CN103702494B - 一种两管脚rgb-led控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两管脚RGB-LED控制电路，包括依次串接的电压信号检测发送单元、数据串并转换模块、锁存器以及地址比较单元；其中锁存器引出三路控制线分别控制三个MOS管，每个MOS管对应连接一个LED灯；所述电压信号检测发送单元包括两个运算放大器，两个运算放大器同时连接一个电源，且其中一个运算放大器输入的基准电压为2V，另一个运算放大器输入的基准电压为5V，两个运算放大器将比较的结果数据输出到数据串并转换模块，由数据串并转换模块将串行信号转换为并行信号，并存储在锁存器中锁存；锁存器将其中的信号与地址比较单元进行比较，根据比较结果控制MOS管，进而控制每个LED灯。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED控制技术领域，特别是一种两管脚RGB-LED控制电路。
背景技术
在目前LED行业内如果需要实现对LED信号的多路开关控制，需要至少三根或者更多的线才能实现信号的传输。每路灯串单独控制，会用到多根电线连接信号，工艺复杂，不宜与工业生产。整个产品外观复杂，电线很多，产品臃肿，使产品的竞争力差，产品成本高，价格高，人工成本高。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种两管脚RGB-LED控制电路。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种两管脚RGB-LED控制电路，包括依次串接的电压信号检测发送单元、数据串并转换模块、锁存器以及地址比较单元；其中锁存器引出三路控制线分别控制三个MOS管，每个MOS管对应连接一个LED灯；
所述电压信号检测发送单元包括两个运算放大器，两个运算放大器同时连接一个电源，且其中一个运算放大器输入的基准电压为2V，另一个运算放大器输入的基准电压为5V，两个运算放大器将比较的结果数据输出到数据串并转换模块，由数据串并转换模块将串行信号转换为并行信号，并存储在锁存器中锁存；锁存器将其中的信号与地址比较单元进行比较，根据比较结果控制MOS管，进而控制每个LED灯。
本发明中，对电压信号检测发送单元分别输入两路电压信号，由电压信号检测发送单元分别进行处理输出，将电压信号检测发送单元输出的数据进行脉宽检测，将并行信号转换为串行数字信号，得到指令代码，将指令代码设置为包含LED控制指令位和地址位，译码后放入锁存器中；同时将指令代码中的地址位跟地址比较单元中的数据比较，从而判断是否将锁存器中的LED控制指令位分别发送给R、G、B三个LED分别进行PWM调制，从而分别控制三个LED。
本发明中，采用PWM调制方式来调节三个LED灯光的亮度，调节的亮度范围为0～255，0为暗，255为最高亮度。
本发明中，电源电压V+的范围在2～5V之间，两个运算放大器检测电源电压的高低，检测点设在2.4V，当电源电压高于2.4V时，为正常工作状态，当电源电压低于2.4V时，表示有控制信号要传送到芯片；定义信号的宽度，250微秒的信号代表数字0，500微秒宽度代表数字1，1000微秒代表传送结束的标记MARK；信号的宽度允许20％的宽容度；两个信号脉冲之间最少的间隔为125微秒。
本发明中，在电压信号检测发送单元发射信号后，电源电压提高至5V，时间为前一个信号发射时间的1～2倍，进行亮度补偿。
本发明中，电压信号检测发送单元和数据串并转换模块之间设有时钟振荡器，能够在电源电压大幅度变化的情况下保持小于5%的频率误差，当有信号输入时，对本次信号的宽度进行计时。
有益效果：本发明使得现在的灯串产品中就不再需要多根信号线，只需要单独的两根电源线就可以实现控制，没有繁琐的接线及连接方式且控制回路简单，完全达到原本需要多条信号才能实现的控制效果，工人操作简单，工艺简单，节约线材。本发明产品美观，成本相对低，整个产品的市场竞争力强。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明的一个实施例电路的示意图。
图2为本发明的控制原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的一个实施例电路，包括依次串接的电压信号检测发送单元、数据串并转换模块500、锁存器700以及地址比较单元600；电压信号检测发送单元和数据串并转换模块500之间设有时钟振荡器101。其中锁存器引出三路控制线900、1000、1100分别控制三个MOS管Q1、Q2、Q3，每个MOS管对应连接一个LED灯，分别对应RGB三色；所述电压信号检测发送单元包括两个运算放大器100、200、，两个运算放大器同时连接一个电源V+，且其中一个运算放大器输入的基准电压为2V，另一个运算放大器输入的基准电压为5V，两个运算放大器将比较的结果数据300和400输出到数据串并转换模块，由数据串并转换模块将串行信号转换为并行信号，并存储在锁存器中锁存；锁存器将其中的信号与地址比较单元进行比较，根据比较结果控制MOS管，进而控制每个LED灯。
