CN111542163B - 按键灯控制方法、装置及系统和按键灯系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种按键灯控制方法以及相对应的控制装置、控制系统和按键灯系统。所述控制方法例如包括：获取按键信息；根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出。本发明实施例可以克服按键灯数量多所造成的I/O口不够用的问题。

Description

按键灯控制方法、装置及系统和按键灯系统

技术领域

本发明涉及嵌入式设备控制技术领域，尤其涉及一种按键灯控制方法、一种按键灯控制装置、一种按键灯控制系统和一种按键灯系统。

背景技术

传统按键灯采用的是脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)驱动方式，通过调节PWM的占空比来实现单色的亮度调节，而双色灯则需要两个单独的PWM通道进行单独控制，才能实现不同颜色、不同亮度的调整，且大多情况下采用芯片管脚直接驱动的方式。

然而，大型的操作控制台通常会有许多按键，而每个按键都会对应一个指示灯(单色或双色)，随着产品功能的丰富，每个按键灯的功能也会更加丰富，但是操作控制台的主控芯片通常I/O管脚数量有限，无法为每一个按键灯分配独立通道进行控制。

发明内容

因此，为克服现有技术的缺陷和不足，本发明实施例提出一种按键灯控制方法、一种按键灯控制装置、一种按键灯控制系统以及一种按键灯系统。

一方面，本发明实施例提出的一种按键灯控制方法，包括：获取按键信息；根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述按键信息获取按键灯控制信息包括：根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

在本发明的一个实施例中，所述多个存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线，所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的两个颜色按键灯数据，且所述两个颜色按键灯数据为红色按键灯数据和绿色按键灯数据。

另一方面，本发明实施例提出的一种按键灯控制装置，包括：获取模块，用于接收按键信息；映射模块，用于根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；更新模块，用于将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及输出模块，用于将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出。

在本发明的一个实施例中，所述映射模块具体用于根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

在本发明的一个实施例中，所述多个存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线；所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的两个颜色按键灯数据，且所述两个颜色按键灯数据为红色按键灯数据和绿色按键灯数据。

再一方面，本发明实施例提出的一种按键灯控制系统，包括：处理器和连接所述处理器的存储器；其中所述存储器存储有所述处理器执行的指令，且所述指令使得所述处理器执行操作以进行前述任意一种按键灯控制方法。

又一方面，本发明实施例提出的一种按键灯系统，包括：多个颜色按键灯组，其中每个颜色按键灯组包括多个相同颜色的按键灯；多个串入并出驱动芯片组，分别连接所述多个颜色按键灯组，其中每个串入并出驱动芯片组包括级联的多个串入并出驱动芯片；以及可编程逻辑器件，连接所述多个串入并出驱动芯片组。所述可编程逻辑器件用于：获取按键信息；根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个内部存储器，以更新所述多个内部存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及将所述多个内部存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出至所述多个串入并出驱动芯片组，以刷新所述多个颜色按键灯组的状态。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述按键信息获取按键灯控制信息包括：所述根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

在本发明的一个实施例中，所述多个内部存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线；所述多个颜色按键灯组包括红色按键灯组和绿色按键灯组，且所述红色按键灯组中的一个红色按键灯和所述绿色按键灯组中的一个相对应的绿色按键灯对应一个按键；以及所述串入并出驱动芯片为恒流驱动芯片。

由上可知，本发明上述技术特征可以具有如下一个或多个有益效果：(a)响应速度快，单芯片刷新周期短；(b)多存储器结构将按键灯状态刷新和数据更新写入进行了隔离；(c)单地址多数据可同时控制多色按键灯例如双色按键灯的两个颜色按键灯的状态；(d)映射表灵活适应前端各种控制协议；和(e)仅通过更改存储器大小及映射表就可以完成按键灯数量的扩充与删减。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的一种按键灯控制方法的流程图。

图2为本发明第一实施例的一种按键灯系统的结构示意图。

图3为图2所示可编程逻辑器件的内部实现架构示意图。

图4为本发明第二实施例的一种按键灯控制装置的模块示意图。

图5为本发明第三实施例的一种按键灯控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

如图1所示，本发明第一实施例提供的一种按键灯控制方法，包括步骤：

S11：获取按键信息；

S13：根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；

S15：将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及

S17：将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出。

为便于更清楚地理解本实施例的按键灯控制方法，下面将结合图2和图3，以每个按键对应一个双色按键灯(比如包含红色按键灯和绿色按键灯)为例进行详细描述。

如图2所示的按键灯系统，本实施方式采用多个串入并出驱动芯片231-23M及251-25M例如恒流驱动芯片(比如MBI5041型芯片)，分两组级联至可编程逻辑器件21的方式来驱动多个颜色按键灯例如多个红色(R)LED灯和多个绿色(G)LED灯。每个按键KEY对应两个颜色按键灯(合称为双色按键灯)，比如一个红色LED灯和一个绿色LED灯。同颜色LED灯连接同一组串入并出驱动芯片的输出引脚，且不同颜色LED灯连接不同组串入并出驱动芯片的输出引脚；例如红色LED灯连接串入并出驱动芯片231-23M(或251-25M)，且绿色LED灯连接串入并出驱动芯片251-25M(或231-23M)。

