P10單元板故障分析及維修步驟

1、第一章 數(shù)字電路簡介 為了讓讀者對LED顯示屏采用的控制電路進(jìn)行深入的分析了解，進(jìn)而掌握LED顯示屏模組的維修技術(shù)，這里有必要對數(shù)字電路的基礎(chǔ)簡單介紹一下。電燈只有亮和滅兩種狀態(tài),如果我們把燈亮用1表示,滅用0表示,那么1和0就是表示狀態(tài)的數(shù)字量。一連串的1和0就構(gòu)成了數(shù)字信號，完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路是以二進(jìn)制邏輯代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，使用二進(jìn)制數(shù)字信號，既能進(jìn)行算術(shù)運算又能方便地進(jìn)行邏輯運算（與、或、非、判斷、比較、處理等），因此極其適合于運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應(yīng)用，由于它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數(shù)字邏輯電路。在具體的應(yīng)用中1表示為

2、高電平，0表示為低電平。數(shù)字電路的工作信號在時間上和數(shù)值上是不連續(xù)變化的。數(shù)字信號反映在電路上只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，高電平通常為+35 v左右，低電平通常為+03 v左右。這兩種狀態(tài)很方便地用二極管或三極管的導(dǎo)通、截止即開、關(guān)狀態(tài)來實現(xiàn)。分別用1和0表示這兩個狀態(tài)，就可以用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行信息的傳輸和處理。 數(shù)字電路研究的主要問題是輸入信號的狀態(tài)(0或1)與輸出信號的狀態(tài)(0或1)之間的因果關(guān)系，稱為邏輯關(guān)系，也就是電路的邏輯功能。它只規(guī)定高電平的下限和低電平的上限值，凡大于高電平下限值的都認(rèn)為是高電平1;凡小于低電平上限值的都認(rèn)為是低電平0，而不著重研究它們的具體數(shù)值剛才提到的一連串的1和

3、0，連著8位1和0的列如：0110 0101叫8位數(shù)字處理電路，通常最靠右邊的第一位叫低位，上列中低位數(shù)據(jù)是1,是高電平。在P10模組中使用的74HC245就是一種八位移位寄存器，?，F(xiàn)代的數(shù)字電路由半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成。邏輯門是數(shù)字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二值數(shù)據(jù)的數(shù)字電路。從整體上看，數(shù)字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。1、組合邏輯電路簡稱組合電路，它由最基本的的邏輯門電路組合而成。特點是：輸出值只與當(dāng)時的輸入值有關(guān)，即輸出惟一地由當(dāng)時的輸入值決定。電路沒有記憶功能，輸出狀態(tài)隨著輸入狀態(tài)的變化而變化，類似于電阻性電路，如加法器、譯碼器、編碼器、數(shù)

4、據(jù)選擇器等都屬于此類。LED顯示屏就是組合邏輯電路的典型應(yīng)用， 2、時序邏輯電路簡稱時序電路，它是由最基本的邏輯門電路加上反饋邏輯回路（輸出到輸入）或器件組合而成的電路，與組合電路最本質(zhì)的區(qū)別在于時序電路具有記憶功能。時序電路的特點是：輸出不僅取決于當(dāng)時的輸入值，而且還與電路過去的狀態(tài)有關(guān)。它類似于含儲能元件的電感或電容的電路，如觸發(fā)器、鎖存器、計數(shù)器、移位寄存器、儲存器等電路都是時序電路的典型器件。第二章 數(shù)字信號及集成電路本章重點介紹LED顯示屏中使用到的數(shù)字信號名稱含義及使用的集成電路各引腳的含義和功能。一、控制信號P10模組控制行的信號有掃描數(shù)據(jù)A B和使能信號OE；控制列的信號有串行

5、數(shù)據(jù)R和時針信號CLK，鎖存信號STB，共六個信號。1、 A B行信號：只有在動態(tài)掃描顯示時才存在，A B其實是二進(jìn)制數(shù)，A是最低位，如果用二進(jìn)制表示A B信號分別是0 0、0 1、1 0、1 1四種狀態(tài)，控制最大范圍是4行，通過IC138D解碼后對應(yīng)一個輸出端，即四選一，所以也叫1/4掃描。當(dāng)行控制信號出現(xiàn)異常時，將會出現(xiàn)顯示錯位、高亮或圖像重疊等現(xiàn)象。2、 OE使能信號：也叫片選信號，即在何時選擇IC138能輸出信號，用作整屏亮度控制，也用于顯示屏消隱。只要調(diào)整它的占空比就可以控制亮度的變化。當(dāng)使能信號出現(xiàn)異常時，整屏將會出現(xiàn)不亮、暗亮或拖尾等現(xiàn)象。3、CLK時鐘信號：提供給移位寄存器的移