如图2所示，本发明控制信号传输关系包括，对电压信号检测发送单元分别输入两路电压信号，由电压信号检测发送单元分别进行处理输出进行电压检测，将电压信号检测发送单元输出的数据进行脉宽检测，将并行信号转换为串行数字信号，得到指令代码，将指令代码设置为包含LED控制指令位和地址位，译码后放入锁存器中；同时将指令代码中的地址位跟地址比较器中的数据比较，从而判断是否将锁存器中的LED控制指令位分别发送给R、G、B三个LED分别进行PWM调制，从而分别控制三个LED。采用PWM调制方式来调节三个LED灯光的亮度，调节的亮度范围为0～255，0为暗，255为最高亮度。
电源电压的范围在2～5V之间，两个运算放大器检测电源电压的高低，检测点设在2.4V，当电源电压高于2.4V时，为正常工作状态，当电源电压低于2.4V时，表示有控制信号要传送到芯片；定义信号的宽度，250微秒的信号代表数字0，500微秒宽度代表数字1，1000微秒代表传送结束的标记MARK；信号的宽度允许20％的宽容度；两个信号脉冲之间最少的间隔为125微秒。
在电压信号检测发送单元发射信号后，电源电压提高至5V，时间为前一个信号发射时间的1～2倍，进行亮度补偿。
实施例2
利用电源电压的高低来传送控制信号，在供电电源的一侧，用单片机控制稳压电源的输出电压，电压的高低代表了有信号和无信号，因此，本发明看上去只有电源和地线两条线，没有常规的控制信号线。
时钟振荡器，能够在电源电压大幅度变化的情况下保持小于5%的频率误差，当有信号输入时，对本次信号的宽度进行计时。不同长度的信号代表了不同的信号含义。
完整的控制指令由多个信号组成，指令中包含了受控电路的地址码，以及RGB三个灯的亮度值。
当收到地址相符的指令后，立即按指令的亮度去驱动LED灯芯。
一个典型的控制指令可能如下形状：
解读如下：
__1__0_0_0_0__0_0_0_0_0_0_0_0___1__1__1__1__1__1__1__1__0_0_0_0_0_0_0_0__mark__
--地址1000-------红色0------------------绿色255-------------蓝色0-----结束标志。
本发明提供了一种两管脚RGB-LED控制电路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，包括依次串接的电压信号检测发送单元、数据串并转换模块、锁存器以及地址比较单元；其中锁存器引出三路控制线分别控制三个MOS管，每个MOS管对应连接一个LED灯；
所述电压信号检测发送单元包括两个运算放大器，两个运算放大器同时连接一个电源，且其中一个运算放大器输入的基准电压为2V，另一个运算放大器输入的基准电压为5V，两个运算放大器将比较的结果数据输出到数据串并转换模块，由数据串并转换模块将串行信号转换为并行信号，并存储在锁存器中锁存；锁存器将其中的信号与地址比较单元进行比较，根据比较结果控制MOS管，进而控制每个LED灯。
2.根据权利要求1所述的一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，对电压信号检测发送单元分别输入两路电压信号，由电压信号检测发送单元分别进行处理输出，将电压信号检测发送单元输出的数据进行脉宽检测，将并行信号转换为串行数字信号，得到指令代码，将指令代码设置为包含LED控制指令位和地址位，译码后放入锁存器中；同时将指令代码中的地址位跟地址比较单元中的数据比较，从而判断是否将锁存器中的LED控制指令位分别发送给R、G、B三个LED分别进行PWM调制，从而分别控制三个LED。
3.根据权利要求2所述的一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，采用PWM调制方式来调节三个LED灯光的亮度，调节的亮度范围为0～255，0为最低亮度，255为最高亮度。
4.根据权利要求2所述的一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，电源电压的范围在2～5V之间，两个运算放大器检测电源电压的高低，检测点设在2.4V，当电源电压高于2.4V时，为正常工作状态，当电源电压低于2.4V时，表示有控制信号要传送到芯片；定义信号的宽度，250微秒的信号代表数字0，500微秒宽度代表数字1，1000微秒代表传送结束的标记MARK；信号的宽度允许20％的宽容度；两个信号脉冲之间最少的间隔为125微秒。
5.根据权利要求2所述的一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，在电压信号检测发送单元发射信号后，电源电压提高至5V，时间为前一个信号发射时间的1～2倍，进行亮度补偿。
6.根据权利要求1所述的一种两管脚RGB-LED控制电路，其特征在于，电压信号检测发送单元和数据串并转换模块之间设有时钟振荡器，用于对信号的宽度进行计时。
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