LED數(shù)字顯示原理在PCB周期自動化控制中的應(yīng)用

洪柏青 賴紅根 何正興 王東生

（東莞美維電路有限公司，廣東 東莞 523128）

LED數(shù)字顯示原理在PCB周期自動化控制中的應(yīng)用

洪柏青 賴紅根 何正興 王東生

（東莞美維電路有限公司，廣東 東莞 523128）

本項目巧妙的利用了LED數(shù)字顯示的控制原理，結(jié)合PCB 周期外形與LED數(shù)字類似的特點，通過深入研究與摸索，探討出了一套在Genesis2000系統(tǒng)下完全由腳本程序自動控制周期數(shù)字變化,且容易應(yīng)用和推廣的方案。解決了周期一直由人工刮涂、費時費力、容易改錯、改漏的問題。

發(fā)光二極管數(shù)字顯示；印制電路板；日期編碼；自動化控制

1 序言

在PCB制造過程中，日期控制一般由相關(guān)工序在照相底版上人工刮涂，或由PE部門在CAM資料上手動更改。由于人工手動更改，費時費力，效率很低，且很容易疏忽改錯，改漏，導(dǎo)致照相底版報廢，給公司造成不必要的經(jīng)濟損失。通過對LED數(shù)字顯示原理的深入學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)LED數(shù)字形式與PCB板上的日期編碼（周期）數(shù)字形式有很多的相似之處。

LED數(shù)字顯示原理：LED顯示數(shù)字，都是由7只組合成“8”字型的發(fā)光二極管，通過數(shù)字邏輯電路控制一只或多只發(fā)光二極管的發(fā)光或不發(fā)光來達到顯示數(shù)字0~9的效果。PCB 周期：PCB工廠用來標(biāo)明某批次產(chǎn)品的生產(chǎn)日期。比較常見的格式有：WWYY，YYWW等。

LED數(shù)字0~9的顯示都是由7根發(fā)光二極管通過數(shù)字邏輯電路控制二極管的發(fā)光與不發(fā)光來顯示0~9的效果。同樣，在Genesis2000系統(tǒng)里面，CAM資料上的周期形式絕大部分也是由7條線組成“8”字型形狀。大部分的PCB工廠都采用通過刪除線條或把線條變成負片形式讓線條不顯示來表示0~9的顯示效果。如何有效的利用腳本程序自動控制周期數(shù)字的變化，而不用手動在資料上更改，成為本項目要解決的核心問題。

由于在Genesis2000系統(tǒng)里面周期一般是做成符號形式添加在生產(chǎn)Gerber上面，需要更改周期時手動再將符號打散，刪除線條或把線條轉(zhuǎn)成負極性。線條的正極性和負極性就如LED燈管的發(fā)光與不發(fā)光。LED數(shù)字的顯示控制是對每7只組成“8”字型的二極管命名，如分別命名為：A、B、C、D、E、F、G。用1表示發(fā)光，用0表示不發(fā)光。這樣LED數(shù)字顯示0~9，便可通過編碼特定編碼來表示。如：數(shù)字0表示為：“A1B1C1D1E1F1G0”，數(shù)字1表示為：“A0B0C1D1E0F0G0”，數(shù)字2表示為：“A0B1C1D0E1F1G1”，依次類推。同樣的原理，我們亦可對組成周期的線條，在Genesis2000系統(tǒng)里定義不同屬性，利用編碼技術(shù)，通過過濾屬性的方式來選擇特定線條并改變線條極性，到達顯示數(shù)字0~9的效果。

2 項目實施細則

2.1 定義屬性

屬性是對象的性質(zhì)與對象之間關(guān)系的統(tǒng)稱。在Genesis2000中屬性是對焊盤和線等實體的性質(zhì)或特征的描述。為了方便操作都會根據(jù)相關(guān)條件對實體加上不同的屬性。在Genesis2000中常用屬性有 “.bga.smd.tear_drop”等。Genesis200也支持用戶根據(jù)需求添加屬性。主要通過修改 userattr 這個文件來實現(xiàn)，依次按順序把屬性添加到userattr文件里面，存盤并退出。

2.2 數(shù)字編碼

周期數(shù)字0~9的顯示，我們需要統(tǒng)一固定編碼，以利程序按規(guī)則控制線條的變化。我們自定義的一個內(nèi)部數(shù)字編碼圖，主要是方便編程控制。對于多位數(shù)字的控制，如“8888”、“8888-888”等，我們采用對每位數(shù)字的7根線條都添加相同的位置屬性來區(qū)別數(shù)字的位置關(guān)系。如對排在第二位的數(shù)字都添加.led_2P來表示這個數(shù)字在整個周期里的是在排在第二個位置。詳細的屬性添加位置可查看圖1的屬性添加位置圖。

2.3 程序算法設(shè)計

本項目的實施涉及到兩個技術(shù)環(huán)節(jié)，一是對所有的周期數(shù)字進行屬性設(shè)置，讓后續(xù)的周期更改程序能夠識別并控制。二是讀取用戶需求的數(shù)字，用控制程序?qū)σ呀?jīng)設(shè)置好屬性的線條進行正負極性轉(zhuǎn)換。因此本方案需要編兩套程序，添加屬性的程序和控制周期數(shù)字變化的程序。

