隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，電腦控制系統(tǒng)在縫紉機中得到廣泛應(yīng)用。電腦縫紉機具有功能完善、自動化程度高、人員操作簡單、高效節(jié)能等優(yōu)點，在國內(nèi)各個縫制領(lǐng)域幾乎得到普及應(yīng)用，圖1是近年來發(fā)展起來的新型數(shù)字化智能電腦縫紉機。

圖1 各種新型電腦縫紉機

電腦縫紉機無論品牌和型號，都具有一個非常重要的操作部件——顯示操作盒，有分體安裝和與機頭一體式安裝兩種方式，雖然形狀各異，但都承擔(dān)著縫紉機的人機對話、參數(shù)輸入、狀態(tài)顯示的重要任務(wù)。

國產(chǎn)電腦縫紉機最初是1986年在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)成功，第一代控制系統(tǒng)的操作盒現(xiàn)在看起來非常落后，數(shù)字顯示使用的是機械計數(shù)器式開關(guān)，圖2所示。隨著電子技術(shù)的發(fā)展進步，九十年代發(fā)展出了LED數(shù)碼管顯示器和LCD液晶數(shù)碼顯示器，開關(guān)類型也發(fā)展出導(dǎo)電橡膠開關(guān)和薄膜開關(guān)等，見圖3中。

到現(xiàn)在，具有多功能顯示和觸控開關(guān)的大尺寸彩色LCD液晶屏已經(jīng)得到普及應(yīng)用，不僅顯示清晰、內(nèi)容眾多，還具有圖文結(jié)合、操控方便的特點，尤其是漢字顯示功能的應(yīng)用為國內(nèi)用戶開啟了方便之門，成為目前電腦縫紉機的主流操作顯示板，圖3所示。

圖2 國內(nèi)最早的電腦縫紉機操作盒

圖3 現(xiàn)在的電腦縫紉機操作盒

電腦縫紉機操作盒的核心是操作板驅(qū)動電路，這是承擔(dān)縫紉機電控系統(tǒng)參數(shù)輸入、功能轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示等任務(wù)的重要電路部分，下面以銀星YSC-8360控制系統(tǒng)操作板驅(qū)動電路為例（見圖4所示），介紹電路組成、原理及問題檢修方法。

銀星YSC-8360控制系統(tǒng)是標準牌電腦平縫機GC6910系列薄料單針平縫機使用的電腦控制系統(tǒng)，在國內(nèi)外市場具有一定保有量。圖4的電路由8個IC集成電路、4位7段數(shù)碼管、LED指示燈和按鍵開關(guān)K組成，能夠完成縫紉機自動功能信息顯示和輸入功能變更等任務(wù)。

縫紉機功能信息通過程序控制由主芯片發(fā)出去控制操作板的（K DATAAout）、（Datain）、（Lockin）、（CIKin）端口以實現(xiàn)縫紉機功能信息與操作板的信息傳遞，如縫紉機的功能模式變換、功能模式（前后加固縫功能、剪線開關(guān)、停止針位選擇等模式）顯示以及故障信息的顯示，同時并伴隨LED發(fā)光二極管指示。 

圖4 操作板驅(qū)動電路

下面分別進行詳細分析。數(shù)碼管分共陽極和共陰極，本系統(tǒng)采用共陽極數(shù)碼管。陽極接高電平（VCC），陰極接74HC595的Q0——Q7管腳，當(dāng)某個管腳為低電平“0”時相應(yīng)的數(shù)碼管點亮，為高電平“1”時不亮，這樣根據(jù)不同的字符需要可以編制相應(yīng)的編碼。

例如，數(shù)碼管a、b、c、d、e、f、g、dp，dp為點號符本系統(tǒng)未配置，當(dāng)要顯示數(shù)字“0”時，只要數(shù)碼管a、b、c、d、e、f數(shù)碼管為低電平，g數(shù)碼管為高電平即可。下表是部分數(shù)字的電平編碼。

根據(jù)上表就可設(shè)計不同的顯示信息。

數(shù)碼管主要故障是不顯示數(shù)字，這個問題可以用萬用表進行檢測。拆開操作盒找到七段數(shù)碼管，見圖5左所示。將萬用表置于二極管檔，分別測量a、b、c、d、e、f、g發(fā)光管的好壞。

在斷電的情況下，將萬用表的紅表筆放在公共端（V端），用黑表筆分別觸碰測量a、b、c、d、e、f、g發(fā)光管的負極各端，如果相應(yīng)段發(fā)亮表明正常，如果不亮表明該段已損壞，更換數(shù)碼管即可，見圖5所示。

