CN110856306A - 一种用于实现rgb三基色led灯自动颜色渐变的电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其实现简单、功耗低，在实现过程中，主控芯片只需对该电路写寄存器来设置好起始颜色、目标颜色及渐变时长，并使能颜色渐变功能，本电路就可根据设置，自动进行计算，实现自动的、线性的、细腻的颜色渐变效果，无需长时间占用主控芯片(MCU)资源，大大降低系统的功耗。而且，本发明颜色渐变的电路可集成于LED驱动芯片内部，由此大大简化系统级灯效设计的难度。

Description

一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路

技术领域

本发明涉及LED灯控制领域，具体涉及一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路。

背景技术

LED灯具有高效节能、超长寿命、绿色环保以及适用性强等优点，被广泛应用于日常生活中的各个领域。除了传统照明领域的应用，LED灯被越来越多的应用于各种高端娱乐产品、智能家居、家电以及智能穿戴产品上。在这些应用领域，需要LED灯实现丰富多彩的灯效，以满足产品所需的各种炫酷的视觉效果。例如LED灯亮度的自动调节，形成自动呼吸效果；实现各种颜色的精确还原，实现颜色渐变的效果等等。这就要求LED控制系统越来越智能，可以高度集成各种灯效控制，以减少外围器件，简化系统设计及软件支持。

LED驱动芯片，实际上是个PWM控制芯片。通过各路PWM信号控制各路LED灯发出不同亮度的光，来实现颜色的变化。现有的实现颜色渐变需要通过单片机编程或MCU主控芯片不断对LED驱动芯片发送指令来实现。

例如，图1所示的一种实现三基色LED灯颜色渐变的装置，该装置的实现主要通过单片机编程实现，其包括色坐标转换单元、色坐标距离计算单元、当前颜色色坐标确定单元和当前颜色色坐标确定单元。色坐标转换单元用于将目标颜色和初始颜色的RGB值分别转换为CIE1931色坐标和CIE1931色坐标。色坐标距离计算单元用于计算目标颜色的CIE1931色坐标和初始颜色的CIE1931色坐标在x轴方向的距离以及在y轴方向的距离。当前颜色色坐标确定单元用于根据预先设定的色坐标值变化速度，计算当前颜色的CIE1931色坐标。控制信号产生单元用于根据当前颜色色坐标确定单元获得的当前颜色的CIE1931色坐标计算输出到三基色LED灯驱动电路的三路PWM控制信号的占空比PWM_R、PWM_G和PWM_B，然后输出三路PWM控制信号给三基色LED灯驱动电路。

此技术实现的方法通过单片机实现，通过单片机编程实现色坐标转换，色坐标距离计算，当前颜色坐标确定，产生PWM控制信号，送给LED灯驱动电路使三基色LED灯发出目标颜色的光。此技术需要大量代码编写，长时间占用系统资源，增加整个系统功耗。

再如，图2和图3所示的由RGB三基色组成颜色可调的指示灯装置，此装置由RGB三基色组成颜色可调的指示灯装置包括主控制芯片(MCU)、RGB三基色组成颜色可调的指示灯电路和发光条。RGB三基色组成颜色可调的指示灯电路包括电路控制器芯片和LED灯，所述电路控制器芯片通过I2C总线与主控制芯片通讯，所述主控制芯片对电路控制器芯片写寄存器实现其输出端LED0、LED1、LED2、LED3的电平变化或LED阴极的PWM波形变化，从而实现LED灯的颜色亮度变化。此技术需要长时间占用主控制芯片(MCU)资源，增加整个系统功耗，增加客户应用端的编程支持复杂度。

综上，现有的LED渐变通常是根据起始颜色的RGB值和目标颜色的RGB值，来设定用于控制RGB三基色LED灯的三路PWM信号的起始值和目标值。根据PWM信号的起始值和目标值，利用系统MCU不断向LED驱动芯片发送命令，改变由起始值开始的三路PWM信号值，按照一定的算法逐渐增加或减少直到到达三路PWM信号的目标值，以此来实现颜色渐变的效果。这种实现颜色渐变的方法，需要长时间占用系统的MCU资源，需要复杂的软件编程支持，增加系统的功耗，限制其应用场合。

