数码管自诊断修复系统、方法及时间显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数码管领域，具体涉及一种数码管自诊断修复系统、方法和时间显示装置。包括电源模块；自诊断模块，所述自诊断模块包括主位控制译码器、备位控制译码器、主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器、N位数码管，所述数码管由7个段码组成，每个段码均由两段LED串组成，主段LED串用于正常显示，备段LED串用于备用显示；MCU控制模块，先利用主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器进行段选，再利用主位控制译码器、备位控制译码器实现位选，检测出主段LED串测试端电压超出阈值范围后，自动切换到备段LED串工作。本发明专利技术的有益效果是定位故障段码速度快，定位精准，算法简单，响应快，不需要外加元器件。

【技术实现步骤摘要】
数码管自诊断修复系统、方法及时间显示装置
本专利技术涉及数码管领域，具体涉及一种数码管自诊断修复系统、方法及时间显示装置。
技术介绍
LED作为抗震、节能、环保、高效的新型光源，在国民生活的各个方面的应用已经越来越广泛，采用数码管作为时钟显示单元，用以显示时、分、秒，提供时间服务。一旦数码管在运行过程中出现短路与断路等故障，不能正确显示时间信息，为生活带来诸多不便，影响正常使用。根据上述问题，专利号为CN211402621U的专利公开了一种数码管运行状态检测系统,控制模块储存有数码管所能显示的所有字符的标准电流值，通过对电流检测模块测得的电流与内部存储的标准电流值做对比，可以获知数码管是否正常工作,对数码管LED实时进行从a到g共7个段码的集约式电流检测，通过与控制单元中记忆的标准电流进行对比，从而可以实现故障数码管及具体段码的诊断，并回传至控制模块做进一步处理。此种检测算法软件实现困难复杂，虽然理论上能够定位到出现故障的段码，但是需要经过多次的推理与比较，定位效率低，并且只是通过数码管闪烁发出报警信息，没有提出解决方案。现有技术中LED出现损坏的情况时，首先需要检测到出现故障的段码，其次往往需要停止运行更换元件，影响正常的显示，维修工作量大。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种数码管自诊断修复系统、方法及时间显示装置，能够在线实时检测存在故障的段码并及时进行修复。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种数码管自诊断修复系统，包括：<br>电源模块，用于向自诊断修复系统供电；自诊断模块，所述自诊断模块包括主位控制译码器、备位控制译码器、主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器、N位数码管，N为大于等于1的整数，其中：所述数码管由7个段码组成，每个所述段码均由两段LED串组成，主段LED串用于正常显示，备段LED串用于备用显示，主位控制译码器、主段控制移位寄存器的输出端分别与主段LED串电性连接，备位控制译码器、备段控制移位寄存器的输出端分别与备段LED串电性连接；MCU控制模块，所述MCU控制模块先利用主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器进行段选，再利用主位控制译码器、备位控制译码器实现位选，所述MCU控制模块检测出主段LED串测试端电压超出阈值范围后，自动切换到备段LED串工作。优选地，所述数码管采用共阳极的连接方式；所述主段控制移位寄存器的各输出端分别与对应主段三极管的基极相连，所述主段三极管的集电极与主段LED串负极相连，所述主段三极管的发射极与主段电阻的第一端相连，所述主段电阻的第二端接地，所述主段三极管的发射极引出测试端PA与所述MCU控制模块AD采样端相连；所述备段控制移位寄存器的各输出端分别与对应备段三极管的基极相连，所述备段三极管的集电极与备段LED串负极相连，所述备段三极管的发射极与备段电阻的第一端相连，所述备段电阻的第二端接地；所述主位控制译码器的各输出端分别与对应主位三极管的基极相连，所述主位三极管的集电极与M个主段LED串的正极相互连接,所述主位三极管发射极与电源VCC相连；所述备位控制译码器的各输出端分别与对应备位三极管的基极相连，所述备位三极管的集电极与M个备段LED串的正极相互连接,所述备位三极管的发射极与电源VCC相连。优选地，所述主段控制移位寄存器的各输出端分别与对应基极电阻R3的一端相连，基极电阻R3的另一端与所述主段三极管的基极相连，所述主段三极管发射极与电阻R4和主段电阻R5相连，所述主段电阻R5的另一端接地,所述电阻R4的另一端引出测试端PA,所述测试端PA通过开关二极管电性连接电源VCC′，通过电容C1接地。本专利技术还提供了一种数码管自诊断修复方法，其特征在于，包括：S1、对电路上电进行初始化；S2、判断第一位数码管故障标志位是否为零，如果是，则进入S4，如果否，则进入S3；S3、故障段码切换到的备段LED串工作；S4、显示所述数码管预先设定的字符；S5、检测下一位数码管各段码的测试端PA电压值是否超过阈值；S6、通过电压阈值范围判断是否存在故障、故障段码、故障类型；S7、若无故障则进行步骤S4，若有故障则进行步骤S3。优选地，检测到数码管某一段码主段LED串有故障时，上传报警信息，显示故障段码，故障类型。优选地，所述电压阈值范围包括断路电压阈值范围和短路电压阈值范围。优选地，断路电压阈值范围为测试端PA电压值在0.05V至0.5V之间。优选地，短路电压阈值范围为测试端PA电压值大于U1-U2-U3-(m-n)U4+ΔU。其中：电源VCC的数值是U1，主段三极管的饱和压降是U2，主位三极管的饱和压降是U3，主段LED串由m个发光二级管串联组成，n为发生短路的发光二极管个数，m、n为大于1的整数，且n小于等于m，单个所述发光二级管压降为U4，ΔU为修正系数。本专利技术还提供了一种数码管时间显示装置，包括所述的数码管自诊断修复系统。优选地，数码管时间显示装置采用8位数码管，每位数码管的7个段码按日字形排列，用以显示时、分、时与分之间的冒号、秒及分与秒之间的冒号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)MCU控制系统通过实时检测各段码的测试端的电压值，监测发生故障的故障段码及故障类型，定位出现故障的段码速度快，定位精准。2)每一个段码均由两段LED串组成，实时检测出某一段码的主段LED串出现故障时可以及时切换到备段LED串工作，不影响数码管正常的时间显示。3)将故障段码切换到备段LED串工作的同时，上传报警信息，显示故障段码，故障类型，方便后期选择合适的时机进行维修。3)本专利技术数码管自诊断修复方法，算法简单，相应快，不需要外加元器件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例数码管自诊断修复系统电路示意图；图2是本专利技术实施例数码管的段码中主段LED串电路连接方式示意图；图3是本专利技术实施例数码管时间显示装置示意图；图4是本专利技术实施例数码管时间显示装置自诊断修复方法流程图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示的一种数码管自诊断修复系统，包括：用于向自诊断系统供电的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数码管自诊断修复系统，其特征在于，包括：/n电源模块，用于向自诊断修复系统供电；/n自诊断模块，所述自诊断模块包括主位控制译码器、备位控制译码器、主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器、N位数码管，N为大于等于1的整数，其中：所述数码管由7个段码组成，每个所述段码均由两段LED串组成，主段LED串用于正常显示，备段LED串用于备用显示，主位控制译码器、主段控制移位寄存器的输出端分别与主段LED串电性连接，备位控制译码器、备段控制移位寄存器的输出端分别与备段LED串电性连接；/nMCU控制模块，所述MCU控制模块先利用主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器进行段选，再利用主位控制译码器、备位控制译码器实现位选，所述MCU控制模块检测出主段LED串测试端电压超出阈值范围后，自动切换到备段LED串工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种数码管自诊断修复系统，其特征在于，包括：
电源模块，用于向自诊断修复系统供电；
自诊断模块，所述自诊断模块包括主位控制译码器、备位控制译码器、主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器、N位数码管，N为大于等于1的整数，其中：所述数码管由7个段码组成，每个所述段码均由两段LED串组成，主段LED串用于正常显示，备段LED串用于备用显示，主位控制译码器、主段控制移位寄存器的输出端分别与主段LED串电性连接，备位控制译码器、备段控制移位寄存器的输出端分别与备段LED串电性连接；
MCU控制模块，所述MCU控制模块先利用主段控制移位寄存器、备段控制移位寄存器进行段选，再利用主位控制译码器、备位控制译码器实现位选，所述MCU控制模块检测出主段LED串测试端电压超出阈值范围后，自动切换到备段LED串工作。