6、位脈沖，每一個脈沖將引起數(shù)據(jù)移入或移出一位。數(shù)據(jù)口上的數(shù)據(jù)必須與時鐘信號協(xié)調(diào)才能正常傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號的頻率必須是時鐘信號的頻率的1/2倍。在任何情況下，當(dāng)時鐘信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。 4、STB鎖存信號：將移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)送到鎖存器，并將其數(shù)據(jù)內(nèi)容通過驅(qū)動電路點亮LED顯示出來。但由于驅(qū)動電路受EN使能信號控制，其點亮的前提必須是使能為開啟狀態(tài)。鎖存信號也須要與時鐘信號協(xié)調(diào)才能顯示出完整的圖象。在任何情況下，當(dāng)鎖存信號有異常時，也會使整板顯示雜亂無章。 5、R串行數(shù)據(jù)信號：提供顯示圖象所需要的數(shù)據(jù)。必須與時鐘信號協(xié)調(diào)才能將數(shù)據(jù)傳送到任何一個顯示點。一般在顯示屏中紅綠藍(lán)的數(shù)據(jù)信號

7、分離開來，若某數(shù)據(jù)信號短路到正極或負(fù)極時，則對應(yīng)的該顏色將會出現(xiàn)全亮或不亮，當(dāng)數(shù)據(jù)信號被懸空時對應(yīng)的顏色顯示情況不定。 二、集成電路（IC） 集成電路英文簡寫為IC，顧名思義，也就是將一些電路集成到一個小的晶體基片上，完成一定的電路功能，縮小體積便于安裝，提高電路穩(wěn)定性。P10模組中使用的IC有74HC245D、74HC04D、74HC138D、LT4953、74HC595D。P16雙色模組使用的IC有74HC245D、74HC04D、74HC138D、LT4953、MBI5026。下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。1、74HC245的作用：為8位雙向移位寄存器，在P10模組中的作用是起信號功率放大、整形

8、用。第1腳DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。在P10單色模組中該腳接高電平，也就是說信號始終是由A端輸入B端輸出。按腳位來說就是2腳進(jìn)18腳出，3腳進(jìn)17腳出，4腳進(jìn)16腳出，5腳進(jìn)15腳出，6腳進(jìn)14腳出，7腳進(jìn)13腳出，8腳進(jìn)12腳出，9腳進(jìn)11腳出。第19腳OE，使能端，低電平有效，若該腳為“1”A/B端的信號將不導(dǎo)通，只有為“0”時A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。在P10單色模組中該腳接低電平，也就是說信號始終是通的。第10腳GND，電源地。第20腳VCC，電源正極。2、

9、74HC04作用：為6位反相器，所謂反相就是說輸入與輸出剛好是相反的電平，如果輸入高電平輸出就是低電平，A為輸入端，O為輸出端。1 2腳為一組，3 4腳為一組，5 6腳為一組，8 9腳為一組，10 11腳為一組，12 13腳為一組，各組之間相互獨立。在P10模組中只對OE信號進(jìn)行反相。第7腳GND，電源地。 第14腳VCC，電源正極。3、74HC138的作用：八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器，。第13腳A、B、C，二進(jìn)制輸入腳，在P10模組中只使用 A和B，C腳接地 。第46腳片選信號控制，只有在4、5腳為“0”，6腳為“1”時，才會被選通，輸出受A、B、C信號控制。其它任何組合方式將不被選通。在P1

10、0模組中4腳接地，5腳連接IC 74HC04的2腳，6腳接電源正，說明選通始終有效，輸出只受OE信號控制。第915及第7腳為輸出端，無選通時且O0O7輸出全為“1”。第8腳GND，電源地。第15腳VCC，電源正極4、LT4953的作用：行驅(qū)動管，功率管。其內(nèi)部是兩個相互獨立的CMOS管，1、3腳接VCC，2、4腳控制腳，2腳控制7、8腳的輸出，4腳控制5、6腳的輸出，只有當(dāng)2腳為“0”時，7、8才會輸出，當(dāng)4腳為“0”時，5、6才會輸出，否則輸出為高阻狀態(tài)。5、74HC595的作用：LED驅(qū)動芯片， 74HC595具有一個8位串行輸入并行輸出的移位寄存器和一個8位輸出鎖存器。 第14腳DATA