有鉴于此，本设计人针对上述LED灯颜色渐变实现上存在的诸多问题而深入构思，遂有本案产生。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种功耗低的用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其包括颜色渐变时长译码模块、时序主控制模块、颜色渐变步数计算锁存模块和RGB三通道输出控制器；

所述颜色渐变时长译码模块，用于将LED灯的渐变时长转换为计算歩长所需的与PWM频率相关的二进制值，并将转换后的渐变时长输出至颜色渐变步数计算锁存模块；

所述时序主控制模块，用于实现电路的时序控制，该时序主控模块输出分时信号、锁存信号至颜色渐变步数计算锁存模块，用于控制颜色渐变步数计算锁存模块分时计算RGB三通道的步数计算工作，以及在各通道步数计算完成后进行步数锁存；时序主控制模块还输出使能信号至RGB三通道输出控制器，用于控制RGB三通道输出控制器输出信号；

所述颜色渐变步数计算锁存模块，根据分时信号、转换后的渐变时长、以及每个通道的起始值和目标值计算出每个通道的渐变步数，且在每一通道的渐变步数计算完成后，根据时序主控制模块输出的锁存信号将每一通道的渐变步数存储于对应的步数锁存器中；当RGB三个通道的渐变步数计算完成，步数锁存器将RGB三个通道的渐变步数输出至RGB三通道输出控制器中；

所述RGB三通道输出控制器，根据每个通道设置的起始值输出PWM值或电流控制值，并按照计算的渐变步数，将输出的PWM值或电流控制值逐步加1或减1，直到输出的PWM值或电流控制值达到相应通道的目标值。

所述颜色渐变步数计算锁存模块包括步数计算器和步数锁存器，所述步数计算器包括分时数值选择电路、第一加法器和第二加法器；

所述步数计算器的分时数值选择电路根据分时信号选择相应的通道起始值和目标值，并送入第一加法器中比较起始值A和目标值B之间的大小,并存入标识位FLAG引脚中，然后结合第二加法器计算|A-B|+1；分时数值选择电路还根据转换后的渐变时长、|A-B|+1，并结合第一加法器和第二加法器计算通道的渐变步数。

所述颜色渐变时长译码模块设有：

POR引脚，用于输入上电复位信号；

T_CRF引脚，用于输入LED灯的渐变时长；LOAD1引脚，用于输入渐变时长的加载信号；TC引脚，用于输出转换后的渐变时长。

所述时序主控制模块设有：

CLK引脚，用于输入工作的基本时钟信号；POR引脚，用于输入上电复位信号；CRF_EN引脚，用于输入LED灯颜色渐变功能的使能信号；RSTB引脚，用于输出颜色渐变步数计算锁存模块的复位信号；CLK_CNT引脚，用于输出步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，用于输出锁存信号；step_en<2:0>引脚，用于输出分时使能信号；step_load<2:0>引脚，用于输出存储渐变步数的控制信号；S0、S1引脚，用于输出数值选择电路的分时信号；LOAD1引脚，连接颜色渐变时长译码模块的LOAD1引脚，用于向渐变时长译码模块输出渐变时长的加载信号；END引脚，用于输入步数计算结束信号。

所述颜色渐变步数计算锁存模块设有:

R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；

RSTB引脚，连接时序主控制模块的RSTB引脚，用于输入上电复位信号；CLK_CNT引脚，连接时序主控制模块的CLK_CNT引脚，用于输入步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，连接时序主控制模块的CLK_CNT引脚，用于输入锁存信号；

step_en<2:0>引脚，连接时序主控制模块的step_en<2:0>引脚，用于输入分时信号，其中，step_en<0>引脚为高电平时，进行R通道的渐变步数计算，step_en<1>引脚为高电平时，进行G通道的渐变步数计算，step_en<2>引脚为高电平时，进行B通道的渐变步数计算；

step_load<2:0>引脚，连接时序主控制模块的step_load<2:0>引脚，用于输入存储渐变步数的控制信号；其中，step_load<0>引脚用于输入将R通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<1>引脚用于输入将G通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<2>引脚用于输入将B通道的渐变步数进行存储的控制信号；

