P单元板故障分析及维修步骤.docx

1、P单元板故障分析及维修步骤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

2、称。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 . 3 v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 ,

3、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：0110 0101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。没有记忆功能，输出状态随着输入状态的

4、变化 而变化，类似于电阻性电路口、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。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或的电路， 如、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 A B和使能信号0E ；控制列的信号有串行数据 R和时针 信号

5、CLK，锁存信号STB，共六个信号。1、 A B行信号：只有在动态扫描显示时才存在， A B其实是二进制数，A是最低位，如果用二进制表示A B信号分别是0 0、0 1、1 0、1 1四种状态，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

6、，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

7、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。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。第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR= “ 1高电平时信号由“A

8、端输入“B”输出，DIR= “0低 电平时信号由“B”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端的信号将不导通，只有为 “（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

9、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。1 2脚为一组，3 4脚为一组，5 6脚为一 组，8 9脚为一组，10 11脚为一组，12 13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。o o0- 斗5A2%GNDHVcca4讥A5%3、74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器,A。一116一他州一215A231441302&一512611-04710-5GND 89第13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46脚片选信号控制，只有在4、5脚为“Q” 6脚为“时，才

10、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IC 74HC04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915及第7脚为输出端，无选通时且 O0O7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。1 VCC O11 27 OiVCC C2I2 45 Q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” 7、8才会输出，当4脚为“0” 5、6才会输出, 否则输出为高

11、阻状态。站LL朗叵gnd|T叱_CMRO75、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“时Q0Q7 口全部为“ 1,”为“ 0” Q0Q7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Q0Q7 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

12、，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、17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VDD R-EXT SDO 0E_OUT怙 OUTMOUT120叶 ourioOUT第1脚GND，电源地 第24脚VCC，电源正极第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520脚等电流输出端其它功能与74HC595相似，只是MBI5026是1

13、6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2X 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,1LA2LB3LC4CLK5STB6R17G18GND1GND2GND3GND4GND5GND6GND7GND8GND1STB2CLK3R4G5OE6A7B8C04接口1A2B3C4D5G1

14、6G27CLK8STB本书涉及的有关图纸均为12接口。如下图：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。Z_IId ILjinI咼HEJIGBR!J13I!j JaildlCSH|ctTLQJlCAllI封出严II戛W斗曲叫 nr%扫恒压P1U模组信号走向图二、 单色P10模组工作过程分析：1、 A B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

15、,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0 0,01,10,11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

16、部是两个相互独立的CMOS大功率管，1 2 7 8为第一组，3 4 5 6为第 二组，1 3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，7 8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），5 6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

17、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 100 Q电阻，起恒压作用。4、 CLK为时针信号，从IC245 5 6脚进，分成CK1和CK2，CK1从IC245 15脚出之后直接至输出排针的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IC245 7 8脚进，分成ST1和ST2, ST1从IC245 12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

18、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，并一直循环下去。最后在未端595 的9脚出至输出插针的引脚上。三、显示原理LED显示屏是由众多规则排列的LED发光二极管组成的，每一棵LED就是一个像素点，横 向的叫行，竖向的叫列，用数字电路控制某行某列的LED是亮还是灭，亮着的部分就可显示出文 字或图案了。利用电脑对文字图案进行编辑并发送贮存在显示屏的控制系统中，则显示屏就可完 整显示出你需要的文字图案。所以显示屏中所需的各种控制信号是由控制系统(或叫控制卡)生 成的。模组是执行显示的执行器件而已。电源负极12345678161514131211109.Z 丁 r t

19、乎(x -1 歹、药X乂F10-1 , 87651234IC4953电源正极IC595上图是显示屏LED灯亮时的电流图，从图中我们可以看出：LED灯要发光必须同时满足两个条件， 一是行有扫描输出，二是要有列信号输出，不同行对应不同列信号时即可驱动不同的 LED灯发光, 利用人眼的视觉惰性，即可完整的显示出文字或图案来了。第四章怎样看PCB板实物图PCB板是印刷电路板(Printed circuit board，PCB)英文简称。除了固定各种元器件外，PCB的主要功能是提供各项元器件的相互电气连接。其表面上可以看到很多的细小线路铜箔，让初学者感到眼花缭乱，无从下手。从会看原理图到会看 PCB板实