圖1 屬性添加圖

2.3.1 周期數(shù)字屬性設(shè)置的程序設(shè)計

前面已經(jīng)講到，我們已經(jīng)在Genesis2000系統(tǒng)的屬性表里添加了我們所需的各種屬性名稱，并對每個屬性的具體添加位置也用圖表的形式在上面展示出來?，F(xiàn)在我們只需按照規(guī)則依次對每根線條添加屬性即可。對于屬性的添加方式，常見的是手動添加，如我們做資料經(jīng)常用到的對所有的SMT PAD設(shè)置SMD屬性，對不鍍通孔設(shè)置NPT屬性等，由于周期數(shù)字一般由“8888”或“888888”組成，且周期添加的方向和角度每個資料都是不固定的，圖2把周期的添加方向用圖表形象的顯示出來。

圖2 周期添加方向

如果對周期手動定義屬性，會比較繁瑣也容易定錯位置。不利用大范圍推廣，變得很不實用。因此程序自動控制添加屬性是一個比較好的方法。程序自動添加屬性，主要的困難是如何準(zhǔn)確計算出周期添加的方向和角度。由于周期一般都添加在PCB板的C面或S面，因此我們?yōu)榱藴?zhǔn)確的控制周期添加的方向和角度，采取了在周期右上角加一個點的方式來辨別方向。此圓點大小用戶自定，正極性，負極性均可，由用戶自定義，對周期添加沒影響，然后通過在Genesis2000里選中周期，并執(zhí)行下列語句。

我們可以很容易讀出所選對象在Genesis2000編輯窗口的坐標(biāo)位置。利用讀取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用程序?qū)ψ鴺?biāo)數(shù)據(jù)按方向和角度排序，即可實現(xiàn)屬性自動添加。

對于已經(jīng)添加好屬性的周期，可以任意旋轉(zhuǎn)，鏡像，放大和縮小，均不會對周期更改造影響這就在實際的應(yīng)用中有很好的便捷性。屬性添加的程序流程如圖3所示。

圖3 屬性添加的程序流程圖

2.3.2 周期更改的程序設(shè)計

一般周期都是由3個到7個“8”組成的。如“888”、“8888”、“8888”、“8888-88”等，對于已經(jīng)加過屬性的周期，程序只需讀入用戶的數(shù)字，在對數(shù)字進行我們預(yù)定好的編碼進行解碼，再利用解出的編碼，控制程序的循環(huán)依次對線條進行正，負極性轉(zhuǎn)換即可。詳情看程序流程（圖4）。

2.4 項目效果

程序分兩步執(zhí)行。（1）添加屬性；（2）自動更改周期，使用者只要輸入周期代碼就可以自動更改周期。

3 項目總結(jié)

圖4 程序運行流程圖

利用LED數(shù)字顯示原理在周期自動化控制過程中的詳細流程，創(chuàng)造性的解決了PCB 周期更改一直難用程序自動控制的業(yè)界難題，結(jié)束了PCB 周期一直人工手動更改的現(xiàn)狀，降低了更改周期的勞動強度。同時總結(jié)出了一套在自動化控制周期方面的有益經(jīng)驗，為公司提高了經(jīng)濟效益，也為業(yè)界同行在此方面提供了有益參考。對于本方案的不足之處，歡迎同行批評指正！

[1]Sriram Srinivasan著,Perlisb譯. 高級Perl編程[美].中國電力出版社, 2001,2.

[2]Eric C.Herrmann著. 丘仲潘等譯. Perl5從入門到精通[美]. 電子工業(yè)出版社, 1999,10.

賴紅根，主任工程師，主要從事工程技術(shù)管理工作，cam標(biāo)準(zhǔn)的制定，實施和品質(zhì)控制。精通Genesis2000和系統(tǒng)管理。

何正興，高級工程師，10多年的PCB從業(yè)經(jīng)驗，主要從事CAM工作，精通Genesis2000，及使用C-Shell 和 Perl 語言開發(fā)自動化腳本。

王東生，工程師，10多年的PCB從業(yè)經(jīng)驗，主要從事CAM工作，精通Genesis2000，及使用C-Shell 語言開發(fā)自動化腳本。

The application of LED digital display theory in the PCB DATECOCDE automation

HONG Bo-qing LAI Hong-gen HE Zheng-xing WANG Dong-sheng

This project smartly uses the control theory of LED digital display, and combines with PCB date outline and similar LED digital’s characteristic. Meanwhile through explorering and study, we worked out an easy applied and popular way, which can entirely auto-control datecode digital change by script process in Genesis2000 system. This project solves these boring problems, such as datecode amended by hand-work all time, which wasted a lot of time, a lot of work; It is easy to amend worry and missing amend.

LED Digital Display; PCB; Date Code; Auto-Control

TN41 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

1009-0096（2014）06-0039-03

洪柏青，高級工程師，工作職責(zé)是Linux系統(tǒng)維護和Genesis2000系統(tǒng)管理及程序開發(fā)。精通Genesis2000，及使用C-Shell和Perl語言開發(fā)自動化腳本。