S0、S1引脚，分别连接时序主控制模块的S0、S1引脚，用于输入数值选择电路的分时信号；END引脚，连接时序主控制模块的END引脚，用于向时序主控制模块输入步数计算结束信号；

FLAG<2:0>引脚，用于输出通道起始值和目标值之间的大小，以控制通道亮度增加或减小；STEP_R引脚，用于输出R通道的渐变步数；STEP_G引脚，用于输出G通道的渐变步数；STEP_B引脚，用于输出用于输出R通道的渐变步数；B通道的渐变步数。

所述RGB三通道输出控制器包括R通道输出控制器、G通道输出控制器和B通道输出控制器；

其中，R通道输出控制器设有：STEP_R引脚，用于输入R通道的渐变步数；R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；ROUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值；

G通道输出控制器设有：STEP_G引脚，用于输入G通道的渐变步数；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能G通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；GOUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值；

B通道输出控制器设有：STEP_B引脚，用于输入B通道的渐变步数；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；BOUT引脚，用于输出控制PWM值或电流控制值。

采用上述方案后，本发明的自动颜色渐变电路简单、功耗低，在实现过程中，主控芯片只需对该电路写寄存器来设置好起始颜色、目标颜色及渐变时长，并使能颜色渐变功能，本电路就可根据设置，自动进行计算，实现自动的、线性的、细腻的颜色渐变效果，无需长时间占用主控芯片(MCU)资源，大大降低系统的功耗。而且，本发明颜色渐变的电路可集成于LED驱动芯片内部，由此大大简化系统级灯效设计的难度。

此外，本发明的颜色渐变电路中，采用简单的减法计算替代复杂的除法计算，并采用分时复用核心电路，使得电路规模小，使得该电路集成于普通的LED驱动芯片内部，大大降低系统的成本。

附图说明

图1为现有技术一的原理框图；

图2为现有技术二的原理框图；

图3为现有技术二的具体电路图；

图4为本发明的电路原理框架图；

图5为颜色渐变步数计算锁存模块的实现示例；

图6为颜色渐变步数计算锁存工作时序流程图。

具体实施方式

如图4所示，本发明揭示了一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其包括颜色渐变时长译码模块1、时序主控制模块2、颜色渐变步数计算锁存模块3和RGB三通道输出控制器4。

其中，颜色渐变时长译码模块1，用于将LED灯的渐变时长转换为计算歩长所需的与PWM频率相关的二进制值，并将转换后的渐变时长输出至颜色渐变步数计算锁存模块3。

时序主控制模块2，用于实现电路的时序控制，该时序主控模块输出分时信号、锁存信号至颜色渐变步数计算锁存模块3，用于控制颜色渐变步数计算锁存模块3分时计算RGB三通道的步数计算工作，以及在各通道步数计算完成后进行步数锁存；时序主控制模块2还输出使能信号至RGB三通道输出控制器4，用于控制RGB三通道输出控制器4输出信号。

颜色渐变步数计算锁存模块3，根据分时信号、转换后的渐变时长、以及每个通道的起始值和目标值计算出每个通道的渐变步数，且在每一通道的渐变步数完成后，根据锁存信号将渐变步数存储于步数锁存器中；当RGB三个通道的渐变步数计算完成，步数锁存器将RGB三个通道的渐变步数输出至RGB三通道输出控制器4中。

RGB三通道输出控制器4，根据每个通道的起始值输出PWM值或电流控制值，并按照计算的渐变步数，将输出的PWM值或电流控制值逐步加1或减1，直达输出的PWM值或电流控制值达到相应通道的目标值。