11、，串行數(shù)據(jù)輸入口，顯示數(shù)據(jù)由此進(jìn)入，必須有時鐘信號的配合才能移入。 第13腳EN，使能口，當(dāng)該引腳上為“1”時Q0Q7口全部為“1”，為“0”時Q0Q7的輸出由輸入的數(shù)據(jù)控制。P10模組中該腳接地，輸入的數(shù)據(jù)隨時輸出。 第12腳STB，鎖存口，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)在傳入寄存器后，只有供給一個鎖存信號才能將移入的數(shù)據(jù)送Q0Q7口輸出。 第11腳CLK，時鐘口，每一個時鐘信號將移入一位數(shù)據(jù)到寄存器。 第10腳SCLR，復(fù)位口，只要有復(fù)位信號，寄存器內(nèi)移入的數(shù)據(jù)將清空，P10模組不用該腳，一般接VCC。 第9腳DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出端，將數(shù)據(jù)傳到下一個數(shù)據(jù)處理電路。第15、17腳，并行輸出口也就是驅(qū)動輸出口

12、，直接驅(qū)動LED。第8腳GND，電源地。第16腳VCC，電源正極6、MBI5026的作用：LED驅(qū)動芯片，16位移位鎖存器。第1腳GND，電源地。第24腳VCC，電源正極第2腳DATA，串行數(shù)據(jù)輸入第3腳CLK，時鐘信號輸入第4腳STB，鎖存信號輸入第23腳輸出電流調(diào)整端，接電阻調(diào)整第22腳DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出第21腳EN，使能輸入第520腳等電流輸出端其它功能與74HC595相似，只是MBI5026是16位移位鎖存器，并帶輸出電流調(diào)整功能，但在并行輸出口上不會出現(xiàn)高電平，只有高阻狀態(tài)和低電平狀態(tài)。74HC595并行輸出口有高電平和低電平輸出。TB62726與MBI5026的引腳功能一樣，結(jié)

13、構(gòu)相似，可以互換。四、 輸入輸出插針為了把顯示信號引入到模組中，模組常采用2×8排針，模組與顯示屏控制卡之間和模組之間采用16PIN壓線頭（FC）連接，各針腳連接的信號排列方式叫接口，通用接口有08、12、04等，本書涉及的有關(guān)圖紙均為12接口。如下圖：第三章 工作原理分析一、 單色P10模組電原理圖 完整的電原理圖如附頁所示，下圖為信號走向輪廓圖，輪廓圖能讓我們在大腦中形成清晰的信號走向思路，便于理解。二、 單色P10模組工作過程分析：1、A B 是行掃描數(shù)據(jù)信號, A從輸入插針至IC245的2腳,經(jīng)放大整形后從18腳出,一路直接到輸出排針A引腳位上 ；另一路進(jìn)IC138的1腳；B

14、從輸入插針至IC245的3腳,經(jīng)放大整形后從17腳出,一路直接到輸出排針B引腳位上,另一路進(jìn)IC138的2腳；2、IC138D為八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器，P10模組只有A 和B,即只有四種狀態(tài)分別是0 0,01,10,11對應(yīng)的輸出是分別是15腳，14腳、13腳、12腳，也即四選一，因此也叫1/4掃描。IC138D還受OE使能信號的控制，OE連接到IC138的第五腳，低電平有效，只有在OE信號的作用下才會有輸出，因此OE信號的作用時間長短（即占空比）也可調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。OE信號是從輸入插針到IC245的4腳進(jìn)16腳出，再經(jīng)IC74HC04反相過來的，因此在顯示屏控制系統(tǒng)軟件設(shè)置中應(yīng)選擇為高電

15、平有效。3、IC4953為行啟動IC，內(nèi)部是兩個相互獨立的CMOS大功率管，1 2 7 8為第一組，3 4 5 6為第二組，1 3腳接電源正極，2腳為第一組的控制信號輸入端，4腳為第二組的控制信號輸入端，7 8腳為第一組的輸出端（并聯(lián)在一起主要是為滿足大電流及散熱的需要），5 6腳是第二組的輸出端。從電原理圖中我們可以看到：一個IC4953控制兩行，四個IC4953共控制八行，并且第一行與第五行是同一個啟動信號同時執(zhí)行的，第二行與第六行是同一個啟動信號同時執(zhí)行的，第三行與第七行是同一個啟動信號同時執(zhí)行的，第四行與第八行是同一個啟動信號同時執(zhí)行的，即每四行一個折返（或叫交換），所以在顯示屏控制系

