LED全彩燈光控制系統實現原理介紹

控制原理

LED控制器內置高性能單片微型控制芯片，控制器通過內部控制程序向LED驅動芯片發送控制信號和數據，LED驅動芯片根據控制信號和數據的要求， 產生相應的動作，從而對每一路紅、綠、藍LED實現單獨的控制。若微控制器連續地向一串LED驅動芯片發送控制信號和數據，則可使各LED受到連續的協調 控制。可將預想的變化效果轉化成LED控制器可處理的數據格式及適當的控制指令，再連續地發送給各個LED驅動芯片，則可使整體燈飾表現出想要的效果。此 處，和控制器緊密配合，操作簡便，功能強大的軟件系統成為必要。以下先分析控制系統的原理。

控制器輸出接口具有三條信號線：一條串行數據輸出線，一條時鐘信號輸出線及一條鎖存信號線。這三條線分別接到驅動芯片相應的3個引腳上。和一般的串 行移位機制相同，在時鐘信號的控制下，串行數據在驅動芯片內部移位寄存，由于串行數據表示的是每種顏色的灰度級別，而不是簡單的開關信號，所以芯片內部的 移位速率比7彩應用的芯片（如74HC595）要高很多。當數據發送接收完畢，控制器向驅動芯片發送鎖存信號，使LED驅動芯片鎖存已存儲的數據， DM413在鎖存的同時會根據所存儲的數據驅動LED發光。有些芯片另有一個輸出使能引腳，用于單獨控制輸出信號。LED發光灰度是由驅動芯片所存儲的數 據決定的，全彩驅動芯片內置灰度產生器，采用PWM方式。該方式控制LED以人眼分辨不出的高頻率快速亮滅，根據芯片所存儲的數據設定亮和滅所占的比例， 即實現灰度級別的控制。DM413可選擇三種灰度級別，8位（256），10位（1024）和13位（8192），即可使每種顏色產生256級（以256 級灰度為例）灰度等級，單獨控制三種顏色的灰度，則可組合出256*256*256種（16777216種）顏色。將若干燈具單元排列起來，即可按這種方 式顯示出細膩生動的圖案，動畫效果。

軟件系統

軟件系統是控制系統和燈光效果設計師的交互窗口，它具有十分重要的作用。軟件系統的作用是讓光效設計師通過簡便的，人性化的操作編輯出預想的效果， 并轉化為控制系統可接受的數據格式和控制指令。這些效果包含常規的顏色跳變，漸變，彩虹滾動等，也可能包含文字，圖片的顯示，視頻，動畫的播放等。軟件系 統根據特定的效果，計算每個控制單元的顏色數據，最終生成用于控制器的光效文件。根據系統的聯機或脫機特性，軟件的使用略有不同。控制系統具有一套完善的 配套軟件，可極大的簡化光效的編輯，甚至完成一些人工無法完成的效果。

結束語

LED是一類可直接將電能轉化為可見光和輻射能的發光器件，具有工作電壓低，耗電量小，發光效率高，發光響應時間極短，光色純，結構牢固，抗沖擊， 耐振動，性能穩定可靠，重量輕，體積小，成本低等一系列特性，發展突飛猛進，現已能批量生產各種顏色的高亮度、高性能產品，隨著發光二極管發光效率的提 高，再結合相應控制技術的進步，相信在不久的將來，LED光源會逐步取代傳統的照明光源，而掀起一次照明領域新的革命。