CN104039036B - 多功能控制面板led指示灯控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，该方法采用单片机的数字控制方法，实现多功能控制面板上的所有LED指示灯的控制；包括故障灯指示、闪烁，运行灯的指示、闪烁，以及多功能控制面板上的所有LED指示灯的亮度无级调节；该方法应用于由单片机UM1、LED驱动系统IC1、IC2、IC3以及LED指示系统LED1-LED14依序连接的机电总成中；本发明具有以下优点：1、在控制面板上无需安装电位计，直接通过按钮就可以实现所有LED指示灯的无级调光功能，可以使面板更紧凑，美观；2、当有故障或者其他重要信号出现时，控制面板上的所有指示灯可以旁路掉调光控制，直接全亮显示；3、可以通过很少的单片机输入/输出口来控制数量很多的LED指示灯。

Description

多功能控制面板LED指示灯控制方法
技术领域
本发明属于LED照明控制领域，特别适用于工业控制范围内的嵌入式多功能控制面板的指示控制的技术领域，具体涉及的是一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法。
背景技术
在很多工业控制领域都需要使用多功能的控制面板，而这些多功能控制面板主要有带灯按钮以及指示灯组成，这是因为工业控制领域要求对所有的信号都要有指示灯的明确指示，要做到人机交互界面友好，直观。
有些行业，比如船舶行业的驾控台操作面板，对信号的显示要求更加复杂，都提出了亮、灭的功能，还要求能按规律进行闪烁，无级调光指示。而且对控制面板的体积和美观都提出了更高的要求。
传统的电位计调节指示灯输入电压来实现调光目的方式存在着电路较复杂，而且可调的范围十分有限的缺陷，而且无法通过简单的电路实现闪烁的功能。
发明内容
本发明针对上述传统控制方法的不足之处，提出了一种简单，实用而且功能全面的多功能控制面板的LED指示灯控制方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
提供一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：该方法采用单片机的数字控制方法，实现多功能控制面板上的所有LED指示灯的控制；包括故障灯指示、闪烁，运行灯的指示、闪烁，以及多功能控制面板上的所有LED指示灯的亮度无级调节；
该方法应用于由单片机系统UM1、LED驱动系统IC1、IC2、IC3以及LED指示系统LED1-LED14依序连接的机电总成中；
其中：单片机UM1的P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别连接到IC2的3脚，1脚，5脚和9脚，然后经IC2对应的4脚，2脚，6脚和8脚连接到LED驱动系统的IC1，IC3的21脚，2脚，3脚，4脚，也就是形成了LED驱动系统所需要的控制信号ENABLE信号，数据输入信号DATA信号，时钟控制信号CLK信号和锁存信号LATCH信号；IC2是一个反相器，所起的作用是防止单片器复位时LED指示灯的误动作显示；IC1的数据输出脚22脚连接到IC3的数据输入脚，用于形成级联控制。单片机UM1的P0.4和P0.5引脚被定义为串行通讯口，可以与外界控制器通讯，达到控制多功能控制面板LED指示灯的目的。单片机UM1的P0.6，P0.7分别连接的是变亮按钮和变暗按钮；单片机UM1的P1.0和P1.1被定义为两个模拟信号采集口；LED指示系统中的LED1和LED2为10段数码显示管，可以对单片机UM1采集的模拟量信号分10级显示数据量的变化。
如上所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：通过按下所述变亮按钮或者变暗按钮可以实现LED指示系统的无级调光。
如上所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：通过所述单片机UM1的通讯口控制命令，可以对LED指示系统的任何一个LED指示灯实现控制，包括亮，灭，以及闪烁的功能；并且当有故障或者其他重要信号时，可以旁路掉无级调光功能，实现所有指示灯的全亮，提醒用户进行操作。
如上所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：所述单片机的数字控制方法如下：
单片机UM1通过P0.1口，按照P0.2口的时钟时序，串行输出32位数据，对应IC1，IC3所连接的32个LED输出口，当该位数据为1时，所对应的LED指示灯亮起，当该位数据为0时，所对应的LED指示灯熄灭；
