工业控制 | 能源技术 | 汽车电子 | 通信网络 | 安防监控 | 智能电网 | 移动手持 | 无线技术 | 家用电器 | 数字广播 | 消费电子 | 应用软件 | 其他方案

电路设计->综合电路图->综合电路图->P9816驱动的护栏管显示与控制系统设计

P9816驱动的护栏管显示与控制系统设计

作者:fanxiaoxi时间:2022-11-18

 

  目前市场上有多种LED护栏管以及护栏管驱动芯片,本系统选用P9816芯片来驱动护栏管。比较常见的护栏管有6、8、12、16、32段等,每一段又称为一个像素点,段数越多,显示的效果越好。该系统选用6段的护栏管,其中的发光二极管是由控制器STC89C52、P9816和部分外围电路控制。

  1 护栏管硬件电路设计

  6段护栏管即一根护栏管上有6段,每段各有6个红色发光二极管、6个绿色发光二极管、6个蓝色发光二极管,每种颜色的二极管又可以实现256个灰度级变化,3种颜色不同灰度级的不同组合可以使每一段显示出不同的色彩。因此,护栏管可以达到非常好的混色效果。根据用户的需要,把护栏管排列成不同的形状,串联起来放在建筑物的四周或者道路两侧;也可以把若干护栏管组合成屏幕,显示各种信息。护栏管级联结构框图如图1所示。

  

 

  系统包括控制器部分以及护栏管显示部分。每一根护栏管上有一个P9816驱动芯片,采用24 V直流稳压电源(电源1)对护栏管上的发光二极管供电,通过电源电路把24 V电压转变成5 V(电源2)对单片机STC89C52和P9816驱动芯片供电。把效果文件放入被格式化过的SD卡中,利用控制器读取SD卡中的内容并将数据送入护栏管显示。本系统选用了高集成度的芯片,如单片机STC89C52、74HC245、P9816驱动芯片,硬件电路比较简洁,便于设计和制作,方便实验。

  1.1 LED护栏管显示设计

  护栏管显示部分包括P9816驱动电路、LED护栏管发光电路以及电源电路3部分。

  1.1.1 P9816驱动电路设计

  P9816作为护栏管的驱动芯片有以下优点:

  ①它是一款全彩点光源LED驱动芯片,采用CMOS工艺,提供9路恒流驱动及256级灰度调制输出;使用1/2分频技术,使1片IC能控制6个像素点,用于驱动显示灯光变幻、彩色动漫图案。

  ②根据不同控制器和客户不同形式要求,进行脱机或联机运行,可视效果分明,级联方式简单,数据传输稳定,抗干扰能力强。

  ③最大串行输入数据时钟频率为10 MHz,数据信号锁相再生,1 MHz数据传输速度下级联点光源可达1 024个。

  由此可见P9816是一种比较理想的LED护栏管驱动芯片。本文考虑到设计的复杂性和现有的软硬件没备,决定使用单一控制器对LED护栏管进行控制,在以后产品更新过程中可以逐步使用多个控制器,这样就使整个系统相对较容易控制。给驱动芯片供电即可正常工作,P9816驱动电路如图2所示。

  

 

  P9816输出 3组信号,可以控制3段发光二极管,而一根护栏管有6段。需要设计一个电路,当分频信号SEL为高电平“1”时,扫描1、3、5段,此时1、3、5段发光二极管亮;SEL为低电平“0”时,扫描2、4、6段,此时2、4、6段发光二极管亮,实现对6段护栏管的分时控制。

  

 

  分时控制电路如图3所示。其中VCC为高电平。工作原理如下:当SEL为高电平时,Q1导通,Q4的基极为低电平,从而使Q4导通;同时,Q2导通,Q3截止,Q5的基极为高阻态,从而Q5截止。利用Q4、Q5的开关特性通过DA、DB的高低电平不同来实现分时控制。

  1.1.2 LED护栏管电路设计

  P9816提供电流驱动,每路驱动的最大电流是26 mA,此电流可以使发光二极管能够正常发光。LED护栏管电路如图4所示。DA、DB电压约为22 V,且流过发光二极管的电流约为10 mA时二极管即可正常发光。由于发光二极管的颜色不同,导致各个管压降不同,红色发光二极管的压降为2 V,绿色和蓝色发光二极管的压降为3V。因此在红色发光二极管的电路中使用了一个5.1 V的稳压二极管进行降压。并且电路接的电阻较大为510 Ω,红色发光二极管的电路总压降可以近似表示为5.1V+510x 0.01V+6×2 V=22.2V,符合电路设计要求;绿色和蓝色发光二极管的管压降几乎相同,因此绿色和蓝色发光二极管可以使用相同的硬件发光电路,接360Ω的电阻,其正常工作时的电路的总压降可以表示为360×0.01V+3×6 V=11.6V。经过实验测试,设计的电路系统可稳定工作,红、绿、蓝发光二极管可以正常发光,初步实现了预期效果。

  

 

  



评论

技术专区