如图4所示，颜色渐变时长译码模块1设有：POR引脚，用于输入上电复位信号；

T_CRF引脚，用于输入LED灯的渐变时长；LOAD1引脚，用于输入渐变时长的加载信号；TC引脚，用于输出转换后的渐变时长。

时序主控制模块2设有：CLK引脚，用于输入工作的基本时钟信号；POR引脚，用于输入上电复位信号；CRF_EN引脚，用于输入LED灯颜色渐变功能的使能信号；RSTB引脚，用于输出颜色渐变步数计算锁存模块3的复位信号；CLK_CNT引脚，用于输出步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，用于输出锁存信号；step_en<2:0>引脚，用于输出分时使能信号；step_load<2:0>引脚，用于输出存储渐变步数的控制信号；S0、S1引脚，用于输出数值选择电路的分时信号；LOAD1引脚，连接颜色渐变时长译码模块1的LOAD1引脚，用于向渐变时长译码模块输出渐变时长的加载信号；END引脚，用于输入步数计算结束信号。

颜色渐变步数计算锁存模块3设有:

R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；

RSTB引脚，连接时序主控制模块2的RSTB引脚，用于输入上电复位信号；CLK_CNT引脚，连接时序主控制模块2的CLK_CNT引脚，用于输入步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，连接时序主控制模块2的CLK_CNT引脚，用于输入锁存信号；

step_en<2:0>引脚，连接时序主控制模块2的step_en<2:0>引脚，用于输入分时信号，其中，step_en<0>引脚为高电平时，进行R通道的渐变步数计算，step_en<1>引脚为高电平时，进行G通道的渐变步数计算，step_en<2>引脚为高电平时，进行B通道的渐变步数计算；

step_load<2:0>引脚，连接时序主控制模块2的step_load<2:0>引脚，用于输入存储渐变步数的控制信号；其中，step_load<0>引脚用于输入将R通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<1>引脚用于输入将G通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<2>引脚用于输入将B通道的渐变步数进行存储的控制信号；

S0、S1引脚，分别连接时序主控制模块2的S0、S1引脚，用于输入数值选择电路的分时信号；END引脚，连接时序主控制模块2的END引脚，用于向时序主控制模块2输入步数计算结束信号；

FLAG<2:0>引脚，用于输出通道起始值和目标值之间的大小，以控制通道亮度增加或减小；STEP_R引脚，用于输出R通道的渐变步数；STEP_G引脚，用于输出G通道的渐变步数；STEP_B引脚，用于输出用于输出R通道的渐变步数；B通道的渐变步数。

RGB三通道输出控制器4包括R通道输出控制器41、G通道输出控制器42和B通道输出控制器43。其中，R通道输出控制器41设有：STEP_R引脚，用于输入R通道的渐变步数；R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；ROUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值。

G通道输出控制器42设有：STEP_G引脚，用于输入G通道的渐变步数；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能G通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；GOUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值。

B通道输出控制器43设有：STEP_B引脚，用于输入B通道的渐变步数；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；BOUT引脚，用于输出控制PWM值或电流控制值。

颜色渐变步数计算锁存模块3包括步数计算器31和步数锁存器32，为了简化步数计算器的电路结构，步数计算器31包括分时数值选择电路311、第一加法器312和第二加法器313。分时数值选择电路311根据分时信号选择相应的通道起始值和目标值，并送入第一加法器312中比较起始值A和目标值B之间的大小,并存入标识位FLAG引脚中，然后结合第二加法器313计算|A-B|+1；分时数值选择电路311还根据转换后的渐变时长、|A-B|+1，并结合第一加法器312和第二加法器313计算通道的渐变步数。