单片机UM1通过P0.0口控制IC1，IC3的ENABLE脚，当P0.0口为高电平时，IC1和IC3被禁止，所有输出关闭，当P0.0口为低电平时，IC1和IC3被使能，正常输出。这样把单片机UM1的P0.0口配置为按一定频率一定占空比输出的PWM波输出口，然后保持频率不变，改变其占空比就可以实现LED指示灯的无级调光。
本发明具有以下优点：
（1）在控制面板上无需安装电位计，直接通过按钮就可以实现所有LED指示灯的无级调光功能，可以使面板更紧凑，美观；
（2）当有故障或者其他重要信号出现时，控制面板上的所有指示灯可以旁路掉调光控制，直接全亮显示，这一点是单纯的电位计调光无法实现的，而这一功能也是很多控制面板所必须的功能；
（3）可以通过很少的单片机输入/输出口来控制数量很多的LED指示灯。
附图说明
图1是LED驱动IC1和IC3的控制占空比与输出电路的关系曲线图；
图2是多功能控制面板的LED指示灯控制方法的硬件连接原理图。
具体实施方式
以下参照附图和实施例对本发明进行详细描述。
图1是LED驱动IC1和IC3的控制占空比与输出电路的关系曲线图。通过该图可以看出其电流输出口电流的大小除了与外接电阻有关外，还与输出的占空比有关，当输出的占空比达到一定程度后，IC1和IC3的输出电流会下降，反之则会上升。因此依据这一点，通过编程改变单片机UM1的P0.1输出口的输出占空比，就可以轻松的实现无级调光的功能。
图2本发明的一个实施例的硬件连接原理图。在该实施例中，单片机UM1采用的是C8051F901控制芯片，LED驱动芯片IC1和IC3采用的是TB62706控制芯片，IC2采用的是74AC14控制芯片，具体连接方式如下：
单片机UM1的P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别连接到IC2的3脚，1脚，5脚和9脚，然后经IC2对应的4脚，2脚，6脚和8脚连接到LED驱动系统的IC1，IC3的21脚，2脚，3脚，4脚，也就是形成了LED驱动系统所需要的控制信号ENABLE信号，数据输入信号DATA信号，时钟控制信号CLK信号和锁存信号LATCH信号。IC2是一个反相器，所起的作用是防止单片器复位时LED指示灯的误动作显示。IC1的数据输出脚22脚连接到IC3的数据输入脚，用于形成级联控制。单片机UM1的P0.4和P0.5引脚被定义为串行通讯口，可以与外界控制器通讯，达到控制多功能控制面板LED指示灯的目的。单片机UM1的P0.6，P0.7分别连接的是变亮按钮和变暗按钮。单片机UM1的P1.0和P1.1被定义为两个模拟信号采集口。LED指示系统中的LED1和LED2为10段数码显示管，可以对单片机UM1采集的模拟量信号分10级显示数据量的变化。
具体的讲，控制方式如下：当变亮按钮S1被按下后，单片机UM1的P0.6口采集到该信号，于是按照图1中曲线的描述的关系，增大单片机UM1的P0.0口输出的脉宽调制波的占空比，则IC1和IC3的21脚，也就是ENABLE功能脚的输入占空比也会随之减小，这是由于IC2的反相作用，那么根据图1中的曲线，IC1和IC3的输出电流会随之增大，从而所有的LED指示灯会变亮，如果一直按住S1按钮不动，则所有的LED指示灯会逐级变亮直到最亮。同理，当按下变暗按钮S2后，单片机UM1的P0.7口采集到该信号，会减少单片机UM1的P0.0口输出的脉宽调制波的占空比，则IC1和IC3的21脚，也就是ENABLE功能脚的输入占空比也会随之增大，那么根据图1中的曲线，IC1和IC3的输出电流会随之减小，从而所有的LED指示灯会变暗，如果一直按住S2按钮不动，则所有的LED指示灯会逐级变暗直到熄灭。
控制任一LED指示灯是通过如下方式实施的。首先在单片机UM1的寄存器内部保存一个32位的数组，这个数组的每一位对应本实施例中的每一LED指示灯的亮灭状态。当要刷新LED指示灯的状态时，单片机UM1根据通讯口P0.4，P0.5传来的控制命令给这个32位的数组赋新的状态值，然后单片机UM1控制P0.3口为低电平，也就是控制IC1和IC3的4脚锁存功能脚为高电平，这样IC1和IC3才允许写入新的数据，单片机UM1再控制P0.1口在P0.2口的上升沿依次输出32为数组的每一位，这样就把32位状态值全部移到IC1和IC3的数据锁存器中了，然后单片机UM1控制IC1和IC3的4脚锁存功能脚为低电平，将数据锁存，接着单片机UM1控制P0.0口输出，则所有LED指示灯会按新的32位数据状态显示。同时依照这种方法，在每个控制周期内，反复的改变32位数组数据中的某一位数据，就可以实现该位数据所对应的LED指示灯的闪烁功能。