20、物图，即能在PCB实物上找到在电T个、AB行扫信号二、OE使能信号走向图原理图上的某个元件是需要一个过程的， 为了缩小这一过程我们将P10模组的各种数据信号以实物的形式分开画出来，达到即学即会，马上上手的目的，这也是我们编写本维修手册的初衷,也是本维修手册的最大亮点。共分为电源电路、 A B行扫信号、0E使能信号、行驱动电路、CLK时针信号、STB锁存信号、R列数据信号和列驱动电路八个实物图。因 P10模组PCB板为、电源电路正极走向图四、 CLK时针信号走向图五、 STB锁存信号走向图六、 R控制数据信号走向图七、列启动信号走向图八、行启动信号走向图第五章维修工具介绍为方便快捷维修模组除需要

21、常用的螺丝批、摄子外，还具备以下维修工具是非常必要的一、 万用表 万用表能测量电阻值、直流电压、直流电流、交流电压因此叫万用表，维修模组的万用表最好使用在测量线路相通时（短路情况下）有鸣叫响声的。二、 恒温电烙铁 恒温电烙铁温度可调、恒定，在拆装IC时非常实用。三、 维修测试仪 是我公司专为维修LED显示屏模组设计制作的信号发生器，提供了 08、 12、75、04多个接口和行扫、列扫、斜扫、全亮多种信号，是维修模组中最实用的工具。下面 以实物的方式重点介绍一下：第六章常见故障现象原因分析及维修方法本章涉及的故障现象均以信号源是在正常的情况下来说明的， 因为在显示屏中信号源是由控制卡产生的，控制

22、卡故障不是本维修手册中涉及的内容。一、整板不亮：原因有无电源一一电源座虚焊；模组输入插针接口与控制卡接口不对；IC245 未工作一一可能是无+5V电源或坏。IC74HC138不能正确解码（0E信号被锁定在高电平上） 可能是IC74HC04第1脚与地短路或IC74HC04损坏；IC74HC138第5脚与电源正极短路或IC74HC138损坏。R列信号在IC245第11脚之前与电源正极短路。、整板全亮或中间开始部分全亮:我们在介绍显示原理时已经讲到显示屏要正确显示文字图案必须同时满足行和列扫描信号，行扫描信号是固定的动态扫描信号，列数据信号是受文字图案调制后的负极性二进制信号，而且还是 像蛇一样爬行

23、的数据流（串联），从一个IC595的第14脚进第9脚出，进入下一个IC595的第14 脚进,并一直循环下去的。所以出现整板全亮或中间开始出现部分全亮， 是由于R列数据信号出现 中断或与地短路造成的。整板全亮可能的原因有输入插针 R信号接触不良或前一块模组出现 R信号中断；IC245坏或第9脚、11脚虚焊；R列数据信号与地短路；中间开始部分全亮则 是中间的某个IC595坏或该IC第9脚、14脚虚焊；这类故障表现在显示屏上时会出现一整条的 红色带。解决方法：找到中断点并修复。、中间开始部分不亮:这种故意现象与上一故障现象刚好相反，是由于 R列数据信号与电源正极短路造成的，表现在显示屏上会出现一整条

24、的不亮带。一一解决方法：找到短路点并修复。四、 隔一行亮一行：即1 3 5 7 9 11 13 15行一直亮着，2 4 6 8 10 12 14 16行不亮，此故障是由 于行扫数据A信号中断造成的，我们知道在P10模组中行扫数据只有A和B ,A没有就相当于是0,则IC138只能解码出0 0和0 1两种状态,对应第1行和第3行有输出，而第1行与第5行、第 3行与第7行是共一个触发信号的，第1行与第9行，第三3行与第11行、第五5行与第十三 13行、第7行与第十五15行是相通的，所以就造成了 1 3 5 7 9 11 13 15 行一直亮着的故障现 象找到中断点并修复；五、 一行或两行不亮：我们知