2.根据权利要求1所述的数码管自诊断系统，其特征在于，
所述数码管采用共阳极的连接方式；所述主段控制移位寄存器的各输出端分别与对应主段三极管的基极相连，所述主段三极管的集电极与主段LED串负极相连，所述主段三极管的发射极与主段电阻的第一端相连，所述主段电阻的第二端接地，所述主段三极管的发射极引出测试端PA与所述MCU控制模块AD采样端相连；
所述备段控制移位寄存器的各输出端分别与对应备段三极管的基极相连，所述备段三极管的集电极与备段LED串负极相连，所述备段三极管的发射极与备段电阻的第一端相连，所述备段电阻的第二端接地；
所述主位控制译码器的各输出端分别与对应主位三极管的基极相连，所述主位三极管的集电极与7个主段LED串的正极相互连接在一起,所述主位三极管发射极与电源VCC相连；
所述备位控制译码器的各输出端分别与对应备位三极管的基极相连，所述备位三极管的集电极与7个备段LED串的正极相互连接在一起,所述备位三极管的发射极与电源VCC相连。


3.根据权利要求2所述的数码管自诊断系统，其特征在于：所述主段控制移位寄存器的各输出端分别与对应基极电阻R3的一端相连，基极电阻R3的另一端与所述主段三极管的基极相连，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕永耀，邱旭强，林小钧，赵文娟，曹春蕾，孙钰凯，朱长红，
申请(专利权)人：烟台持久钟表有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37