单片机UM1的P1.0和P1.1被定义为两个模拟信号采集口。当采集到模拟量后，单片机UM1会根据该模拟量的数字把它划分为10个等级，这10个数量等级就分别对应LED1或者LED2这个10段数码管的10个指示灯。譬如P1.0口采集的模拟量对应等级2，那么通过上述方法点亮LED1的10段数码管的前2段，接着P1.0口的模拟量变大了，采集的量对应等级4，那么通过上述方法点亮LED1的10段数码管的前4段，依此类推，可以同10段数码管LED1和LED2生动的显示对应采集模拟量的大小，给人以量的直观的显示。
当有故障或者其他重要信号出现时，控制面板上的所有指示灯可以旁路掉调光控制，直接全亮显示的实现方法如下：当单片机UM1采集到故障信号或者其他重要信号时，直接将P0.0口的占空比设置为最小，使IC1和IC3的输出电流最大即可实现。
显而易见，本领域的技术人员在不违背本发明的前提下，可对本发明进行部分修改和变更；上文的描述和附图中提及的内容仅作为说明性的例证，并非是对本发明的限制；具有本文所述技术特征的多功能控制面板LED指示灯控制方法，均落入本专利保护范围。

Claims (4)

1.一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：该方法采用单片机的数字控制方法，实现多功能控制面板上的所有LED指示灯的控制；包括故障灯指示、闪烁，运行灯的指示、闪烁，以及多功能控制面板上的所有LED指示灯的亮度无级调节；
该方法应用于由单片机UM1，LED驱动系统IC1、IC2、IC3以及LED指示系统LED1-LED14依序连接的机电总成中；所述单片机UM1采用C8051F901控制芯片、IC1和IC3采用TB62706控制芯片，IC2包括IC2A、IC2B、IC2C、IC2D共四个控制芯片，均采用74AC14控制芯片；
其中：单片机UM1的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3分别连接到IC2B的3脚、IC2A的1脚、IC2C的5脚和IC2D的9脚，然后经IC2B对应的4脚、IC2C对应的6脚和IC2D对应的8脚连接到LED驱动系统的IC1、IC3的21脚、3脚、4脚，IC2A对应的2脚连接到IC1的2脚，IC3的2脚为数据输入脚，也就是形成了LED驱动系统所需要的控制信号ENABLE信号、数据输入信号DATA信号、时钟控制信号CLK信号和锁存信号LATCH信号；IC2是一个反相器，所起的作用是防止单片机复位时LED指示灯的误动作显示；IC1的数据输出脚22脚连接到IC3的数据输入脚2脚，用于形成级联控制；单片机UM1的P0.4和P0.5引脚被定义为串行通讯口，可以与外界控制器通讯，达到控制多功能控制面板LED指示灯的目的；单片机UM1的P0.6、P0.7分别连接的是变亮按钮和变暗按钮；单片机UM1的P1.0和P1.1被定义为两个模拟信号采集口；LED指示系统中的LED1和LED2为10段数码显示管，可以对单片机UM1采集的模拟量信号分10级显示数据量的变化。
2.如权利要求1所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：通过按下所述变亮按钮或者变暗按钮可以实现LED指示系统的无级调光。
3.如权利要求1所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：通过所述单片机UM1的通讯口控制命令，可以对LED指示系统的任何一个LED指示灯实现控制，包括亮，灭，以及闪烁的功能；并且当有故障或者其他重要信号时，可以旁路掉无级调光功能，实现所有指示灯的全亮，提醒用户进行操作。
4.如权利要求1所述的一种多功能控制面板的LED指示灯控制方法，其特征在于：所述单片机的数字控制方法如下：
单片机UM1通过P0.1口，按照P0.2口的时钟时序，串行输出32位数据，对应IC1，IC3所连接的32个LED输出口，当该位数据为1时，所对应的LED指示灯亮起，当该位数据为0时，所对应的LED指示灯熄灭；
单片机UM1通过P0.0口控制IC1，IC3的ENABLE脚，当P0.0口为高电平时，IC1和IC3被禁止，所有输出关闭，当P0.0口为低电平时，IC1和IC3被使能，正常输出；这样把单片机UM1的P0.0口配置为按一定频率一定占空比输出的PWM波输出口，然后保持频率不变，改变其占空比就可以实现LED指示灯的无级调光。
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