基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，包括上位机、电源模块、串口模块、MCU控制模块和LED信号灯矩阵模块，其中，所述上位机的输出端与所述串口模块的输入端连接，所述串口模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述LED信号灯矩阵模块的输入端连接，所述电源模块分别与所述串口模块、MCU控制模块、LED信号灯矩阵模块连接。本发明专利技术还提供了一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的控制方法。本发明专利技术的有益效果是：实现了LED信号灯矩阵的控制，成本较低，可靠性较高，控制简单。

LED signal lamp matrix system based on single chip microcomputer control and its control method

The invention provides a LED signal lamp matrix system based on MCU, including PC, power module, serial port module, MCU control module and LED signal matrix module, the serial port module output terminal of the host computer and the input end is connected with the output end, the serial port module and the MCU control module is connected with the input end of the output, the MCU control module and the LED signal lamp matrix module is connected with the input terminal, the power supply module is respectively connected with the serial port module, MCU control module, LED signal matrix module. The invention also provides a control method of the LED signal lamp matrix system based on the single-chip microcomputer control. The beneficial effect of the invention is that the LED signal lamp matrix is controlled, the cost is low, the reliability is high, and the control is simple.

【技术实现步骤摘要】
基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统及其控制方法
本专利技术涉及信号灯，尤其涉及一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统及其控制方法。
技术介绍
信号指示灯作为显示系统工作状态最常用的设备被广泛应用于各个领域。目前，市面上几乎所有的信号指示灯应用方案都采用LED灯来实现，使用多个LED或者多色LED来表示不同的状态。其中，大多数是应用方案所使用的LED单元较少，控制系统软硬件简单，但显示状态种类也较少，无法满足较大被测系统的多显示状态应用。显示较大系统工作状态的多LED单元信号指示灯方案因其LED单元和显示状态种类较多而大多存在着控制系统成本高、控制程序复杂且可靠性不高的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统及其控制方法。本专利技术提供了一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，包括上位机、电源模块、串口模块、MCU控制模块和LED信号灯矩阵模块，其中，所述上位机的输出端与所述串口模块的输入端连接，所述串口模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述LED信号灯矩阵模块的输入端连接，所述电源模块分别与所述串口模块、MCU控制模块、LED信号灯矩阵模块连接，所述MCU控制模块接收所述上位机通过串口模块传输过来的控制命令发出指令控制所述LED信号灯矩阵模块。作为本专利技术的进一步改进，所述串口模块包括RS232串口模块和USB串口模块，所述上位机通过所述RS232串口模块或者USB串口模块与所述MCU控制模块连接。作为本专利技术的进一步改进，所述LED信号灯矩阵模块包括共阳极双色LED灯，所述MCU控制模块包含单片机及MOS管，所述单片机的I/O口串联第一限流电阻后连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接到地，所述MOS管的漏极串联第二限流电阻后连接到共阳极双色LED灯的阴极。作为本专利技术的进一步改进，所述共阳极双色LED灯至少有二个，每个所述共阳极双色LED灯对应一个所述MOS管。本专利技术还提供了一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的控制方法，通过上位机经串口模块向MCU控制模块传输控制命令，MCU控制模块根据控制命令发出指令控制单片机的I/O口的电平，通过调节I/O口的电平来控制MOS管的开关，从而控制LED信号灯矩阵模块的开关，实现了对LED信号灯矩阵模块的亮灭及闪烁的控制。作为本专利技术的进一步改进，所述的LED信号灯矩阵模块主要由30个红绿共阳极双色LED灯按3x10排列组成，所述的LED信号灯矩阵模块中每个共阳极双色LED灯有常红、常绿、红色闪烁、绿色闪烁和熄灭五种状态，所述的每个共阳极双色LED灯的由其所对应的MOS管控制，所述的每个共阳极双色LED灯的显示状态是相互独立的。作为本专利技术的进一步改进，所述的按3x10排列的LED信号灯矩阵模块分为四组，第一组是第1到第8个灯，第二组是第9到第16个灯，第三组是第17到第24个灯，第四组是第25到第30个灯；所述的按3x10排列的LED信号灯矩阵模块的控制命令是长度为7个字节十六进制数，其中第1个字节表示控制命令的长度，第2个字节表示LED灯的显示状态，第3到第6字节分别表示四组LED灯的动作命令，第7个字节表示校验位。