多路端口可编程霓虹灯及彩灯控制器
现有的霓虹灯以及彩灯控制器多是使用专用集成电路，其中固化多种闪烁方式，一般只提供4～16路输出。由于在大型霓虹灯中使用的控制器路数相当多，一般只能定做，代价高而且灵活性较差。本设计由于采用了力源公司的新一代basic单片机ps1016及高性价比的8位led控制驱动器ps7219，从而可实现多路端口，并且能够对任一端口进行控制，可广泛用于大型霓虹灯、塑料霓虹灯以及彩灯的可编程控制，既可在产品上直接编程，又可在计算机上调试好直接传输。具有设计简单、使用方便等特点。
1主要器件介绍
1.1 ps1016单片机
ps1016单片机引脚排列如图1所示，其特点如下：
1.固化在芯片内部的picbasic解释程序，提供32条语句；
2.20mhz的系统时钟，16位双向的位可独立编程为输入/输出（i/o）口，支持多种i/o操作；
3.picbasic源程序存放在外扩的24lc16be2prom中。e2prom的容量为2k字节，约可存放600～800条语句。
1.2 8位led控制驱动器ps7219
ps7219引脚排列如图2所示。ps7219是一种高性能，低价格的多位led显示驱动器。它在性能上完全兼容max7219，并增添了位闪等功能。其接口采用流行的同步串行外设接口（spi），可与任何一种单片机方便接口，并可同时提供64路输出或驱动64只独立led。ps7219内部具有15×8ram功能控制寄存器，可方便寻址，对每位数字可单独控制、刷新，不需重写整个显示器。显示的亮度可数字控制，每位都具有闪烁使能控制位，引脚con置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，并不影响对控制寄存器的修改。ps7219还有一个掉电模式，一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有led接通的测试模式。n个ps7219级联，可实现n×8位led的显示。
2 硬件设计
硬件组成框图如图3所示。
图3多路端口的可编程霓虹灯及彩灯控制器框图
键盘输入由于对按键的要求不是太高，故使用了ps1016独有的pot语句来识别所按的键；数码显示为4个8段数码管，可由带i2c接口的led驱动器saa1064驱动；与微机的接口使用了max232接口电路。
整个系统以单片机ps1016为核心，它控制整个系统的输入输出。其控制可分为编程和运行两个状态，在编程状态ps1016接受小键盘的输入并把数据处理后存储到1m位cmos串行e2prom24lc256中。运行时从24lc256中顺序取出数据并按编程设计要求发送到各个ps7219中，点亮端口，整个程序循环运行。每增加一个分机便增加64路输出。
3 软件设计
整个程序也分为编程和运行两个部分，程序总框图如图4所示。
图4程序流程框图
本程序关键在于数据的输入、读取和写入。对24lc256的读写及对ps7219的写入格式程序的编写可参考力源的有关手册。存储在24lc256中的数据结构和标志位可以根据需要自己决定，这样可以方便将来用微机通过rs232口下传控制代码。ps1016单片机的程序在微机上编好后，通过开发器下传至单片机。
ps1016利用sda和scl两根引脚形成一个i2c总线接口，数据传送速率为60khz，使ps1016能扩展i2c器件。
i2c数据传送格式如图5所示：
其中s为启动信号，a为应答信号，r/w为读/写位，p为停止信号。
s
器件
类型
器件
选择
r/w
a
数据1
a
数据2
a
数据3
…
a
p
图5i2c数据传送格式
24lc256工作于单字节读写或页读写模式，利用数据1，数据2来形成高低位地址。以下是ps1016读写24lc256程序，实现单字节数据写入和读出。
'###写24lc256###
'w10键盘输入的要点亮的端口号
'高位为b21低位为b20
'w1116位地址计数器高位为b23低位为b22
iicout$0a,$02,b23,b22,b21'写入高位数据
w11=w11+1
iicout$0a,$02,b23,b22,b20'写入低位数据
w11=w11+1
goto keyboard input'到键盘输入子程序
…
'###读24lc256###
w11=0'地址计数器清零
iicin$0a,$02,b23,b22,b21'读入高位数据
w11=w11+1
iicout$0a,$02,b23,b22,b20'读入低位数据
if w11=$ffffthen start'结束标志，重新开始
w11=w11+1
… '发送w10数据到ps7219子程序
goto loop
本设计已制作成功，在淮阴市商场的霓虹灯（共237路）广告中使用，性能良好，使用灵活，价格低廉。受到用户肯定。
以上的程序设计，如果略加修改，便可用于可控大型焰火的燃放等其它领域。
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3.picbasic源程序存放在外扩的24lc16be2prom中。e2prom的容量为2k字节，约可存放600～800条语句。
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硬件组成框图如图3所示。
图3多路端口的可编程霓虹灯及彩灯控制器框图
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整个系统以单片机ps1016为核心，它控制整个系统的输入输出。其控制可分为编程和运行两个状态，在编程状态ps1016接受小键盘的输入并把数据处理后存储到1m位cmos串行e2prom24lc256中。运行时从24lc256中顺序取出数据并按编程设计要求发送到各个ps7219中，点亮端口，整个程序循环运行。每增加一个分机便增加64路输出。
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其中s为启动信号，a为应答信号，r/w为读/写位，p为停止信号。
s
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类型
器件
选择
r/w
a
数据1
a
数据2
a
数据3
…
a
p
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'w10键盘输入的要点亮的端口号
'高位为b21低位为b20
'w1116位地址计数器高位为b23低位为b22
iicout$0a,$02,b23,b22,b21'写入高位数据
w11=w11+1
iicout$0a,$02,b23,b22,b20'写入低位数据
w11=w11+1
goto keyboard input'到键盘输入子程序
…
'###读24lc256###
w11=0'地址计数器清零
iicin$0a,$02,b23,b22,b21'读入高位数据
w11=w11+1
iicout$0a,$02,b23,b22,b20'读入低位数据
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