多路端口可編程霓虹燈及彩燈控制器
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上傳人：admin 上傳時(shí)間： 2007-02-08 瀏覽次數(shù)： 175 |
編者按：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)。
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。
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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。 |
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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15×8RAM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)N×8位LED的顯示。
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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。
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)。
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)。
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S |
器件
類(lèi)型 |
器件
選擇 |
R/W |
A |
數(shù)據(jù)1 |
A |
數(shù)據(jù)2 |
A |
數(shù)據(jù)3 |
… |
A |
P |
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 |
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… |
| '###讀24LC256### |
| W11=0 '地址計(jì)數(shù)器清零 |
| IICIN$0A,$02,b23,b22,b21 '讀入高位數(shù)據(jù) |
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W11=W11+1 |
| IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20 '讀入低位數(shù)據(jù) |
| If w11=$FFFFthen START '結(jié)束標(biāo)志，重新開(kāi)始 |
| W11=W11+1 |
| … '發(fā)送W10數(shù)據(jù)到PS7219子程序 |
| goto LOOP |
本設(shè)計(jì)已制作成功，在淮陰市商場(chǎng)的霓虹燈（共237路）廣告中使用，性能良好，使用靈活，價(jià)格低廉。受到用戶(hù)肯定。
以上的程序設(shè)計(jì)，如果略加修改，便可用于可控大型焰火的燃放等其它領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)
1PS1016BASIC單片機(jī)使用說(shuō)明書(shū).武漢:武漢力源電子股份有限公司,1997.5
參考文獻(xiàn)
1PS1016BASIC單片機(jī)使用說(shuō)明書(shū).武漢:武漢力源電子股份有限公司,1997.5
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