1. LED光柱

作為一種新穎的指示單元，LED光柱在國外儀表行業已得到了廣泛應用。它和常用指針式儀表相比，既保留了模擬直觀的特點，又具有色彩豐富、抗震性強、體積小、壽命長等優點，是機械式動圈儀表更新換代的優選產品。LED光柱與數字儀表結合使用已成為當前儀表顯示領域理想的顯示方式，因此，越來越受到人們的重視和歡迎。

1.1 光柱的一般結構及其應用

光柱也稱光棒，它是由一系列發光二極管管芯排成等距陣列，形成發光的可編程模擬條圖。它顯示直觀，抗震防磁、電壓低、功耗小、可靠性高，無機械傳動部分，不存在讀數誤差。

LED光柱一般應用如下：

●可與各類傳感器或變送器結合使用，能顯示溫度、壓力、液位、電壓、電流、頻率、轉速和流量等被測物理量；

●模擬與數字的有機結合使工業過程控制的數字量和模擬量顯示在同一面板上，既有趨勢顯示，又有精確的數字值，是當前比較流行的顯示方式。

●顯示方式多樣，利用光柱的色度變化，可反映工業控制過程中的正常（綠色）、預警（黃色）、報警（紅色）等狀態。也可在一光柱上，用紅、綠兩種顏色直觀地對容器內液體和氣體相應的液、氣雙相顯示。還可在同一光柱上，利用兩頭設定上、下限和中間的暗帶為安全工作區域的區域指示報警顯示。此外，還有反映物理量“正負誤差”的偏差顯示和代替機械色帶儀的光柱色帶顯示，以及90°、120°、180°、270°特型光柱等。

目前，國內杭州晶達自動化儀表有限責任公司、杭州新興自動化儀表廠、深圳市中自控儀表有限公司等單位，已有多種光柱顯示儀表器件生產。

1.2 常用光柱結構及引腳排列

LED光柱一般由管芯多層鍍金印制板、透明光柵等組成。除采用優質管芯外，還采用高壓氣流沖擊、高低溫老化和高分子有機化合物密封固化等工藝，使光柱質量有了可靠保證。

合格的光柱，通電后具有亮度均勻、性能一致、顯示清晰、無缺線暗線等特征。顏色有紅、綠、黃及紅間綠、綠間紅等。陽極和陰極按矩陣方式連接。根據驅動要求，其段極性又可分為共陰或共陽兩種。采用專用芯片驅動的配套光柱，為共陽型。

光柱一般引腳較多，如101線有22腳，51線有17腳，分為101線A、101線B、101線C（均10×10）和51線A、51線B（均10×5）等型號。其引腳如表1所列。

1.3 LED光柱使用注意事項

光柱由于引腳較多，焊接后拆卸較為困難。因此使用前，應經過測試確認滿意后再進行焊接。由于目前尚無專業測試儀器，因此，用戶只能用肉眼從外觀上加以判斷。只要通電時顯示清晰、亮度均勻，無缺線暗線即為合格。用戶亦可購置杭州三可實業公司生產的“光棒簡易測試儀”（250元/臺）進行測試，使用較為方便簡捷。焊接時須嚴格控制焊接溫度和時間。溫度過高（>270℃）和時間過長（>3秒）都會影響光柱引腳和印制板間的導電性能，導致顯示不良。

光柱光柵的表面應保持清潔。有輕微污染時，用軟布沾水輕擦即可，但不能使用酒精等化學物質進行清潔。

LED管芯驅動電流不得大于20mA，否則會縮短管芯壽命。

2. 光柱專用驅動芯片IC9504

LED光柱產品的驅動方法較多，采用專用集成電路IC9504直接驅動LED光柱器件具有響應速度快、性能可靠、功耗小、精度高、穩定性好等特點，適合于大批量生產，是一種比較簡單經濟的選擇。

IC9504是杭州三可實業公司生產的LED光柱專用驅動集成電路，它采用16腳雙列直插塑抖封裝，共陽驅動。

2.1 IC9504的特點

IC9504專用LED光柱驅動芯片具有如下特點：

●供電簡單，單電源5V供電；

●采用動態掃描顯示方式，功耗低，1mA/線；

●采用把輸入模擬量邊轉換、邊顯示的輸出方式，外圍電路少。對標準4－20mA或1－5V輸入信號，可以省去調零電位器，僅需滿量程調整；

●采用CMOS技術，對精度有影響的電阻網絡采用激光進行修正，確保各段均勻一致。片內沒有大電流驅動部件，溫升不明顯。因此，穩定性好，可靠性強、精度高；

●驅動電流大，可驅動多達8條101線光柱。驅動范圍廣，可驅動201線光柱，雙色光柱或者M×N矩陣型光柱。

2.2 引腳說明

圖1為IC9504專用芯片的引腳圖。主要引腳的功能如下：

[img=477,162]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gwdzyqj/2000-1/9.files/000113b1.jpg[/img]

VREF：參考電源輸入端，用于調整輸入信號的滿量程顯示。

CLK：脈沖輸入端，利用時鐘脈沖占空比可調整光柱高度，即一周期光柱亮與不亮的比例。

P10：10段階梯波輸出端。

Q1～Q10：10段控制輸出端，一般后接三極管，用于驅動光柱。

CTR：模式調整控制輸出端。單光柱或多光柱顯示時，接VDD（5V）。雙色、偏差、區域方式顯示時，接模擬開關集成電路控制端。

VDD：電源端。

VSS：電源地。

2.3 IC9504使用注意事項

為IC9504供電的電源電壓不得高于7.5VDC，否則要燒毀芯片，推薦使用5VDC。

輸入0.5V～2.5VDC即為滿量程顯示。其他信號都必須轉化為這一范圍的信號。可選用可調基TL431在2.5V左右進行調節。

輸入模擬部分電阻的精度應在1％以上。

亮度調整電阻應根據LED光柱亮度情況選定，一般應在0.5kΩ～1.5kΩ之間。

運算放大器應選擇輸出到地器件，如LM324雙運放或LM358雙運放。

印制電路板上的模擬地和數字地只允許在一點相連，而且必須靠近電源輸出端，如三端穩壓器的輸出端。

3. IC9504的實際應用電路

IC9504驅動LED光柱非常簡單，全部驅動電路由4塊電路組成，而101線×2＋51×1的三光柱驅動電路，除增加線顯示LM3914驅動器外，不用增加其他電路。同樣，在驅動多光柱時，也只需增加LM3914驅動器即可。

圖2、圖3，分別為三光柱和單光柱顯示電原理圖。