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基于单片机的LED轮廓显示控制器设计方案

导读: 根据LED轮廓显示控制的结构特点,设计了基于STC单片机的显示控制器。该系统控制采用STC11/12系列单片机为控制处理器,加以外围电路,利用485接口实现主从远距离控制。

  LED护栏管又名丽得管,是一种先进的LED装饰照明灯饰产品。以红、绿、蓝3种颜色的LED作为光源,使用了微电子和数码技术,能进行色彩追逐,色彩过渡渐变,灰度变化和七色变化,能产生十分丰富的色彩变幻效果。该产品外形采用一次成型,灯管和底座浑为一体,防水性更好,重量更轻。广泛适用于酒吧、舞厅、大厦、广场、桥梁、栏杆等各种大型建筑装饰,全彩管更可以在一个大范围的区域实现灯光群控和显示动态节目,适合大型主题夜景。

  文中提出了一种主从式单片机的LED轮廓显示屏解决方案,该设计方案利用STC单片机自身的FLASH ROM和RAM,外部无需任何存储电路,电路结构简单。可实现交流同步显示,驱动当前LED亮化市场中的多款LED护栏管与点光源器件。

  1 系统的工作原理及总体方案设计

  1.1 STC单片机

  STC系列单片机是宏晶科技生产的单机器周期时钟的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍。内部集成MAX810专用复位电路,针对电机控制,强干扰场合。其中STC11FXX、STC12CXX系列工作电压4.1~5.5 V,工作频率可达35 MHz,有内部512字节RAM,性价比高。并可通过串口进行ISP操作,无需专用仿真器与编程器,直接下载用户程序,给用户的开发生产和维护带来方便。

  1.2 系统的工作原理

  LED轮廓显示是用首尾相连的LED护栏管或串联的点光源连接的LED显示特效,多用于楼宇轮廓的亮化工程。显示屏驱动电路的主要作用是接收来自控制系统的数字信号,将发光二极管点亮,实现在LED显示屏上的信息的显示。LED轮廓显示广泛使用的驱动电路是基于通用型集成电路来设计的,如:74HC164、CD4015、74HC595、68595、ULN2803等,大多为移位寄存器和达林顿驱动器。采用常规型驱动IC进行电路设计,原理比较简单,价格便宜,产品的技术开放性比较强。LED显示屏上数据的传输方式主要有串行和并行两种,目前广为采用的主要为串行控制技术。这种控制方式的显示屏的每一个单元内部的不同驱动电路、各级联单元之间每个时钟仅传送一个位(具体实现时每种颜色各一位)的数据。采用这种方式,可采用的驱动IC种类较多,不同显示单元之间的连线较少,可减少显示单元上的数据传输驱动元件,从而提高整个系统的可靠性和具体工程实现的容易程度。

  1.3 系统总体方案的设计

  系统由主控制器与从控制器两部分组成。主控制器带LED显示与功能按键,用户根据实际情况选择显示效果与显示速度。根据控制需要可组成如图1的3种结构。

 

图1 LED轮廓显示控制系统结构示意图

  图1(a)结构为标准主从结构。其中主控制器通过485总线将控制数据传送给各从控制器。从控制器接收主控制器数据,按要求驱动LED灯板。图1(b)结构为简易主从结构。即当无主控制器或无需用户交互时,用一台从控制器充当主控制器发送数据给各从控制器。图1(c)结构为并行同步结构。系统中无主控制器,各从控制器根据交流电信号50 Hz频率自动执行,多台从控制器可以同步显示。

 

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