16、統(tǒng)中選擇啟動方式時應(yīng)選擇對應(yīng)的啟動程序。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。每一行都與電源負(fù)極連接一個100電阻，起恒壓作用。4、CLK為時針信號，從IC245 5 6腳進(jìn)，分成CK1和CK2，CK1從IC245 15腳出之后直接至輸出排針的CLK；CK2從IC245的14腳出之后連接至每一個IC595的11腳。5、STB為鎖存信號，從IC245 7 8腳進(jìn)，分成ST1和ST2，ST1從IC245 12腳出之后直接至輸出排針的STB；ST2從IC245的13腳出之后連接至每一個IC595的12腳。6、R為紅色列數(shù)據(jù)信號，R從IC245第9腳進(jìn)，IC245第11腳出至第一排

17、第一個啟動595的14腳，并從該IC的9腳出。再到第一排第二個啟動595的14腳，并一直循環(huán)下去。最后在未端595的9腳出至輸出插針的引腳上。三、 顯示原理LED顯示屏是由眾多規(guī)則排列的LED發(fā)光二極管組成的，每一棵LED就是一個像素點，橫向的叫行，豎向的叫列，用數(shù)字電路控制某行某列的LED是亮還是滅，亮著的部分就可顯示出文字或圖案了。利用電腦對文字圖案進(jìn)行編輯并發(fā)送貯存在顯示屏的控制系統(tǒng)中，則顯示屏就可完整顯示出你需要的文字圖案。所以顯示屏中所需的各種控制信號是由控制系統(tǒng)（或叫控制卡）生成的。模組是執(zhí)行顯示的執(zhí)行器件而已。上圖是顯示屏LED燈亮?xí)r的電流圖,從圖中我們可以看出:LED燈要發(fā)光必

18、須同時滿足兩個條件,一是行有掃描輸出,二是要有列信號輸出,不同行對應(yīng)不同列信號時即可驅(qū)動不同的LED燈發(fā)光,利用人眼的視覺惰性,即可完整的顯示出文字或圖案來了。第四章 怎樣看PCB板實物圖"PCB"板是印刷電路板（Printed circuit board，PCB）英文簡稱。除了固定各種元器件外，PCB的主要功能是提供各項元器件的相互電氣連接。其表面上可以看到很多的細(xì)小線路銅箔，讓初學(xué)者感到眼花繚亂，無從下手。從會看原理圖到會看PCB板實物圖，即能在PCB實物上找到在電原理圖上的某個元件是需要一個過程的，為了縮小這一過程我們將P10模組的各種數(shù)據(jù)信號以實物的形式分開畫出來，

19、達(dá)到即學(xué)即會，馬上上手的目的，這也是我們編寫本維修手冊的初衷，也是本維修手冊的最大亮點。共分為電源電路、A B行掃信號、OE使能信號、行驅(qū)動電路、CLK時針信號、STB鎖存信號、R列數(shù)據(jù)信號和列驅(qū)動電路八個實物圖。因P10模組PCB板為雙層溥銅板，紅線表示PCB板正面線路走向，黃線表示背面線路走向。一、電源電路正極走向圖二、A B行掃信號三、OE使能信號走向圖四、CLK時針信號走向圖五、STB鎖存信號走向圖六、R控制數(shù)據(jù)信號走向圖七、列啟動信號走向圖八、行啟動信號走向圖第五章 維修工具介紹為方便快捷維修模組除需要常用的螺絲批、攝子外，還具備以下維修工具是非常必要的一、萬用表 萬用表能測量電阻值

20、、直流電壓、直流電流、交流電壓因此叫萬用表，維修模組的萬用表最好使用在測量線路相通時（短路情況下）有鳴叫響聲的。二、恒溫電烙鐵 恒溫電烙鐵溫度可調(diào)、恒定，在拆裝IC時非常實用。三、維修測試儀 是我公司專為維修LED顯示屏模組設(shè)計制作的信號發(fā)生器，提供了08、12、75、04多個接口和行掃、列掃、斜掃、全亮多種信號，是維修模組中最實用的工具。下面以實物的方式重點介紹一下：第六章 常見故障現(xiàn)象原因分析及維修方法 本章涉及的故障現(xiàn)象均以信號源是在正常的情況下來說明的，因為在顯示屏中信號源是由控制卡產(chǎn)生的，控制卡故障不是本維修手冊中涉及的內(nèi)容。一、整板不亮：原因有無電源電源座虛焊；模組輸入插針接口與控