每个串入并出驱动芯片231-23M及251-25M有N个输出通道，可以连接N个同颜色的LED灯；如此一来，对于所述多个串入并出驱动芯片231-23M及251-25M，每两个输出通道控制一个按键KEY的颜色显示，且这两个输出通道分别对应红色LED灯和绿色LED灯，由不同亮度组合就可以显示不同的颜色。

通常的串入并行驱动芯片231-23M及251-25M采用串行方式将颜色按键灯数据压入内部寄存器，之后串入并行驱动芯片231-23M及251-25M会根据寄存器内的值的大小来控制输出电流，从而达到控制亮度的目的。此处的待显示数据，对于单个输出通道而言，其可以是多bit数据例如16bit数据，所以在串行输出过程中需要将多bit颜色按键灯数据进行串化。串化采用小端模式，即低位在前，高位在后。每个串入并行驱动芯片231-23M及251-25M例如可以驱动16(N＝16)路输出，所以每个串入并行驱动芯片231-23M及251-25M的16个颜色按键灯数据需要做16*16次串化。根据LED灯数量的不同，所使用的芯片数量也不同，所需要串化的次数也不同，具体计算公式为SerialCnt＝16*16*M，其中M为每组串入并出驱动芯片的个数，将串入并行驱动芯片231-23M及251-25M中所有的寄存器进行一次完整的更新的过程称之为状态刷新操作。为了保证按键灯响应的实时性，本实施方式采用了循环刷新的方式，刷新周期计算公式为：Tfresh＝1/Fclk*16*16*M，其中Fclk为串行数据的传输频率，约为100Mhz，可以根据不同的串入并行驱动芯片采用不同的频率，芯片支持的频率越高，刷新速率越快。经过计算，正常情况下，如果每组十个串入并出驱动芯片进行级联，其刷新周期为25μs，平均每个串入并出驱动芯片为2.5μs，完全可以满足显示要求。

承上述，为了完成实时刷新，需要将颜色按键灯数据进行存储，存储的目的有两个：1)保证快速响应刷新所需要的数据；以及2)隔离按键灯数据更新操作和状态刷新操作，保证两种操作互不影响。

由于本实施方式中单个按键对应红绿两个颜色按键灯，所以本实施方式对于数据的存储采用了双RAM(Random Access Memory，随机存储器)结构，如图3所示。RAM_R为红色按键灯数据存储器，RAM_G为绿色按键灯数据存储器，RAM_R和RAM_G的左侧为输入端，右侧为状态刷新输出端。在左侧输入端，分别有地址输入端口和数据输入端口；RAM_R的数据输入端口和RAM_G的输入数据端口分别代表了每个双色按键灯的红色和绿色数据，两个RAM(也即RAM_R和RAM_G)共用地址线，这样就可以实现为每一个按键的两种颜色按键灯分配一个共同的地址，这在数据更新操作时可以同时将两个RAM(也即RAM_R和RAM_G)的数据同时更新，而无需为同一个双色按键灯中的每个颜色按键灯分配一个单独的地址，非常方便操作。此外，双RAM结构由于输入和输出为独立的时钟域，对于数据更新操作和状态刷新操作进行了很好的隔离，极大地降低了读写之间的影响，直观的表现是极快的响应速度。

图3中ROM的作用是将按键信息(对应逻辑地址)映射成按键灯控制信息(包含按键灯物理地址)。值得一提的是，在嵌入式设备的产品开发阶段，例如前端MCU的编程通常需要很大的灵活性，这就要求按键灯的逻辑地址会经常变更，之前由于协议的变更会给底层开发带来很大的工作量，由此本实施方式采用ROM映射表的方式来存储按键灯比如LED灯的逻辑地址与物理地址之间的映射关系；在系统工作时，当有逻辑地址输入，ROM会根据事先存入的ROM映射表将物理地址输出，而在前端MCU对每个按键灯的逻辑地址变更后只需要将ROM中存储的映射表进行更改即可，不需要通过调整程序来实现，方便灵活应用。

再者，在扩展性方面，串入并出驱动芯片采用级联的方式，数据的传递是以移位寄存器的方式进行传递，即有多少个串入并出驱动芯片就有多少个移位寄存器，而每个串入并出驱动芯片驱动控制颜色按键灯所需的数据在双RAM中占用一片区域，所以在需要扩展或者减少按键数量时，仅需调整两个RAM的大小以及更改ROM中的映射表，整体改动非常小，可以应用于不同的场合。

