多路端口可編程霓虹燈及彩燈控制器

作者：時(shí)間：2006-07-20 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢(xún)

現(xiàn)有的霓虹燈以及彩燈 控制器多是使用專(zhuān)用集成電路，其中固化多種閃爍方式，一般只提供4～16路輸出。由于在大型霓虹燈中使用的控制器路數(shù)相當(dāng)多，一般只能定做，代價(jià)高而且靈活性較差。本設(shè)計(jì)由于采用了力源公司的新一代BASIC單片機(jī)PS1016及高性?xún)r(jià)比的8位LED控制驅(qū)動(dòng)器PS7219，從而可實(shí)現(xiàn)多路端口，并且能夠?qū)θ我欢丝谶M(jìn)行控制，可廣泛用于大型霓虹燈、塑料霓虹燈以及彩燈的可編程控制，既可在產(chǎn)品上直接編程，又可在計(jì)算機(jī)上調(diào)試好直接傳輸。具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。

1主要器件介紹
1.1 PS1016單片機(jī)

PS1016單片機(jī)引腳排列如圖1所示，其特點(diǎn)如下：

1.固化在芯片內(nèi)部的PICBASIC解釋程序，提供32條語(yǔ)句；

2.20MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，16位雙向的位可獨(dú)立編程為輸入/輸出（I/O）口，支持多種I/O操作；

3.PICBASIC源程序存放在外擴(kuò)的24LC16BE²PROM中。E²PROM的容量為2K字節(jié)，約可存放600～800條語(yǔ)句。

1.2 8位LED控制驅(qū)動(dòng)器PS7219

PS7219引腳排列如圖2所示。PS7219是一種高性能，低價(jià)格的多位LED顯示驅(qū)動(dòng)器。它在性能上完全兼容MAX7219，并增添了位閃等功能。其接口采用流行的同步串行外設(shè)接口（SPI），可與任何一種單片機(jī)方便接口，并可同時(shí)提供64路輸出或驅(qū)動(dòng)64只獨(dú)立LED。PS7219內(nèi)部具有158RAM功能控制寄存器，可方便尋址，對(duì)每位數(shù)字可單獨(dú)控制、刷新，不需重寫(xiě)整個(gè)顯示器。顯示的亮度可數(shù)字控制，每位都具有閃爍使能控制位，引腳CON置高電平，可禁止所有顯示，達(dá)到降低功耗的效果，并不影響對(duì)控制寄存器的修改。PS7219還有一個(gè)掉電模式，一個(gè)允許用戶(hù)從1位數(shù)顯示到8位數(shù)顯示選擇的掃描界限寄存器和一個(gè)強(qiáng)迫所有LED接通的測(cè)試模式。N個(gè)PS7219級(jí)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)N8位LED的顯示。

2 硬件設(shè)計(jì)

硬件組成框圖如圖3所示。

圖3多路端口的可編程霓虹燈及彩燈 控制器框圖

鍵盤(pán)輸入由于對(duì)按鍵的要求不是太高，故使用了PS1016獨(dú)有的POT語(yǔ)句來(lái)識(shí)別所按的鍵；數(shù)碼顯示為4個(gè)8段數(shù)碼管，可由帶I²C接口的LED驅(qū)動(dòng)器SAA1064驅(qū)動(dòng)；與微機(jī)的接口使用了MAX232接口電路。

整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)PS1016為核心，它控制整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出。其控制可分為編程和運(yùn)行兩個(gè)狀態(tài)，在編程狀態(tài)PS1016接受小鍵盤(pán)的輸入并把數(shù)據(jù)處理后存儲(chǔ)到1M位CMOS串行E²PROM24LC256中。運(yùn)行時(shí)從24LC256中順序取出數(shù)據(jù)并按編程設(shè)計(jì)要求發(fā)送到各個(gè)PS7219中，點(diǎn)亮端口，整個(gè)程序循環(huán)運(yùn)行。每增加一個(gè)分機(jī)便增加64路輸出。

3 軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)程序也分為編程和運(yùn)行兩個(gè)部分，程序總框圖如圖4所示。
XJ.3.gif (4063 字節(jié))
圖4程序流程框圖

本程序關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的輸入、讀取和寫(xiě)入。對(duì)24LC256的讀寫(xiě)及對(duì)PS7219的寫(xiě)入格式程序的編寫(xiě)可參考力源的有關(guān)手冊(cè)。存儲(chǔ)在24LC256中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和標(biāo)志位可以根據(jù)需要自己決定，這樣可以方便將來(lái)用微機(jī)通過(guò)RS232口下傳控制代碼。PS1016單片機(jī)的程序在微機(jī)上編好后，通過(guò)開(kāi)發(fā)器下傳至單片機(jī)。

PS1016利用SDA和SCL兩根引腳形成一個(gè)I²C總線(xiàn)接口，數(shù)據(jù)傳送速率為60kHz，使PS1016能擴(kuò)展I²C器件。

I²C數(shù)據(jù)傳送格式如圖5所示：

其中S為啟動(dòng)信號(hào)，A為應(yīng)答信號(hào)，R/W為讀/寫(xiě)位，P為停止信號(hào)。

器件

類(lèi)型

器件

選擇

R/W

數(shù)據(jù)1

數(shù)據(jù)2

數(shù)據(jù)3

…

圖5I²C數(shù)據(jù)傳送格式

24LC256工作于單字節(jié)讀寫(xiě)或頁(yè)讀寫(xiě)模式，利用數(shù)據(jù)1，數(shù)據(jù)2來(lái)形成高低位地址。以下是PS1016讀寫(xiě)24LC256程序，實(shí)現(xiàn)單字節(jié)數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀出。

'###寫(xiě)24LC256###

'W10鍵盤(pán)輸入的要點(diǎn)亮的端口號(hào)

'高位為b21低位為b20

'W1116位地址計(jì)數(shù)器高位為b23低位為b22

IICOUT$0A,$02,b23,b22,b21'寫(xiě)入高位數(shù)據(jù)

W11=W11+1

IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20'寫(xiě)入低位數(shù)據(jù)

W11=W11+1

goto KEYBOARD INPUT'到鍵盤(pán)輸入子程序

…

'###讀24LC256###

W11=0'地址計(jì)數(shù)器清零