以下将以8bit 2 KHz PWM数字调光为例对本发明的电路工作原理进行说明。

MCU只需要给定RGB三通道的初始PWM值(R_INI<7:0>、G_INI<7:0>、B_INI<7:0>)、目标PWM值(R_END<7:0>、G_END<7:0>、B_END<7:0>)以及由初始颜色变化到目标颜色所需要的时间T_CRF<3:0>(渐变时间以4bit为例进行说明)。当颜色渐变功能使能时(CRF_EN＝H)，本电路会先将4bit的渐变时间通过颜色渐变时长译码模块1进行译码；根据所给定的PWM初始值，目标值以及译码所得的渐变时间由颜色渐变步数计算锁存模块3计算出每一个通道每隔多少个PWM步数变化一个单位的亮度，并存储每个通道的步数计算结果；最后由RGB三通道输出控制器4根据计算所得的步数，由每个通道的起始值开始每隔计算所得的步数便将PWM值加1或减1，直到达到目标值，实现颜色的渐变。

假设渐变时间(T_CRF)设置为1.572S对应的T_CRF<3:0>二进制为0111，2KHz PWM的周期为512us,则

将3072转换为15bit二进制0000 1100 00000000(15bit对应可设置的最大渐变时长为2^15X512us＝16.77S)。因此，颜色渐变时长译码模块1就是将4bit T_CRF<3:0>代表的颜色渐变时长按照上述关系转换为15bit的二进制。假设R通道的初始值为A＝80/255,目标值为B＝200/255，则B>A,|A-B|＝120；则STEP_R＝3072/120＝25,即由初始值80/255开始每隔25个PWM周期增加亮度1/255，直到达到目标值200/255。在1.572S实现由初始值到目标值的线性变化。反之若初始值A＝200/255,目标值为B＝80/255，则B<A,|A-B|＝120；则STEP_R＝3072/120＝25,即由初始值200/255开始每隔25个PWM周期减小亮度1/255，直到达到目标值80/255。

由于在数字电路的设计中，除法的实现非常复杂。因此，本设计中，将STEP的计算由除法转换成为减法。先判断出起始值A和B的大小关系，存储于标识位FLAG<2:0>中，以此来决定图1中RGB三个通道输出控制器是由起始值开始count up还是count down。由颜色渐变步数计算锁存电路计算出|A-B|+1(加1是为了防止A＝B)的值，存储于寄存器中；再将颜色渐变时长的值送入颜色渐变步数计算锁存电路，将其当做被减数，不断的减去|A-B|+1，每减一次，步数计数器就加1，一直减到所得的结果小于等于0为止停止计数。这样由减法代替除法计算出由初始值到目标值每隔多少步改变一个1/255亮度。本系统中，对三个通道的步数计算采用分时复用电路，由时序主控制模块2进行步数计算的分时控制以及步数分时锁存，以最大程度减小电路规模，优化成本。将计算出来的步数分别锁存，送给各通道输出控制器。当三个通道的步数均计算完成，则时序主控制模块2会使能三个通道的输出控制器，开始颜色渐变的控制。通道输出控制器，每次计数达到步数了就将PWM值加1或减1，一直到输出的PWM值等于目标值为止结束。三个通道在共同的时间T_CRF内由各自指定的起始值逐渐线性地变化到目标值,实现了颜色的自动渐变过程。

