单片机控制LED轮廓显示原理及总体方案设计

成如图4所示连接方式。

　　图4 主从式实际通信连接方案示意图

　　因此从控制器的485收发模块包括一个接收模块和一个发送模块。从图3中可以看出接收部分得到信号未进入单片机就直接通过发送模块送出。既完成了控制要求，又简化了连接方式。


　　3 系统软件设计

　　系统软件设计包括上位机软件的设计、下位机程序设计两部分。上位机软件完成LED轮廓控制效果编辑与转换，然后直接修改下位机程序的BIN文件。下位机程序程序效果数据解释并执行。

　　3.1 轮廓色带数据设计

　　由于单片机内部程序空间有限，数据处理能力有限，所以需要用简洁的数据模型表示LED变换效果。因此本文设计了一种色带数据格式和特效数据格式。具体内容如表1所示。

　　表1 色带数据格式说明

　　从表1可知一个色带由7字节数据组成，表示一个最小渐变过程，如表1示例数据即表示从红色经过31级渐变变换成绿色。将所有上位机设计的变换效果需要的渐变过程按顺序生成一个数据。每一个特效数据由N个最小渐变色带数据组成，因此表示一个特效时只需指明包含的色带数和各个色带数据序号即可。这样便于基本色带的重复使用，节省了有限的程序存储空间，实现了控制要求。

　　3.2 主控制器软件设计

　　主控制器程序按循环扫描方式工作。在程序初始化后，进行按键扫描工作。按键事件有5个，分别是速度加、速度减、模式加、模式减和复位。LED显示屏的刷新率一般为15帧/秒，根据不同速度设置不同的刷新率，轮廓控制中每帧只更新一组数据，数据传输量较小，所以当到达设定时间后才发送相应的显示数据。每个扫描周期最后更新4位LED中的一位，然后修改位地址为下一个扫描周期做准备。具体的程序流程图如图5所示。

　　图5 主控制器工作流程图

　　3.3 从控制器软件设计

　　从控制器可工作于外控方式和内控方式。外控方式即按主控制器发送485数据和周期更新显示数据。内控方式是根据交流信号50 Hz的频率，根据固化的效果更新显示数据。

　　当从控制器接收到数据后，即工作于外控方式；如果一段时间没有收到外部数据，则自动转换成内控方式。具体的程序流程图如图6所示。

　　图6 从控制器工作流程图

　　4 结论

　　本文给出了一种基于STC单片机的LED轮廓控制系统设计方案。该系统性价比高，适应性强，可支持256灰度级的全彩楼宇亮化，也可以播放全彩动画。通过485快速传输数据，实现远程控制和方便现场安装。该系统为显示区域较大、安装条件多变的LED轮廓显示控制系统提供了良好的解决方案。利用分控制器完成对现有市场上的6803、2803和1809系列LED专用驱动芯片的兼容。本案开发的LED护栏管显示屏控制器已产品化，控制效果良好。