25、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，那么如果出现只有一行不亮可以肯定的是 PCB 板上连接的铜箔断了，如果是 有规律的 1和 9行，或 2和 10行 ，或 8和 16 行不亮，则有可能是对应的 IC4953 虚焊或坏 了重新焊接或更换 IC4953 。六、一行或两行暗亮：故障现象与一行或两行不亮类似，可以分为两情况，一种情况是在有显示 内容（即有文字显示）的时候才出现暗亮的，应该就是某一棵 LED 灯出现漏电（正向反向电阻值 偏小）造成的，因为如果某一棵 LED漏电则流经该LED灯的电流就大，造成R3或R4 （看电原 理图

26、）上的压降减小， 自然该行由于电压不足而更暗； 要找出是哪棵 LED 灯漏电可以将模组 全亮，全亮的时候不亮（偏暗或很亮）的那棵就是漏电的 LED 灯。另一种情况是在没有显示内容 时就一直是暗亮的话则是控制该行 IC4953 坏了（漏电），如果是 IC4953 漏电会有两行同时暗亮 的现象，与有规律的 1和 9行，或 2和 10 行 ，或 8和 16行不亮类似。七、 隔两行亮两行：即 1 2 5 6 9 10 13 14 行一直亮着， 3 4 7 8 11 12 15 16 行不亮，此故障是由 于行扫数据B信号中断造成的，我们知道在P10模组中行扫数据只有A和B ,B没有就相当于是 0,则 I

27、C138 只能解码出 0 0 和 1 0 两种,对应第 1 行和第 2行有输出，而第 1 行与第 5 行、第 2行 与第 6行是共一个触发信号的，而第 1 行与第 9 行，第 2 行与第 10 行、第 5行与第 13 行、第 6 行与第 14 行是相通的，所以就造成了 12 5 6 9 10 13 14 行一直亮着的故障现象找到中断点 并修复八、 乱码、乱显示：这类故障主要是缺失时针信号、锁存信号造成的，缺失时针信号和锁存信号 时列驱动 IC595 会工作在一种无序的状态下，所以显示的是乱码。维修这类故障关键是找到中断 点的源头。从电原理图中我们知道：所有的 IC595 的 11 脚为时针输入

28、脚， 12 脚为锁存输入脚， 并且全部都是并联的，所以当整板都是乱码就应该是 IC245 或输入插针有问题；如果是某一小部 分乱码就应该是控制该部分的 IC595 有问题（虚焊或断路） 。九、 竖向连着四个LED灯常亮：原因是控制该列的IC595引脚与地短路一一找到短路点并排 除（这类故障主要是由于在组装显示屏时产生的铝屑、铁屑没有清理干净造成的比较多见） ； 控制该列的 IC595 坏更换该 IC595。十、竖向连着四个 LED 灯不亮：原因是控制该列的IC595引脚虚焊一一重新焊接试试；控制该列的 IC595坏一一更换该IC595 ;控制该列的IC595弓I脚至LED灯脚之间的PCB板连接铜箔断一一找到中断点重新连 接。十一、一棵LED灯不亮：这是最多见的故障，也常称之为死灯，原因是 LED灯脚虚焊一一重新焊接；LED灯坏一一更换该LED灯。总结：在长期的维修实践中，我们发现：元器件烧坏的多见于 IC4953及IC595,因为这两个 IC承载功率较大，因发热造成的引脚虚焊现象也较多；短路现象主要还是在组装显示屏时产生的 铝屑、铁屑因没有清理干净造成的比较多见；PCB板铜箔断线的较少见。