图5为颜色渐变步数计算锁存模块3的实现示例，其工作时序机制如图6所示。当系统的颜色渐变功能使能时，先进行R通道的步数计算。此时时序主控制器设置step_en<0>为高有效，设置S0、S1均为0，此时分时数值选择电路311选择Z<7:0>＝R_INI<7:0>＝A；Z1<7:0>＝R_END<7:0>＝B；Z2<6:0>＝0；15位加法器(第一加法器312)将会判断出A与B的大小关系，存入标识位FLAG<0>，并将A-B的结果送至八位加法器进行处理，此时15位加法器的结果仅低八位有效，八位加法器(第二加法器313)算出|A-B|+1；完成这步后，时序主控制器设置S0＝1，S1＝0，此时分时数值选择器将Z<7:0>＝TC<7:0>；Z2<6:0>＝TC<14:8>；Z1<7:0>＝AB<7:0>＝|A-B|+1；此时由Z<7:0>和Z2<6:0>共同组成等于TC<14:0>的被减数，Z1<7:0>＝|A-B|+1为减数，准备开始减法计算。数据准备完成，时序主控制器设置S0＝1，S1＝1，开始减法计算，每减一次的差即为15位加法器的输出OUT<14:0>，此时分时数值选择器会选择Z<7:0>＝OUT<7:0>；Z2<6:0>＝OUT<14:8>；Z1<7:0>＝AB<7:0>＝|A-B|+1；只要OUT<14:0>大于0，则OUT<14:0>将会被送回分时数值选择器，做为下一次减法的被减数，每减一次|A-B|+1，图2中的步数计数器就会加一。直至减出的结果小于等于0，则结束减法，步数计数器停止计数，且将计算出的步数由step_load<0>信号存储于步数锁存器中；然后系统重置所有的加法器，步数计数器，时序主控制电路控制step_en<0>为低，停止使能，控制step_en<1>为高，使能G通道的步数计算。完成G通道步数计算后，再进行B通道的步数计算。三个通道的步数将由步数锁存器送到三路的输出控制器中。

本发明的关键在于，本发明的自动颜色渐变电路简单、功耗低，在实现过程中，主控芯片只需对该电路写寄存器来设置好起始颜色、目标颜色及渐变时长，并使能颜色渐变功能，本电路就可根据设置，自动进行计算，实现自动的、线性的、细腻的颜色渐变效果，无需长时间占用主控芯片(MCU)资源，大大降低系统的功耗。而且，本发明颜色渐变的电路可集成于LED驱动芯片内部，由此大大简化系统级灯效设计的难度。

此外，本发明的颜色渐变电路中，采用简单的减法计算替代复杂的除法计算，并采用分时复用核心电路，使得电路规模小，使得该电路集成于普通的LED驱动芯片内部，大大降低系统的成本。

以上所述仅为本发明实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：包括颜色渐变时长译码模块、时序主控制模块、颜色渐变步数计算锁存模块和RGB三通道输出控制器；

所述颜色渐变时长译码模块，用于将LED灯的颜色渐变时长转换为计算步长所需的与PWM频率相关的二进制值，并将转换后的渐变时长输出至颜色渐变步数计算锁存模块；

所述时序主控制模块，用于实现电路的时序控制，该时序主控模块输出分时信号、锁存信号至颜色渐变步数计算锁存模块，用于控制颜色渐变步数计算锁存模块分时计算RGB三通道的步数计算工作，以及在各通道步数计算完成后进行步数锁存；时序主控制模块还输出使能信号至RGB三通道输出控制器，用于控制RGB三通道输出控制器输出信号；

所述颜色渐变步数计算锁存模块，根据分时信号、转换后的渐变时长、以及每个通道的起始值和目标值计算出每个通道的渐变步数，且在每一通道的渐变步数计算完成后，根据时序主控制模块输出的锁存信号将每一通道的渐变步数存储于对应的步数锁存器中；当RGB三个通道的渐变步数计算完成，步数锁存器将RGB三个通道的渐变步数输出至RGB三通道输出控制器中；

所述RGB三通道输出控制器，根据每个通道设置的起始值输出PWM值或电流控制值，并按照计算的渐变步数，将输出的PWM值或电流控制值逐步加1或减1，直到输出的PWM值或电流控制值达到相应通道的目标值。

2.根据权利要求1所述的一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：所述颜色渐变步数计算锁存模块包括步数计算器和步数锁存器，所述步数计算器包括分时数值选择电路、第一加法器和第二加法器；

所述步数计算器的分时数值选择电路根据分时信号选择相应的通道起始值和目标值，并送入第一加法器中比较起始值A和目标值B之间的大小,并存入标识位FLAG引脚中，然后结合第二加法器计算|A-B|+1；分时数值选择电路还根据转换后的渐变时长、|A-B|+1，并结合第一加法器和第二加法器计算通道的渐变步数。