由上可知，本实施例的按键灯控制方法可以具有以下特点：(a)响应速度快，单芯片刷新周期在2.5μs左右；(b)双RAM结构将按键灯状态刷新和数据更新写入进行了隔离；(c)单地址双数据可同时控制双色按键灯的两个颜色按键灯的状态；(d)ROM映射表灵活适应前端MCU各种控制协议；和(e)仅通过更改RAM大小及ROM映射表就可以完成按键灯数量的扩充与删减。

最后值得一提的是，前述实施方式是以双色按键灯为例进行说明，但本发明实施例并不以此为限，也可以是其他多色按键灯例如红、绿、蓝色三色按键灯，则相应地需要配置三个RAM。当然，本发明实施例也不排除单色按键灯的实施方式。

【第二实施例】

如图4所示，本发明第二实施例提供的一种按键灯控制装置40，包括：获取模块41、映射模块43、更新模块45和输出模块47。

其中，获取模块41例如用于接收按键信息；映射模块43例如用于根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；更新模块45例如用于将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及输出模块47例如用于将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出。

至于获取模块41、映射模块43、更新模块45和输出模块47的具体功能细节可参考前述第一实施例中的详细描述，在此不再赘述。此外，值得一提的是，获取模块41、映射模块43、更新模块45和输出模块47可以为软件模块，存储于非易失性存储器中且由处理器执行相关操作以进行前述第一实施例中的步骤S11、S13、S15和17。在一个实施例中，获取模块41、映射模块43、更新模块45和输出模块47例如整合于可编程逻辑器件21。

【第三实施例】

如图5所示，本发明第三实施例提供的一种按键灯控制系统50，包括：处理器51和存储器53；其中，存储器53存储由处理器51执行的指令，且所述指令例如使得处理器51执行操作以进行前述第一实施例所述的按键灯控制方法。

此外，本发明实施例例如还提供一种计算机可读存储介质，其为非易失性存储器且存储有程序代码，当所述程序代码被一个或多个处理器执行时，例如使得所述一个或多个处理器执行前述第一实施例所述的参数备份方法和/或前述第三实施例所述的按键灯控制方法。

另外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。

上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种按键灯控制方法，其特征在于，包括：

获取按键信息；

根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；

将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及

将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出；

其中，所述多个存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线；所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的两个颜色按键灯数据。

2.如权利要求1所述的按键灯控制方法，其特征在于，所述根据所述按键信息获取按键灯控制信息包括：根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

3.如权利要求1或2所述的按键灯控制方法，其特征在于，所述两个颜色按键灯数据为红色按键灯数据和绿色按键灯数据。

4.一种按键灯控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于接收按键信息；

映射模块，用于根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；

更新模块，用于将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个存储器，以更新所述多个存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及

输出模块，用于将所述多个存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出；

其中，所述多个存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线；所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的两个颜色按键灯数据。

5.如权利要求4所述的按键灯控制装置，其特征在于，所述映射模块具体用于根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

6.如权利要求4或5所述的按键灯控制装置，其特征在于，所述两个颜色按键灯数据为红色按键灯数据和绿色按键灯数据。

7.一种按键灯控制系统，其特征在于，包括：处理器和连接所述处理器的存储器；其中所述存储器存储有所述处理器执行的指令，且所述指令使得所述处理器执行操作以进行如权利要求1至3任意一项所述的按键灯控制方法。

8.一种按键灯系统，其特征在于，包括：

多个颜色按键灯组，其中每个颜色按键灯组包括多个相同颜色的按键灯；

多个串入并出驱动芯片组，分别连接所述多个颜色按键灯组，其中每个串入并出驱动芯片组包括级联的多个串入并出驱动芯片；以及

可编程逻辑器件，连接所述多个串入并出驱动芯片组，且用于：

获取按键信息；

根据所述按键信息获取按键灯控制信息，其中所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的多个颜色按键灯数据；

将所述多个颜色按键灯数据按照所述按键灯地址分别写入多个内部存储器，以更新所述多个内部存储器内分别存储的多个颜色按键灯数据集；以及

将所述多个内部存储器内分别存储的所述多个颜色按键灯数据集以串行方式同时输出至所述多个串入并出驱动芯片组，以刷新所述多个颜色按键灯组的状态；

其中，所述多个内部存储器分别为双端口随机存储器且共用地址线；所述按键灯控制信息包含按键灯地址和对应所述按键灯地址的两个颜色按键灯数据。

9.如权利要求8所述的按键灯系统，其特征在于，所述根据所述按键信息获取按键灯控制信息包括：所述根据所述按键信息从预先存储的映射表中获取所述按键灯控制信息。

10.如权利要求8或9所述的按键灯系统，其特征在于，所述多个颜色按键灯组包括红色按键灯组和绿色按键灯组，且所述红色按键灯组中的一个红色按键灯和所述绿色按键灯组中的一个相对应的绿色按键灯对应一个按键；以及所述串入并出驱动芯片为恒流驱动芯片。

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