LED作為一種新型光源，以其低供電電壓，低功耗，長壽命，無輻射的特色，在許多場合得到使用，隨著近年來其亮度的不斷提高，特別是超高亮LED的出現，使得發光二極管得到廣泛的使用，從傳統的僅作室內儀表信號指示，逐步發展到使用於交通信號燈、汽車信號燈、背光源、室內外大屏幕顯現，以及現在正向著照明領域的深入?，F在LED在照明範疇的使用首要還會集中在燈飾照明中。LED自身的致光特性，使其具有易操控，頻閃快的特色，由此能夠利用嵌入式微處理器， 按PWM(占空比)方式獨立操控R(紅)，G(綠)，B(藍)發光灰度，然後完成全彩效果的LED燈操控技能。由於采用超高亮LED的裝飾照明燈具，其亮度已達到要求，且它在壽命，功耗，操控等方面和霓虹燈比較具有十分顯著的優勢，現在已開始逐步推廣，預計往後幾年將會有比較大的市場占用率。

控製原理

　　LED控製器內置高性能單片微型控製芯片，控製器通過內部控製程序向LED驅動芯片發送控製信號和數據，LED驅動芯片根據控製信號和數據的要求， 產生相應的動作，從而對每一路紅、綠、藍LED實現單獨的控製。若微控製器連續地向一串LED驅動芯片發送控製信號和數據，則可使各LED受到連續的協調 控製?？蓪㈩A想的變化效果轉化成LED控製器可處理的數據格式及適當的控製指令，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，和控製器緊密配合，操作簡便，功能強大的軟件系統成為必要。以下先分析控製系統的原理。

控製單元

　　控製單元是指可獨立變化出全彩色的燈具單元，也可稱作像素。它至少應包含一只紅色LED、一只綠色LED、一只藍色LED，各顏色LED的數目根據 配色要求按一定比例構成?？蓪⑦@些控製單元製作成單個燈具，亦可按一定形狀或圖案排列起來，形成線狀或面狀光源。需要註意的是，由三種顏色的LED構成的 一個單元，通常必須進行混光處理，否則不能看到理想的全彩效果。在同一個發光單元中LED應緊密排列，這樣可使得各LED的光斑在觀賞者眼中成像重疊;相 鄰發光單元中心距應相同，並且該中心距滿足：D≥2*L*tan(θ/2)，式中D為相鄰發光單元的最小中心距，L為正常使用時觀看點與光源部位的垂直距 離，θ為人眼最小分辨角。這樣通過控製電路可使燈具顯示出豐富的色彩。通過控製系統獨立控製每個發光單元中的三種發光二極管的灰度級別，亦即控製每個發光 單元中的紅、綠、藍三種顏色各自的亮度，就可使每個發光單元調配出多種不同的顏色，若在同一時間內控製不同的發光單元顯示出不同的顏色，就可使燈具的整個 發光部位呈現出色彩斑斕的效果。目前出現的功能比較強大的控製系統，可通過軟件設置每個控製單元的顏色值，根據系統的參數，設置各個顏色的灰度級別，一般 為256級(8位)，目前具有代表性的有臺灣點晶科技的一款DM413全彩LED阿驅動芯片，帶有灰度發生器，默認為256級灰度，最高可設置為8192 級灰度，實現的效果極為細膩。單個DM413芯片只控製一個顯示單元，使得每個控製單元的電路相同，而且非常簡單，一次開發，重復使用。

控製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 行移位機製相同，在時鐘信號的控製下，串行數據在驅動芯片內部移位寄存，由於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，控製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，用於單獨控製輸出信號。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。該方式控製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製。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，單獨控製三種顏色的灰度，則可組合出256*256*256種(16777216種)顏色。將若幹燈具單元排列起來，即可按這種方 式顯示出細膩生動的圖案，動畫效果。

控製系統結構

　　整個控製系統分為兩個部分：控製器部分和LED驅動部分。 控製器部分是系統的核心部分，它最基本的功能是將每個控製單元的顏色數據發送給相應控製單元，使所有單元相互配合，產生用戶預想的效果;LED驅動部分的 功能是接收顏色數據並驅動LED按該數據所表示的亮度值顯示。每個基於DM413的LED驅動模塊，單獨控製一個LED燈具單元，每個模塊結構相同，與控 製器的連接方式也相同。系統采用串行級聯的方式連接，每個模塊具有輸入和輸出接口，前一模塊的輸出接口通過數據線與後一模塊的輸入接口連接，直到最後一個 模塊為止。LED驅動模塊(見圖2)是以DM413為核心的電路，DM413具有若幹信號輸入輸出引腳及多個功能設定引腳。信號通過輸入接口給DM413 相應的輸入引腳。3個輸出引腳用於連接LED，可分配給R，G，B三個顏色，同一個輸出引腳接相同顏色的LED，根據配色需要，每個輸出引腳可接一個或多 個LED。輸入的串行信號通過輸出引腳發送出來，通過輸出接口傳到下一級芯片。

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