚间的电压为负值，则应逐级往前检查。若是连接电阻虚焊，则应重新进行焊接。若是可调电阻失效，则更换可调电阻。
3）检查上拉电阻（与电源正端的电阻）是否正常，有无开路虚焊现象。若变值或开路，则应予以更换；若虚焊，则应重新焊接。
（7）示值严重偏低，调节量程电位器后示值也不升高，巳显示频繁闪动产生这种故障的原因很可能是：采样周期过短，39、40脚之间的电阻数值不对，若为阻值不对，则应重新调整阻值或更换相应的电阻。若7107（见图1）的 38、39、40脚之间有短路或开路（电阻开路或电容短路），它们均都会使A/D转换器的振荡频率升高，导致采样速率过高，若出现这种现象，则应更换发生故障的电容或电阻。
另外，基准电压升高也会引起示值严重偏低，而基准电压太高往往是由于分压电路中的电阻或电位器虚焊、变值所引起的。特别是可调电位器最容易出现开路或变值，待检查出有故障的电阻后，应予以更换。
（8）始终显示“1999”，且小数点显示正常 产生这种故障的原囚可能是：
1）若+5V电源发生故障，则应按照前面所述检查电源电路的方法进行检查。
2）A/D转换器损坏，则予以更换。
（9）跳码严重 产生这种故障的原因可能是：
1）若A/D转换器坏，则应予更换。
2）若有干扰因素从输人端引入，待查出干扰源后，若干扰源可以排除的，应予以排除；若干扰源无法排除的，应做到尽可能远离干扰源并做好屏蔽工作。
3）采样速率太高，则检查7107的38、39、40脚之间有无短路或开路（电阻开路或电容短路）现象，相应处理方法可参考“示值严重偏低，调节量程电位器后示值也不太高，且显示频繁闪动”相应部分。
4） ±5V电源纹波大，往往还伴随着电压不足，数值不稳。若电源滤波电容失效，应予以更换；若整流二极管中某一二极管被击穿，则应予以更换。
5）电路板之间存在漏电现象或线路之间有干扰现象。其主要原因是线路受潮或线路有导体杂质的存在，或者是维修后没有做好绝缘处理，应重新清洗电路板并做好绝缘处理。
6）若输入或基准线路及电源线路中有虚焊或某电子元器件功率降低，待检查出故障元器件后，予以更换并重新焊接好各个焊点。
（10）示值漂移大 产生这样故障的原因可能是：
1）7107电路不佳，应予以更换。
2）7107发烫，可能是由于LED数码管电流太大，可将限流电阻换大再进行测试。
3）基准电压发生漂移大多是由于可调电阻失效或上（下）拉电阻功率降低或更换的电阻功率过低引起的。若发生这种情况，则应更换相应的电阻。[1]
数码管引脚测量
找公共共阴和公共共阳，首先，我们找个电源（3到5伏）和不同规格的电阻，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），那它就什阴的了。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），那它就什阳的。也可以直接用数位万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。
恒流驱动与非恒流驱动
[2]
1、显示效果： 由于LED基本上属于电流敏感元件，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，当温度变化时驱动晶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超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，我们所采用的超大型积体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体的损害。超大型积体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。