專利名稱：多彩led裝飾燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多彩LED裝飾燈的結(jié)構(gòu)，特別是其中的控制器電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
多彩LED裝飾燈以多種顏色不同的發(fā)光二級(jí)管LED作為發(fā)光體，并由控制器控制LED的發(fā)光組合狀態(tài)，以達(dá)到多彩顯示的效果。傳統(tǒng)的控制器電路是將一組或多組LED整體作為控制對(duì)象，只能通過控制每組LED的不同灰度來實(shí)現(xiàn)裝飾燈整體彩色顯示效果。因此可產(chǎn)生的顏色變化模式單調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可產(chǎn)生豐富變化模式的多彩LED裝飾燈控制器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的控制器包括有微處理器和三個(gè)控制模塊，每個(gè)模塊控制一種顏色的LED，三個(gè)模塊的電路結(jié)構(gòu)類同，并共同與微處理器連接；在同一個(gè)控制模塊中，至少包含有一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片，該驅(qū)動(dòng)芯片具有串行數(shù)據(jù)輸入腳、串行數(shù)據(jù)輸出腳、時(shí)鐘信號(hào)輸入腳、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳、輸出允許控制腳以及多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳，每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳與LED連接；在各控制模塊之間，所有LED驅(qū)動(dòng)芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳并聯(lián)連接至微處理器的一條數(shù)據(jù)輸出腳，數(shù)據(jù)鎖存輸入腳并聯(lián)連接至微處理器另一條數(shù)據(jù)輸出腳；不同的控制模塊，其LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出允許控制腳連接至微處理器的不同的數(shù)據(jù)輸出腳，LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳連接至微處理器的不同的數(shù)據(jù)輸出腳。下面以三個(gè)控制模塊中的一個(gè)為例說明本實(shí)用新型的控制原理微處理器的一條數(shù)據(jù)輸出腳向LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳發(fā)送串行數(shù)據(jù)，另一條數(shù)據(jù)輸出腳向LED驅(qū)動(dòng)芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳發(fā)出時(shí)鐘控制信號(hào)，在時(shí)鐘控制信號(hào)作用下，串行數(shù)據(jù)在LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部移位寄存。當(dāng)接收完數(shù)據(jù)后，微處理器向LED驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)據(jù)鎖存輸入腳發(fā)出鎖存信號(hào)，使LED驅(qū)動(dòng)芯片鎖定已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。接著微處理器向LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出允許控制腳發(fā)出輸出使能信號(hào)，使LED驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)所存貯的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。由于LED驅(qū)動(dòng)芯片存貯的數(shù)據(jù)決定了LED驅(qū)動(dòng)腳高低電平的排列組合狀態(tài)，也就是各支LED的亮滅狀態(tài)，而輸出使能信號(hào)又可控制這種高低電平排列組合狀態(tài)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，也就是LED每次點(diǎn)亮或熄滅時(shí)間的長(zhǎng)短，因此只要通過程序令微處理器不斷改變輸出至LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)，并在時(shí)鐘控制信號(hào)、數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)、輸出使能信號(hào)的共同配合作用下，就能靈活控制LED的發(fā)光狀態(tài)，例如控制LED以人眼察覺不到閃爍的頻率快速閃爍，并且控制LED在每個(gè)閃爍周期內(nèi)發(fā)光時(shí)間所占的比例，就能起到控制LED發(fā)光灰度的效果。以上是一個(gè)控制模塊的工作原理，其余兩個(gè)控制模塊的工作原理與其完全一樣。由此可見，本實(shí)用新型可獨(dú)立控制每只LED的發(fā)光灰度，而且只要改變程序就可改變顯示模式，變化模式豐富。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是只要改變程序就可產(chǎn)生各種顏色、圖案和文字的動(dòng)態(tài)顯示效果，適用范圍廣，而且如果令三種顏色的LED混合緊密排列，就能因不同顏色、不同發(fā)光灰度的LED混合在一起而產(chǎn)生配色效果，從而顯現(xiàn)出豐富的色彩，裝飾效果更佳。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中


圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是LED排列方式的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
參見
