P9816驱动的护栏管显示与控制系统设计

1．1．3 电源电路设计
发光二极管和P9816的工作电压是不同的，P9816正常工作需要+5 V电源，当只提供24 V电源时，需要设计电路来得到5 V电压。电源电路如图5所示。

电路中选用LM78L05作为稳压器件，其输出电流可为100mA。LM78L05长时间工作会发热，加限流、分压电阻R1，经测试得到LM78L05输入端电压为7．1V，因此LM78L05可以稳定工作在稳压状态。此电路既可以满足各元器件的工作电压，又极大地降低了电路成本，是一种比较理想的设计方案。
1．2 MCU控制器电路设计
控制器部分有STC89C52单片机、SD卡电路、74HC245驱动电路、电源以及液晶显示5部分。控制器部分的整体结构框图如图6所示。

选用STC89C52单片机作为控制器，它是一款高速、低功耗和超强抗干扰的单片机。丁作电压范围为3．3～5．5 V，工作频率为0～40 MHz，实际工作频率可达48 MHz。此处选用5 V工作电压，对于晶振电路，该系统选用的是频率为27 MHz的石英晶振。在满足控制要求的前提下又使此单片机的内部资源得到最大限度的利用。
利用74HC245总线驱动器，提高电路的带负载能力。74HC245是高集成芯片，使用时接线简单。将引脚1(DIR)接高电平，引脚19(OE)为使能端，若该脚为“1”则A／B端的信号将不导通，只有为“0”时A／B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用，所以正常使用时该引脚接地即可实现A端输入、B端输出。

STC89C52与SD卡采用模拟串口通信，在控制器读取SD卡中的效果文件时，SD卡中的护栏管点数和文件个数通过LCD1602显示出来。电源采用图5提供的5 V电压供电。控制电路如图7所示。复位电路选用了电容与电阻串联的形式，电解电容C1=10μF，R1=1kΩ。

2 护栏管软件设计
本系统很容易实现STC89C52单片机与P9816控制芯片通信。P9816通信协议与P9813兼容，P9816通信协议图如图8所示。

前32位“0”为起始帧，在CIN上升沿时打入，并且时序DIN要先于CIN，标志位为2个“1”。校验数据“B7”与“B6”为蓝色灰度数据的“B7”与“B6”的反码，灰度级数据要高位先入，并且是蓝绿红顺序。
将已经包含效果文件的SD卡放入MCU控制器的卡槽中，当要求护栏管显示内容时，可以直接打开开关。在程序的执行过程中，首先是读取SD卡中的数据，为使程序能够高效的运行，规定SD卡中的每个效果文件具有一定的格式：
①第1个效果文件的第1个512字节中的前4个字节存放护栏管的点数(512点或1024点或其他)；
②第1个效果文件的第1个512字节中的第5个、第6个和第7个字节存放此SD卡中包含的效果文件的个数；
③第1个效果文件的第1个512字节中的第8个字节若为1，表示循环发送整个SD卡中的数据，为0表示只发送一次SD卡中的数据；
④从第1个效果文件的第2个512字节及其他的效果文件的第1个512字节开始存放护栏管的灰度数据。
STC89C52单片机中的程序和SD卡中的数据是严格遵守此规则的，制定此规则同时也具有加密的作用。然后进行数据分析，得到护栏管点数、文件个数以及数据的地址。最后按照P9816通信协议中的数据格式来发送数据。本系统的程序结构简单，思路明确，系统程序流程图如图9所示。

结语
本系统设计制作的护栏管完成了预期目标，软硬件相结合取得了较好的实验效果。实际中是动态的，根据SD卡中不同的数据显示各种各样的颜色和图案。

图10为护栏管实物图。本文设计的护栏管显示控制系统，成本低、应用灵活、硬件电路设计制作相对比较简单，非常适合用于城市夜化美化工程，具有较好的应用前景。