多路端口可编程霓虹灯及彩灯控制器-EDA365

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多路端口可编程霓虹灯及彩灯控制器

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现有的霓虹灯以及彩灯控制器多是使用专用集成电路，其中固化多种闪烁方式，一般只提供4～16路输出。由于在大型霓虹灯中使用的控制器路数相当多，一般只能定做，代价高而且灵活性较差。本设计由于采用了力源公司的新一代basic单片机ps1016及高性价比的8位led控制驱动器ps7219，从而可实现多路端口，并且能够对任一端口进行控制，可广泛用于大型霓虹灯、塑料霓虹灯以及彩灯的可编程控制，既可在产品上直接编程，又可在计算机上调试好直接传输。具有设计简单、使用方便等特点。

1主要器件介绍1.1 ps1016单片机

ps1016单片机引脚排列如图1所示，其特点如下：

1.固化在芯片内部的picbasic解释程序，提供32条语句；

2.20mhz的系统时钟，16位双向的位可独立编程为输入/输出（i/o）口，支持多种i/o操作；

3.picbasic源程序存放在外扩的24lc16be2prom中。e2prom的容量为2k字节，约可存放600～800条语句。

1.2 8位led控制驱动器ps7219

ps7219引脚排列如图2所示。ps7219是一种高性能，低价格的多位led显示驱动器。它在性能上完全兼容max7219，并增添了位闪等功能。其接口采用流行的同步串行外设接口（spi），可与任何一种单片机方便接口，并可同时提供64路输出或驱动64只独立led。ps7219内部具有15×8ram功能控制寄存器，可方便寻址，对每位数字可单独控制、刷新，不需重写整个显示器。显示的亮度可数字控制，每位都具有闪烁使能控制位，引脚con置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，并不影响对控制寄存器的修改。ps7219还有一个掉电模式，一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有led接通的测试模式。n个ps7219级联，可实现n×8位led的显示。

2 硬件设计

硬件组成框图如图3所示。

图3多路端口的可编程霓虹灯及彩灯控制器框图键盘输入由于对按键的要求不是太高，故使用了ps1016独有的pot语句来识别所按的键；数码显示为4个8段数码管，可由带i2c接口的led驱动器saa1064驱动；与微机的接口使用了max232接口电路。

整个系统以单片机ps1016为核心，它控制整个系统的输入输出。其控制可分为编程和运行两个状态，在编程状态ps1016接受小键盘的输入并把数据处理后存储到1m位cmos串行e2prom24lc256中。运行时从24lc256中顺序取出数据并按编程设计要求发送到各个ps7219中，点亮端口，整个程序循环运行。每增加一个分机便增加64路输出。

3 软件设计

整个程序也分为编程和运行两个部分，程序总框图如图4所示。图4程序流程框图本程序关键在于数据的输入、读取和写入。对24lc256的读写及对ps7219的写入格式程序的编写可参考力源的有关手册。存储在24lc256中的数据结构和标志位可以根据需要自己决定，这样可以方便将来用微机通过rs232口下传控制代码。ps1016单片机的程序在微机上编好后，通过开发器下传至单片机。

ps1016利用sda和scl两根引脚形成一个i2c总线接口，数据传送速率为60khz，使ps1016能扩展i2c器件。

i2c数据传送格式如图5所示：

其中s为启动信号，a为应答信号，r/w为读/写位，p为停止信号。

器件

类型

器件

选择

r/w

数据1

数据2

数据3

…