圖5 數(shù)碼管外觀與檢測方法

LED5——LED16是12個發(fā)光二極管，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的負極為低電平時發(fā)光二極管導(dǎo)通點亮，發(fā)光二極管的負極為高電平時發(fā)光二極管不亮。

根據(jù)不同的顯示需要可以設(shè)置不同的高低電平，維修時可用萬用表的二極管檔來測量發(fā)光二極管的好壞，在斷電的情況下，萬用表的紅表筆測量發(fā)光二極管的正極，黑表筆測量發(fā)光二極管的負極，如果發(fā)亮表明正常，如果不亮表明發(fā)光二極管已壞，更換即可。

操作板的數(shù)碼管和發(fā)光二極管驅(qū)動的芯片采用5只74HC595D，74HC595D芯片是一個高速CMOS8位3態(tài)移位寄存器/輸出鎖存器芯片。該器件包含一個8位串行輸入與并行輸出移位寄存器并提供一個8位D型存儲寄存器，該存儲寄存器具有8位3態(tài)輸出，分別提供獨立的時鐘信號給移位寄存器和存儲寄存器，移位寄存器具有直接清零功能和串行輸入輸出功能及級聯(lián)應(yīng)用（采用標準引腳）。移位寄存器和存儲寄存器均使用正邊緣時鐘觸發(fā)，如果這兩個時鐘連接在一起，移位寄存器始終在存儲寄存器的前一個時鐘脈沖。

本操作板采用4個74HC595D（U1、U2、U3、U4）芯片分別驅(qū)動4個數(shù)碼管的（a、b、c、d、e、f、g）7個段碼管，用編程來控制需要的顯示字符信息，U5和U1U2U3U4芯片的15引腳驅(qū)動LED5——LED16共12個發(fā)光二極管，同樣用編程來控制需要的顯示信息。

檢修方法為，在斷電的情況下測量各引腳的正常與否，當(dāng)U1U2U3U4U5芯片有故障時將引起4個數(shù)碼管和LED5——LED16工作狀態(tài)不正常，檢查時用萬用表的二極管檔，黑表筆測74HC595的8腳（GND）、紅表筆測74HC595D的各引腳，看是否有短路和斷路的情況。

操作板的17個開關(guān)鍵（K1——K17）采用兩只74HC165芯片（U6U7）級聯(lián)的方式來驅(qū)動。74HC165芯片是一個8位單向移位寄存器芯片，具有并行（串行）輸入/串行輸出寄存器功能，74HC165芯片能在一個信號的控制下并行置入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后在時鐘脈沖的作用下逐位移出，也能使數(shù)據(jù)從另外一個引腳串行輸入。

開關(guān)鍵（K）是一個常開按鍵，按下時產(chǎn)生一個低電平信號。維修時，在斷電的情況下，用萬用表的二極管檔可以測量開關(guān)的好壞，測量時開關(guān)按鍵按下時，開關(guān)通說明開關(guān)按鍵正常，否則不正常需更換；同樣在測量74HC165芯片時用萬用表的二極管檔，黑表筆測量74HC165芯片的8腳（GND），紅表筆測量74HC165芯片的各引腳，是否有短路和斷路的情況。

操作板的驅(qū)動電路上的SN 74HC14D芯片是一高速CMOS器件，具有6路施密特觸發(fā)反相器的功能。能夠處理緩慢變化的輸入信號，并將其轉(zhuǎn)化為清晰、無抖動的輸出信號。同樣該芯片的好壞也影響操作板驅(qū)動電路的工作是否正常工作，維修時，在斷電的情況下，用萬用表的黑表筆測SN74HC14D的7腳（GND），紅表筆測該芯片的其他引腳，是否有短路和斷路的情況。

操作板的工作狀態(tài)，在主芯片程序正常的情況下，上電初始化操作板的數(shù)碼管顯示4個“3”，一次前后加固發(fā)光管亮，剪線指示發(fā)光二極管亮，當(dāng)有按鍵按下時可以改變顯示信息，說明操作板驅(qū)動電路正常；如果不能這樣顯示（主芯片的程序必須正常），說明操作板的驅(qū)動電路有故障，可以按照以上介紹的方法按下面的順序檢查驅(qū)動電路的器件：

1)4個數(shù)碼管的7個段碼管a、b、c、d、e、f、g；

2)發(fā)光二極管LED5——LED16；

3)集成電路U1、U2、U3、U4、U5芯片74HC595；

4)集成電路U6、U7芯片74HC165；

5)集成電路U8芯片SN74HC14D。

至此操作板維修方法介紹完畢。