LED护栏灯设计方案介绍

LED护栏灯是以荧光灯管或LED作为光源，以连续的护栏为载体，形成近似线性的护栏灯带。本文主要介绍基于16路恒流LED驱动芯片的护栏灯解决方案。该方案主要由以下几部分组成：(1)以STC11F02单片机为主的主控电路，其主要功能是产生SPI控制信号;(2)以LN0134为核心的LED驱动电路，其主要功能利用它的16通道恒流来带载LED;(3)电源输入电压转换电路、供给LED电源电路，其主要是完成对电路保护、芯片供电、LED灯供电等功能。

　　主要芯片功能简介

　　LN0134是南麟电子开发的一款16路恒流LED驱动芯片，该芯片内建了16位CMOS移位寄存器和输出锁存器，可以将输入的串行数据转化成并行输出格式，从而控制16个输出电流源，在每个输出端可以不受负载影响提供3～45mA的恒定并且一致的电流用以驱动LED。通过调整外接电阻的大小可调整输出电流，从而轻松控制 LED的发光亮度，也可以通过在使能端(OE)输入PWM信号来调整所有LED的平均电流。同时它还支持SPI通信协议，使得我们很容易控制通信的数据，因此它成为驱动LED的最佳IC之一。

　　STC11F02单片机内部嵌有2K的FLASH程序存储空间和256B的SRAM存储区;该芯片拥有先进的指令集结构，兼容普通的8051指令集，具有硬件乘法和除法指令，而且无需编程器和仿真器，可以远程升级。本方案利用其高速、低成本、精简的I/O口的优势，模拟出SPI协议实现对其他IC的通信控制。

　　护栏灯设计方案

　　1) 硬件电路设计与原理

　　该方案的基本原理是：单片机模拟SPI协议，通过发送数据到LN0134驱动芯片内，由LN0134内部硬件电路实现数据的串入并出，驱动16×3颗LED，然后通过改变数据来控制LED灯的变化，实现不同的LED灯的组合，如：流水灯、对闪烁、跳变、呼吸等效果。本方案电路是在硬件环境PADS下完成的，为了节约成本，所生成的PCB文件也都是单面板。

　　2) MCU控制信号电路

　　图1是MCU控制电路图。由主控芯片产生的控制信号有：(1)SPI控制信号，包括：OE、SDIO、SCLK、LE四个端口;(2)LED电源使能信号，包括：CONTROL1、CONTROL2两个端口。

　　MCU控制电路图

　　3) LN0134应用电路

　　LN0134应用电路如图所示。LED驱动芯片接收单片机发送的SPI信号，不同的SDIO数据，会得到不同的OUT0至OUT15的数据，从而驱动LED产生不同的变化效果。LN0134芯片支持多芯片级联，通过数据口SDO端，连接下一个芯片的SDI端口，以此类推。长距离的护栏灯方案设计，只需要将一个个小单元级联起来就能完成。设置R30的阻值可改变输出电流值，从而省去了多路限流的麻烦。

　　LN0134应用电路图

　　4) 电源供给电路

　　电源供给电路如图所示。本电路支持12V至15V的输入电压，经过整流桥可避免正负极的接反。经过IC1可得到5V的供电电压，为单片机和LN0134芯片提供了电源;经过IC2~IC6可完成对LED灯组的供电，并由单片机提供的CONTROL1和CONTROL2口来控制POVER1和POVER2供电的关和开。

　　供电电路图