圖1，圖中三個(gè)虛線框分別表示三個(gè)控制模塊，每個(gè)模塊控制一種顏色的LED，本實(shí)施例取紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED，構(gòu)成紅色控制模塊1、綠色控制模塊2和藍(lán)色控制模塊3。三個(gè)模塊的電路結(jié)構(gòu)相同，并共同與一個(gè)微處理器4連接。每個(gè)模塊由多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片級(jí)聯(lián)組成，圖中每個(gè)模塊只示出兩個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片，其余的LED驅(qū)動(dòng)芯片按同樣的連接方式依次級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要的LED數(shù)量而定。作為最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，每個(gè)控制模塊可以只包含一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片。此外，不同的控制模塊所包含的LED驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量既可以相同也可以不同，但三個(gè)控制模塊都具有類同的結(jié)構(gòu)，亦即同一模塊中的LED驅(qū)動(dòng)芯片都是級(jí)聯(lián)連接的。每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片都具有串行數(shù)據(jù)輸入腳SERIAL_IN、串行數(shù)據(jù)輸出腳SERIAL_OUT、時(shí)鐘信號(hào)輸入腳CLK、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳LATCH、輸出允許控制腳ENABLE，以及16個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳OUT0～OUT15。不同型號(hào)的LED驅(qū)動(dòng)芯片具有不同數(shù)量的LED驅(qū)動(dòng)腳，本實(shí)施例采用ST2221型LED驅(qū)動(dòng)芯片，此外也可采用TPIC595等其它功能類似的芯片。下面以紅色模塊1為例說明電路結(jié)構(gòu)由左至右，前一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片5的串行數(shù)據(jù)輸出腳SERIAL_OUT與下一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片6的串行數(shù)據(jù)輸入腳SERIAL_IN連接，所有LED驅(qū)動(dòng)芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳CLK、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳LATCH、輸出允許控制腳ENABLE同類并聯(lián)，形成時(shí)鐘信號(hào)控制線7、數(shù)據(jù)鎖存控制線8、輸出允許控制線9，LED驅(qū)動(dòng)芯片的每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳連接有一只LED。綠色和藍(lán)色控制模塊2、3的電路結(jié)構(gòu)與紅色控制模塊1相同。所有控制模塊的時(shí)鐘信號(hào)控制線7并聯(lián)連接至微處理器的一條數(shù)據(jù)輸出腳I/O_2，數(shù)據(jù)鎖存控制線8并聯(lián)連接至微處理器另一條數(shù)據(jù)輸出腳I/O_3。三個(gè)控制模塊的輸出允許控制線9、10、11分別連接至微處理器的數(shù)據(jù)輸出腳I/O_4、I/O_6、I/O_8，三個(gè)控制模塊的第一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳SERIAL_IN分別連接至微處理器的數(shù)據(jù)輸出腳I/O_1、I/O_5、I/O_7。微處理器4可采用各種類型的單片機(jī)，如51系列單片機(jī)或PIC系列單片機(jī)，這些單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出腳的邏輯功能完全由程序控制。下面以紅色控制模塊1為例說明本實(shí)用新型的控制原理微處理器的I/O_1腳向第一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳SERIAL_IN發(fā)送串行數(shù)據(jù)，并通過時(shí)鐘信號(hào)控制線7同時(shí)向各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)出時(shí)鐘控制信號(hào)，在時(shí)鐘控制信號(hào)協(xié)調(diào)控制下，串行數(shù)據(jù)在第一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片5內(nèi)部移位寄存，當(dāng)該級(jí)芯片存滿后，通過串行數(shù)據(jù)輸出腳SERIAL_OUT，按先進(jìn)先出的原則向下一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片6的串行數(shù)據(jù)輸入腳SERIAL_IN移送串行數(shù)據(jù)，依此類推，當(dāng)各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片都接收到數(shù)據(jù)后，微處理器4便通過數(shù)據(jù)鎖存控制線8同時(shí)向各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)出鎖存信號(hào)，使各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片鎖定已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。接著微處理器4通過輸出允許控制線9同時(shí)向各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)出輸出使能信號(hào)，使各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)各自存貯的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光，不同的數(shù)據(jù)決定了LED驅(qū)動(dòng)腳OUT0～OUT15不同的高低電平排列組合狀態(tài)，也就是控制了各只LED的亮滅狀態(tài)，而微處理器的I/O_4腳發(fā)出的輸出使能信號(hào)又可控制這種高低電平排列組合狀態(tài)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，也就是LED每次點(diǎn)亮或熄滅時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)要刷新各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片存貯的數(shù)據(jù)時(shí)，只要先由微處理器的I/O_4腳發(fā)出信號(hào)，使各級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片恢復(fù)接收數(shù)據(jù)的功能，然后就可按前述過程重新向LED驅(qū)動(dòng)芯片傳送數(shù)據(jù)、鎖定數(shù)據(jù)，并按新的高低電平排列組合驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。