利用ARM LPC1112設計LED電子胸牌
3.1 核心控制芯片
本系統采用的主控制芯片LPC1112具有33個引腳,工作頻率高達50 MHz,工作電壓3.3 V,具備3種節能方式。
由于LPC1112芯片擁有極低功耗的特性,可通過鋰電池進行供電,能夠持續工作8~10小時,而且體積很小(7 mm×7 mm×0.85 mm),非常適用于胸牌的應用。使用起來簡單、便捷,可以通過USB接口對鋰電池進行充電,還能夠對電子胸牌中的顯示內容和方式進行更新。
3.2 電源供電系統
LPC1112芯片工作電壓為3.3 V,所以需要設計的電源電路輸出為3.3 V。為了最大限度地降低成本,可以采用1N4148降壓。1N4148是一種小型的高速開關二極管,開關比較迅速。電源電路圖如圖2所示。a點電壓為5 V,1N4148壓降為0.7 V,則b點的理想電壓為4.3 V,實際電壓稍小于4.3 V,此電壓為74HC595供電。本文引用地址:http://www.104case.com/article/159563.htm
74HC595是8位串行輸入、并行輸出移位寄存器,可把串行數據轉化為并行數據,輸出到LED點陣屏。74HC595有一個級聯輸出端Q7,可連至下一片74HC595的數據輸入端,這樣就可以很方便地實現多片74HC595的芯片級聯,極大地節省了LPC1112的I/O引腳資源。LPC1112僅需要時鐘、數據、鎂存和片選4個I/O引腳即可實現通信。
電源電路再經過一個1N4148降壓0.7 V,c點理想電壓為3.6V,實際測試電壓稍小于3.6 V,輸出為LPC1112供電。本系統工作時采用鋰電池供電,同時還可充電,充電時通過USB接口即可實現。
3.3 USB串口轉換電路
筆記本電腦因為空間的限制和其他原因都沒有串口,這為某些需要串口通信功能的人們帶來了苦惱。為解決此問題,本文采用PL2303HX芯片,為客戶解決無串口的問題。PL2303HX是Prolific公司生產的一種高度集成的RS232-USB接口轉換器,可提供一個RS232全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利連接的解決方案。
PL2303HX采用28引腳貼片SOIC封裝,工作頻率為12 MHz,符合USB1.1通信協議,可以直接將USB信號轉換成串口信號,波特率范圍很寬,支持5、6、7、8、16共5種數據位。
當胸牌需要更新顯示內容時,可通過miniUSB接口電纜線連到電腦的USB接口,安裝驅動程序后,會在電腦上出現一個虛擬串口,上位機軟件可以通過這個串口實現數據下載。PL2303HX將USB數據轉化為串口數據,連至LPC1114的UART接口進行數據交互。USB一串口轉換電路如圖3所示。
3.4 12×36 LED點陣顯示電路
LED點陣顯示電路由12×36個LED組成的點陣屏和行列驅動電路構成。由于LED數量較多,點亮整個LED屏需要很大的功率,需要驅動電路對LED各行各列驅動顯示。為實現低功耗,行列均用74HC595芯片來驅動,并通過LPC1112來控制行列的選通。圖4是顯示驅動電路。74HC595是一款漏極開路輸出的CMOS移位寄存器,輸出端口是可控的三態輸出端。電路中74HC595供電電壓為4.2 V,Q0~Q7為三態輸出,Q7’為串行輸出,Ds為串口輸入。從74HC595A的Q7’引腳輸出信號到74HC595B的Ds引腳。
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