基于TLC5947的旋轉(zhuǎn)LED屏顯示控制器設(shè)計(jì)
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1．1 STM32F103簡介
選用了STM32F103控制器，STM32F103是增強(qiáng)型系列，最高工作時(shí)鐘頻率可達(dá)72 MHz，具有ARM Cortex-M3內(nèi)核、128～256 KB Flash、20～48 KB RAM、8 MHzCPU晶振、32．768 kHz RTC晶振以及豐富的外設(shè)(64個(gè)快速I／O口)和4 GB的線性地址空間。ARM采用的仿真器很貴，而單片機(jī)的調(diào)試工具則非常便宜。相較之下，Cortex-M3參考單片機(jī)，專門拿出一個(gè)引腳來做調(diào)試，從而節(jié)約了大量的人力物力。Cortex-M3集成了大多數(shù)的存儲器控制器，這樣就可以直接在MCU外連接Flash，降低了設(shè)計(jì)難度和應(yīng)用障礙。Cortex-M3處理器結(jié)合了多種突破性技術(shù)，使得它能實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本、高性能三者(或二者)的結(jié)合。編程支持ISP下載功能，能通過USB端口和JLINK仿真器供電，使用起來非常方便。
1．2 TLC5947簡介
TLC5947是TI(德州儀器)公司推出的24通道，具有內(nèi)部晶振的12位PWM脈寬調(diào)制的LED驅(qū)動芯片。TLC5947采用超小32引腳QFN的高級封裝。它為LED提供了精確的恒流值，通道與芯片之間的差異值只有±2％；高速的傳輸速率(單片芯片時(shí)30 MHz，級聯(lián)為15 MHz)；輸出通道之間交錯(cuò)時(shí)間遲滯，避免出現(xiàn)傳輸誤差；該芯片內(nèi)部具有溫度檢測系統(tǒng)，當(dāng)芯片的溫度過高時(shí)為了保護(hù)芯片，它會自動斷開所有的輸出通道，當(dāng)溫度恢復(fù)正常，芯片正常工作；該芯片支持級聯(lián)，可以多個(gè)芯片共同工作以驅(qū)動更大規(guī)模的LED顯示屏幕。24個(gè)通道的當(dāng)前電流值是通過外部IREF與地之間的阻值來設(shè)置的，驅(qū)動電路中的電阻由所驅(qū)動LED燈的電流決定。芯片具有寬泛的操作電壓3．0～5．5 V，含有4 MHz的內(nèi)部晶振。TLC5947適用驅(qū)動全彩LED和顯示屏。
1．3 LED顯示屏
選用三色(RGB)LED燈，實(shí)現(xiàn)多重色彩光源，絢麗多彩的輸出。同時(shí)，LED本身也具備相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定度、高效率、單色彩純度高、光強(qiáng)度可調(diào)等功能。LED與ARM處理器相連接，通過ARM處理器對觸摸信號的處理來實(shí)現(xiàn)LED燈的顯示樣式的變化，從基態(tài)的指針式時(shí)鐘變?yōu)閿?shù)字顯示式，以及改變其顯示的背景，還可以進(jìn)行時(shí)間的校準(zhǔn)操作。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2．1 點(diǎn)亮點(diǎn)-線-圓的設(shè)計(jì)及其算法和公式
點(diǎn)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用直角坐標(biāo)到圓坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)亮任何位置的燈。線設(shè)計(jì)源于點(diǎn)設(shè)計(jì)，在點(diǎn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上采用Bresenham直線演算法畫出所需的直線、斜線、曲線。在線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上衍生出矩形繪畫、繪圖、填充等功能。
程序初始化完了，接著定義由直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)，在程序中將弧度轉(zhuǎn)到角度，在轉(zhuǎn)換的時(shí)候考慮到會有負(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的輸入，加入360+ 0．5均是為了優(yōu)化程序，防止出現(xiàn)誤差。程序中距離
，角度
直角坐標(biāo)到圓坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法如下：
直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換完后，可以設(shè)置點(diǎn)的亮滅，接著用Bresenham直線演算法畫出直線。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/168257.htm
程序的整體流程如圖2所示。系統(tǒng)上電后，首先讀取系統(tǒng)的初始狀態(tài)，設(shè)置ARM和TLC5947的工作狀態(tài)，開啟無線通信；然后等待旋轉(zhuǎn)屏幕穩(wěn)定，初始化菜單，等待輸入指令；利用Qtouch控制傳輸命令到STM32F103，執(zhí)行指令(用戶交互過程)；執(zhí)行用戶命令操作。
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