只要刷新LED驅(qū)動(dòng)芯片的速度足夠快，使人眼察覺不到LED的閃爍，并且控制LED每次點(diǎn)亮?xí)r間的長(zhǎng)短，也就是在每個(gè)閃爍周期內(nèi)發(fā)光時(shí)間所占的比例，就能起到控制LED發(fā)光灰度的效果。以上是紅色控制模塊的工作原理，綠色和藍(lán)色控制模塊的工作原理與其完全一樣。如此，本實(shí)施例可獨(dú)立控制每只LED的發(fā)光灰度，而且只要改變程序就可改變顯示模式，變化模式豐富作為最佳實(shí)施方式，三種顏色的LED混合緊密排列的結(jié)構(gòu)形式，最好是以多個(gè)排列結(jié)構(gòu)相同的單元排列而成，每個(gè)單元由兩只紅色LED、一只綠色LED和一只藍(lán)色LED構(gòu)成，四只LED排列成矩形，而且兩只紅色LED位于同一條對(duì)角線上。如圖2所示，圖中“○”表示紅色LED，“△”表示綠色LED，“×”表示藍(lán)色LED，每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元，在每個(gè)單元中，都由四只LED排列成矩形，而且兩只紅色LED位于同一條對(duì)角線上。采用這種排列結(jié)構(gòu)，可以按白平衡原理控制每個(gè)單元內(nèi)的紅、綠、藍(lán)三種顏色所占的比例，使各個(gè)單元調(diào)配出多種不同的顏色，所有單元排列在一起就能呈現(xiàn)出色彩斑斕的效果。多個(gè)單元排列在一起既可以組成圖2所示的平面狀，也可以排列成曲面以及“一”字形、環(huán)形、弧形等多種線形。
權(quán)利要求1.一種多彩LED裝飾燈控制器，其特征是a.控制器包括微處理器和三個(gè)控制模塊，每個(gè)模塊控制一種顏色的LED，三個(gè)模塊的電路結(jié)構(gòu)類同，并共同與微處理器連接；b.在同一個(gè)控制模塊中，至少包含有一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片，該驅(qū)動(dòng)芯片具有串行數(shù)據(jù)輸入腳、串行數(shù)據(jù)輸出腳、時(shí)鐘信號(hào)輸入腳、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳、輸出允許控制腳以及多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳，每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳與LED連接；c.在各控制模塊之間，所有LED驅(qū)動(dòng)芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳并聯(lián)連接至微處理器的一條數(shù)據(jù)輸出腳，數(shù)據(jù)鎖存輸入腳并聯(lián)連接至微處理器另一條數(shù)據(jù)輸出腳；d.不同的控制模塊，其LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出允許控制腳連接至微處理器的不同的數(shù)據(jù)輸出腳，LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳連接至微處理器的不同的數(shù)據(jù)輸出腳。
2.如權(quán)利要求1所述的多彩LED裝飾燈，其特征是每個(gè)控制模塊由多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片級(jí)聯(lián)組成，前一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸出腳與下一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳連接，第一級(jí)LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)輸入腳連接至微處理器的一條數(shù)據(jù)輸出腳，同一控制模塊中的各個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳、輸出允許控制腳同類并聯(lián)，形成時(shí)鐘信號(hào)控制線、數(shù)據(jù)鎖存控制線、輸出允許控制線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及多彩LED裝飾燈控制器的電路結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是由三個(gè)電路結(jié)構(gòu)類同的控制模塊分別驅(qū)動(dòng)三種顏色的LED，三個(gè)控制模塊由微處理器控制，每控制模塊至少包含一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片，該驅(qū)動(dòng)芯片具有串行數(shù)據(jù)輸入腳、串行數(shù)據(jù)輸出腳、時(shí)鐘信號(hào)輸入腳、數(shù)據(jù)鎖存輸入腳、輸出允許控制腳以及多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)腳。本實(shí)用新型的工作原理是通過程序令微處理器不斷改變輸出至LED驅(qū)動(dòng)芯片的串行數(shù)據(jù)，并在時(shí)鐘控制信號(hào)、數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)、輸出使能信號(hào)的共同配合作用下，獨(dú)立控制每只LED的發(fā)光狀態(tài)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是只要改變程序就可產(chǎn)生各種動(dòng)態(tài)顯示效果，而且如果令三種顏色的LED混合排列，就能產(chǎn)生配色效果，顯現(xiàn)出豐富的色彩。
文檔編號(hào)G09G3/32GK2528185SQ0222512
公開日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者余彬海, 李偉平, 董剛 申請(qǐng)人:佛山市光電器材公司