21、制卡接口不對；IC245未工作可能是無+5V電源或壞。IC74HC138不能正確解碼（OE信號被鎖定在高電平上）可能是IC74HC04 第1腳與地短路或IC74HC04損壞； IC74HC138 第5腳與電源正極短路或IC74HC138損壞。R列信號在IC245 第11腳之前與電源正極短路。二、整板全亮或中間開始部分全亮：我們在介紹顯示原理時已經(jīng)講到顯示屏要正確顯示文字圖案必須同時滿足行和列掃描信號，行掃描信號是固定的動態(tài)掃描信號，列數(shù)據(jù)信號是受文字圖案調(diào)制后的負(fù)極性二進(jìn)制信號，而且還是像蛇一樣爬行的數(shù)據(jù)流（串聯(lián)）,從一個IC595的第14腳進(jìn)第9腳出,進(jìn)入下一個IC595的第14腳進(jìn),并一直

22、循環(huán)下去的。所以出現(xiàn)整板全亮或中間開始出現(xiàn)部分全亮，是由于R列數(shù)據(jù)信號出現(xiàn)中斷或與地短路造成的。整板全亮可能的原因有輸入插針R信號接觸不良或前一塊模組出現(xiàn)R信號中斷；IC245壞或第9腳、11腳虛焊；R列數(shù)據(jù)信號與地短路；中間開始部分全亮則是中間的某個IC595壞或該IC第9腳、14腳虛焊；這類故障表現(xiàn)在顯示屏上時會出現(xiàn)一整條的紅色帶。解決方法：找到中斷點并修復(fù)。三、中間開始部分不亮：這種故意現(xiàn)象與上一故障現(xiàn)象剛好相反，是由于R列數(shù)據(jù)信號與電源正極短路造成的，表現(xiàn)在顯示屏上會出現(xiàn)一整條的不亮帶。解決方法：找到短路點并修復(fù)。四、隔一行亮一行：即1 3 5 7 9 11 13 15行一直亮著，2

23、4 6 8 10 12 14 16行不亮，此故障是由于行掃數(shù)據(jù)A信號中斷造成的，我們知道在P10模組中行掃數(shù)據(jù)只有A和B，A沒有就相當(dāng)于是0,則IC138只能解碼出0 0和0 1兩種狀態(tài),對應(yīng)第1行和第3行有輸出，而第1行與第5行、第3行與第7行是共一個觸發(fā)信號的，第1行與第9行，第三3行與第11行、第五5行與第十三13行、第7行與第十五15行是相通的，所以就造成了1 3 5 7 9 11 13 15行一直亮著的故障現(xiàn)象找到中斷點并修復(fù)；五、一行或兩行不亮：我們知道1和9行，2和10行，3和11行，4和12行，5和13行，6和14行，7和15行，8和16行是相通的，那么如果出現(xiàn)只有一行不亮可以

24、肯定的是PCB板上連接的銅箔斷了，如果是有規(guī)律的1和9行，或2和10行-，或8和16行不亮，則有可能是對應(yīng)的IC4953虛焊或壞了重新焊接或更換IC4953。六、一行或兩行暗亮：故障現(xiàn)象與一行或兩行不亮類似，可以分為兩情況，一種情況是在有顯示內(nèi)容（即有文字顯示）的時候才出現(xiàn)暗亮的，應(yīng)該就是某一棵LED燈出現(xiàn)漏電（正向反向電阻值偏小）造成的，因為如果某一棵LED漏電則流經(jīng)該LED燈的電流就大，造成R3或R4（看電原理圖）上的壓降減小，自然該行由于電壓不足而更暗；要找出是哪棵LED燈漏電可以將模組全亮，全亮的時候不亮（偏暗或很亮）的那棵就是漏電的LED燈。另一種情況是在沒有顯示內(nèi)容時就一直是暗亮的話則是控制該行IC4953壞了（漏電），如果是IC4953漏電會有兩行同時暗亮的現(xiàn)象，與有規(guī)律的1和9行，或2和10行-，或8和16行不亮類似。七、隔兩行亮兩行：即1 2 5 6 9 10 13