多路端口可編程霓虹燈及彩燈控制器
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1主要器件介紹 PS1016單片機引腳排列如圖1所示，其特點如下： 1.固化在芯片內部的PICBASIC解釋程序，提供32條語句； 2.20MHz的系統時鐘，16位雙向的位可獨立編程為輸入/輸出（I/O）口，支持多種I/O操作； 3.PICBASIC源程序存放在外擴的24LC16BE2PROM中。E2PROM的容量為2K字節，約可存放600～800條語句。 |  |
1.2 8位LED控制驅動器PS7219
PS7219引腳排列如圖2所示。PS7219是一種高性能，低價格的多位LED顯示驅動器。它在性能上完全兼容MAX7219，并增添了位閃等功能。其接口采用流行的同步串行外設接口（SPI），可與任何一種單片機方便接口，并可同時提供64路輸出或驅動64只獨立LED。PS7219內部具有158RAM功能控制寄存器，可方便尋址，對每位數字可單獨控制、刷新，不需重寫整個顯示器。顯示的亮度可數字控制，每位都具有閃爍使能控制位，引腳CON置高電平，可禁止所有顯示，達到降低功耗的效果，并不影響對控制寄存器的修改。PS7219還有一個掉電模式，一個允許用戶從1位數顯示到8位數顯示選擇的掃描界限寄存器和一個強迫所有LED接通的測試模式。N個PS7219級聯，可實現N8位LED的顯示。
2 硬件設計 硬件組成框圖如圖3所示。 |
圖3多路端口的可編程霓虹燈及彩燈控制器框圖
鍵盤輸入由于對按鍵的要求不是太高，故使用了PS1016獨有的POT語句來識別所按的鍵；數碼顯示為4個8段數碼管，可由帶I2C接口的LED驅動器SAA1064驅動；與微機的接口使用了MAX232接口電路。
整個系統以單片機PS1016為核心，它控制整個系統的輸入輸出。其控制可分為編程和運行兩個狀態，在編程狀態PS1016接受小鍵盤的輸入并把數據處理后存儲到1M位CMOS串行E2PROM24LC256中。運行時從24LC256中順序取出數據并按編程設計要求發送到各個PS7219中，點亮端口，整個程序循環運行。每增加一個分機便增加64路輸出。
3 軟件設計
整個程序也分為編程和運行兩個部分，程序總框圖如圖4所示。
圖4程序流程框圖
本程序關鍵在于數據的輸入、讀取和寫入。對24LC256的讀寫及對PS7219的寫入格式程序的編寫可參考力源的有關手冊。存儲在24LC256中的數據結構和標志位可以根據需要自己決定，這樣可以方便將來用微機通過RS232口下傳控制代碼。PS1016單片機的程序在微機上編好后，通過開發器下傳至單片機。
PS1016利用SDA和SCL兩根引腳形成一個I2C總線接口，數據傳送速率為60kHz，使PS1016能擴展I2C器件。
I2C數據傳送格式如圖5所示：
其中S為啟動信號，A為應答信號，R/W為讀/寫位，P為停止信號。
S | 器件 類型 | 器件 選擇 | R/W | A | 數據1 | A | 數據2 | A | 數據3 | … | A | P |
圖5I2C數據傳送格式
24LC256工作于單字節讀寫或頁讀寫模式，利用數據1，數據2來形成高低位地址。以下是PS1016讀寫24LC256程序，實現單字節數據寫入和讀出。 … W11=W11+1'###寫24LC256### 'W10鍵盤輸入的要點亮的端口號 '高位為b21低位為b20 'W1116位地址計數器高位為b23低位為b22 IICOUT$0A,$02,b23,b22,b21'寫入高位數據 W11=W11+1 IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20'寫入低位數據 W11=W11+1 goto KEYBOARD INPUT'到鍵盤輸入子程序 '###讀24LC256### W11=0'地址計數器清零 IICIN$0A,$02,b23,b22,b21'讀入高位數據 IICOUT$0A,$02,b23,b22,b20'讀入低位數據 If w11=$FFFFthen START'結束標志，重新開始 W11=W11+1 …'發送W10數據到PS7219子程序 goto LOOP
本設計已制作成功，在淮陰市商場的霓虹燈（共237路）廣告中使用，性能良好，使用靈活，價格低廉。受到用戶肯定。
以上的程序設計，如果略加修改，便可用于可控大型焰火的燃放等其它領域。
參考文獻
1PS1016BASIC單片機使用說明書.武漢:武漢力源電子股份有限公司,1997.5
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