3.根据权利要求1所述的一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：所述颜色渐变时长译码模块设有：

POR引脚，用于输入上电复位信号；

T_CRF引脚，用于输入LED灯的渐变时长；LOAD1引脚，用于输入渐变时长的加载信号；TC引脚，用于输出转换后的渐变时长。

4.根据权利要求3所述的一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：所述时序主控制模块设有：

CLK引脚，用于输入工作的基本时钟信号；POR引脚，用于输入上电复位信号；CRF_EN引脚，用于输入LED灯颜色渐变功能的使能信号；RSTB引脚，用于输出颜色渐变步数计算锁存模块的复位信号；CLK_CNT引脚，用于输出步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，用于输出锁存信号；step_en<2:0>引脚，用于输出分时使能信号；step_load<2:0>引脚，用于输出存储渐变步数的控制信号；S0、S1引脚，用于输出数值选择电路的分时信号；LOAD1引脚，连接颜色渐变时长译码模块的LOAD1引脚，用于向渐变时长译码模块输出渐变时长的加载信号；END引脚，用于输入步数计算结束信号。

5.根据权利要求4所述的一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：所述颜色渐变步数计算锁存模块设有:

R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；

RSTB引脚，连接时序主控制模块的RSTB引脚，用于输入上电复位信号；CLK_CNT引脚，连接时序主控制模块的CLK_CNT引脚，用于输入步数计算器时钟；CLK_LATCH引脚，连接时序主控制模块的CLK_CNT引脚，用于输入锁存信号；

step_en<2:0>引脚，连接时序主控制模块的step_en<2:0>引脚，用于输入分时信号，其中，step_en<0>引脚为高电平时，进行R通道的渐变步数计算，step_en<1>引脚为高电平时，进行G通道的渐变步数计算，step_en<2>引脚为高电平时，进行B通道的渐变步数计算；

step_load<2:0>引脚，连接时序主控制模块的step_load<2:0>引脚，用于输入存储渐变步数的控制信号；其中，step_load<0>引脚用于输入将R通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<1>引脚用于输入将G通道的渐变步数进行存储的控制信号，step_load<2>引脚用于输入将B通道的渐变步数进行存储的控制信号；

S0、S1引脚，分别连接时序主控制模块的S0、S1引脚，用于输入数值选择电路的分时信号；END引脚，连接时序主控制模块的END引脚，用于向时序主控制模块输入步数计算结束信号；

FLAG<2:0>引脚，用于输出通道起始值和目标值之间的大小，以控制通道亮度增加或减小；STEP_R引脚，用于输出R通道的渐变步数；STEP_G引脚，用于输出G通道的渐变步数；STEP_B引脚，用于输出用于输出R通道的渐变步数；B通道的渐变步数。

6.根据权利要求5所述的一种用于实现RGB三基色LED灯自动颜色渐变的电路，其特征在于：所述RGB三通道输出控制器包括R通道输出控制器、G通道输出控制器和B通道输出控制器；

其中，R通道输出控制器设有：STEP_R引脚，用于输入R通道的渐变步数；R_IN引脚，用于输入R通道的初始值；R_END引脚，用于输入R通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；ROUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值；

G通道输出控制器设有：STEP_G引脚，用于输入G通道的渐变步数；G_IN引脚，用于输入G通道的初始值；G_END引脚，用于输入G通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能G通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；GOUT引脚，用于输出PWM值或电流控制值；

B通道输出控制器设有：STEP_B引脚，用于输入B通道的渐变步数；B_IN引脚，用于输入B通道的初始值；B_END引脚，用于输入B通道的目标值；T_CLK引脚，用于输入与系统PWM频率相同的时钟信号；FADING_EN引脚，用于使能R通道按渐变步数输出渐变的PWM值或电流控制值；BOUT引脚，用于输出控制PWM值或电流控制值。

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