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LED电子礼花树控制器设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:用LED取代小型灯泡作为电子礼花树的显示器件具有节电、工作寿命长、高亮度、多发光颜色、响应快等优点。依据LED显示器件的特点及系统的可维护性和可扩充性需求,文章给出了一种电子礼花树系统主板、LED显示驱动板的硬件原理电路及主程序的工作流程框图,同时也对LED显示驱动芯片TPIC6B273进行了简要介绍。
  关键词:礼花树;LED;嵌入式系统;单片机;TPIC6B273
  
  随着人们工作、学习、休闲和娱乐环境的不断改善,城市的美化、亮化工程也在不断改观。电子礼花树作为美化、亮化工程的一项重要景观,一直为人们所重视。但现有的电子礼花树是以低压小型灯泡作为光源,在实际使用中凸现出耗电大、使用寿命短、易损坏以及缺乏色彩等严重缺点。
  
  LED是一种性能优良的显示器件,具有寿命长、节电、高亮度、多种发光颜色、响应速度快和驱动电压低等优点。用LED取代低压小型灯泡作为仿真礼花树的光源器件,不仅可以克服其原有缺点,而且具有节电、工作寿命长、高亮度、多发光颜色、响应速度快等优点,且在节省大量能源的同时还可以使电子礼花的工作更加丰富多彩、引人入胜。
  
  用LED作为显示器件的电子礼花树的控制器是以嵌入式微处理器为核心,辅以适当的驱动电路组成的。该控制器可在专用控制软件的控制下进行相应的工作。
  
  图1
  
  1硬件电路设计
  
  为了保证系统良好的维护性能并满足系统的可扩充需求,LED电子礼花树控制器在硬件电路的设计上采用了插板式的模块化设计方案。主控电路板和驱动电路板分设为两块插板,各自完成独立的不同功能,两种插板按照等同大小的几何尺寸来设计PCB板。一个LED电子礼花树控制器仅需要一块主控电路板和若干块驱动电路板(依据LED电子礼花树的规模大小而定)。主控电路板通过自定义的总线来控制各个驱动电路板的工作。在实际工作中,所有的主控电路板和驱动电路板都分别插在具有导轨的“机笼”中,各个插板之间主要通过26芯的扁平电缆来实现总线的互连,因而可方便系统的扩充并使系统的维修变得简单、快捷。
  
  1.1主控电路板设计
  
  LED电子礼花树是以嵌入式微处理器89C52(IC5)为核心,由于数据总线的数据只向外输出,因此,数据总线和地址总线的数据在经过74HC244总线驱动器(IC1、IC2)驱动后,应送入互连总线以增加系统的抗干扰能力。而用可编程门阵列芯片GAL16V8(IC3)作为输出芯片的高端地址译码,既可简化译码电路,又可保证各输出芯片地址译码的唯一性。硬件“看门狗”定时器电路是用具有RC振荡电路的波动计数器、CMOS芯片CD4060(IC4)为主构成的,其中C1、R1和VD2组成上电复位电路。改变R2或C3的值就可以微调“看门狗”定时器的工作时间,而改变VD3正极引脚到CD4060输出引脚的连接位置可以成倍地改变“看门狗”定时器的工作时间。跳线开关K1主要用于模拟礼花弹发射升空过程的工作速度设置,跳线开关K2用于模拟礼花弹高空爆炸过程工作速度的给定。总线的互连可通过专用接口(Z1)来实现。LED电子礼花树主控电路板的电路原理图如图1所示。
  
  图2
  
  1.2驱动控制电路板设计
  
  本电路的驱动电路板电路原理图如图2所示。为了系统扩展方便,该驱动电路采用插板结构设计

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