多路端口可編程霓虹燈及彩燈控制器
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數： 175 |
編者按：現有的霓虹燈以及彩燈控制器多是使用專用集成電路，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相當多，一般只能定做，代價高而且靈活性較差。本設計由于采用了力源公司的新一代BASIC單片機PS1016及高性價比的8位LED控制驅動器PS7219，從而可實現多路端口，并且能夠對任一端口進行控制，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，既可在產品上直接編程，又可在計算機上調試好直接傳輸。具有設計簡單、使用方便等特點。
圖3多路端口的可編程霓虹燈及彩燈控制器框圖
鍵盤輸入由于對按鍵的要求不是太高，故使用了PS1016獨有的POT語句來識別所按的鍵；數碼顯示為4個8段數碼管，可由帶I2C接口的LED驅動器SAA1064驅動；與微機的接口使用了MAX232接口電路。
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1主要器件介紹
1.1 PS1016單片機 PS1016單片機引腳排列如圖1所示，其特點如下：
1.固化在芯片內部的PICBASIC解釋程序，提供32條語句；
2.20MHz的系統時鐘，16位雙向的位可獨立編程為輸入/輸出（I/O）口，支持多種I/O操作；
3.PICBASIC源程序存放在外擴的24LC16BE2PROM中。E2PROM的容量為2K字節，約可存放600～800條語句。 |
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1.2 8位LED控制驅動器PS7219
PS7219引腳排列如圖2所示。PS7219是一種高性能，低價格的多位LED顯示驅動器。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接口（SPI），可與任何一種單片機方便接口，并可同時提供64路輸出或驅動64只獨立LED。PS7219內部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便尋址，對每位數字可單獨控制、刷新，不需重寫整個顯示器。顯示的亮度可數字控制，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，達到降低功耗的效果，并不影響對控制寄存器的修改。PS7219還有一個掉電模式，一個允許用戶從1位數顯示到8位數顯示選擇的掃描界限寄存器和一個強迫所有LED接通的測試模式。N個PS7219級聯，可實現N×8位LED的顯示。
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2 硬件設計
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
鍵盤輸入由于對按鍵的要求不是太高，故使用了PS1016獨有的POT語句來識別所按的鍵；數碼顯示為4個8段數碼管，可由帶I2C接口的LED驅動器SAA1064驅動；與微機的接口使用了MAX232接口電路。
整個系統以單片機PS1016為核心，它控制整個系統的輸入輸出。其控制可分為編程和運行兩個狀態，在編程狀態PS1016接受小鍵盤的輸入并把數據處理后存儲到1M位CMOS串行E2PROM24LC256中。運行時從24LC256中順序取出數據并按編程設計要求發送到各個PS7219中，點亮端口，整個程序循環運行。每增加一個分機便增加64路輸出。
3 軟件設計
整個程序也分為編程和運行兩個部分，程序總框圖如圖4所示。
圖4程序流程框圖
本程序關鍵在于數據的輸入、讀取和寫入。對24LC256的讀寫及對PS7219的寫入格式程序的編寫可參考力源的有關手冊。存儲在24LC256中的數據結構和標志位可以根據需要自己決定，這樣可以方便將來用微機通過RS232口下傳控制代碼。PS1016單片機的程序在微機上編好后，通過開發器下傳至單片機。
圖4程序流程框圖
本程序關鍵在于數據的輸入、讀取和寫入。對24LC256的讀寫及對PS7219的寫入格式程序的編寫可參考力源的有關手冊。存儲在24LC256中的數據結構和標志位可以根據需要自己決定，這樣可以方便將來用微機通過RS232口下傳控制代碼。PS1016單片機的程序在微機上編好后，通過開發器下傳至單片機。
PS1016利用SDA和SCL兩根引腳形成一個I2C總線接口，數據傳送速率為60kHz，使PS1016能擴展I2C器件。
I2C數據傳送格式如圖5所示：
其中S為啟動信號，A為應答信號，R/W為讀/寫位，P為停止信號。
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S |
器件
類型 |
器件
選擇 |
R/W |
A |
數據1 |
A |
數據2 |
A |
數據3 |
… |
A |
P |
圖5I2C數據傳送格式
24LC256工作于單字節讀寫或頁讀寫模式，利用數據1，數據2來形成高低位地址。以下是PS1016讀寫24LC256程序，實現單字節數據寫入和讀出。
| '###寫24LC256### |
| 'W10鍵盤輸入的要點亮的端口號 |
| '高位為b21低位為b20 |
| 'W1116位地址計數器高位為b23低位為b22 |
| IICOUT$0A,$02,b23,b22,b21 '寫入高位數據 |
| W11=W11+1 |
| IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20 '寫入低位數據 |
| W11=W11+1 |
| goto KEYBOARD INPUT '到鍵盤輸入子程序 |
|
… |
| '###讀24LC256### |
| W11=0 '地址計數器清零 |
| IICIN$0A,$02,b23,b22,b21 '讀入高位數據 |
|
W11=W11+1 |
| IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20 '讀入低位數據 |
| If w11=$FFFFthen START '結束標志，重新開始 |
| W11=W11+1 |
| … '發送W10數據到PS7219子程序 |
| goto LOOP |
本設計已制作成功，在淮陰市商場的霓虹燈（共237路）廣告中使用，性能良好，使用靈活，價格低廉。受到用戶肯定。
以上的程序設計，如果略加修改，便可用于可控大型焰火的燃放等其它領域。
參考文獻
1PS1016BASIC單片機使用說明書.武漢:武漢力源電子股份有限公司,1997.5
參考文獻
1PS1016BASIC單片機使用說明書.武漢:武漢力源電子股份有限公司,1997.5
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