作为本专利技术的进一步改进，所述LED信号灯矩阵模块的控制流程为：上电后对单片机的I/O口、定时器进行初始化，单片机接收上位机发送过来的控制命令并进行校验，校验通过后才根据指令设置I/O口的电平，从而控制每个I/O口对应的共阳极双色LED灯。本专利技术的有益效果是：通过上述方案，实现了LED信号灯矩阵的控制，成本较低，可靠性较高，控制简单。附图说明图1为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的模块结构图。图2为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的电源模块的电路图。图3为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的232串口模块的电路图。图4为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的USB串口模块的电路图。图5为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的共阳极双色LED灯的驱动电路图。图6为专利技术一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的控制方法的LED矩阵的控制流程图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，包括上位机101、电源模块105、串口模块102、MCU控制模块103和LED信号灯矩阵模块104，其中，所述上位机101的输出端与所述串口模块102的输入端连接，所述串口模块102的输出端与所述MCU控制模块103的输入端连接，所述MCU控制模块103的输出端与所述LED信号灯矩阵模块104的输入端连接，所述电源模块105分别与所述串口模块102、MCU控制模块103、LED信号灯矩阵模块104连接，通过电源模块105给述串口模块102、MCU控制模块103、LED信号灯矩阵模块104供电，所述MCU控制模块103接收所述上位机101通过串口模块101传输过来的控制命令发出指令控制所述LED信号灯矩阵模块104。如图1所示，所述串口模块102包括RS232串口模块和USB串口模块，所述上位机101通过所述RS232串口模块或者USB串口模块与所述MCU控制模块103连接，所述上位机101通过RS232串口线连接到RS232串口模块或者USB线连接到USB串口模块。如图1至图5所示，所述LED信号灯矩阵模块104包括共阳极双色LED灯，所述MCU控制模块103包含单片机及MOS管，所述单片机的I/O口串联第一限流电阻后连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接到地，所述MOS管的漏极串联第二限流电阻后连接到共阳极双色LED灯的阴极，所述MCU控制模块103中单片机接收上位机的通过串口模块102传输过来的控制命令发出指令控制I/O口输出的电平来控制MOS管的开关，进而控制LED回路的通断，从而实现了对LED信号灯矩阵模块104的控制。如图1至图5所示，所述共阳极双色LED灯至少有二个，每个所述共阳极双色LED灯对应一个所述MOS管。参见图2，所述的电源模块105的核心为“1484”电源芯片，将12V的输入电压转化为5V，分别给串口模块102、MCU控制模块103和LED信号灯矩阵模块104供电。参见图3和4，所述的串口模块102包括RS232串口模块和USB串口模块，可以根据上位机及实际需求选择RS232串口或者USB端口作为通讯口。当选择RS232串口作为通讯口时，由于单片机提供的信号电平和RS232的标准不一样，必须进行电平转换才能实现单片机与上位机串口的直接通信。连接电阻R85和R86，同时断开电阻R153和R154，避开了芯片U5对U3的干扰。芯片U5的“T1OUT”和“R1IN”引脚分别经过电阻R76和R77连接到插座CN3的第3脚和第2脚。CN3连接上位机的串口，其第2脚和第3脚分别对应上位机的RS232串口的发送数据引脚“TxD”和接收数据引脚“RxD”,可以用来通讯及程序的下载。当发送和接受数据端反接时，用电阻R83和R84替换电阻R76和R77，确保通讯功能的正常使用。其支路上分别并联一个连接到地的双向稳压二极管D41和D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，其特征在于：包括上位机、电源模块、串口模块、MCU控制模块和LED信号灯矩阵模块，其中，所述上位机的输出端与所述串口模块的输入端连接，所述串口模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述LED信号灯矩阵模块的输入端连接，所述电源模块分别与所述串口模块、MCU控制模块、LED信号灯矩阵模块连接，所述MCU控制模块接收所述上位机通过串口模块传输过来的控制命令发出指令控制所述LED信号灯矩阵模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，其特征在于：包括上位机、电源模块、串口模块、MCU控制模块和LED信号灯矩阵模块，其中，所述上位机的输出端与所述串口模块的输入端连接，所述串口模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述LED信号灯矩阵模块的输入端连接，所述电源模块分别与所述串口模块、MCU控制模块、LED信号灯矩阵模块连接，所述MCU控制模块接收所述上位机通过串口模块传输过来的控制命令发出指令控制所述LED信号灯矩阵模块。2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，其特征在于：所述串口模块包括RS232串口模块和USB串口模块，所述上位机通过所述RS232串口模块或者USB串口模块与所述MCU控制模块连接。3.根据权利要求1所述的基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，其特征在于：所述LED信号灯矩阵模块包括共阳极双色LED灯，所述MCU控制模块包含单片机及MOS管，所述单片机的I/O口串联第一限流电阻后连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接到地，所述MOS管的漏极串联第二限流电阻后连接到共阳极双色LED灯的阴极。4.根据权利要求3所述的基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统，其特征在于：所述共阳极双色LED灯至少有二个，每个所述共阳极双色LED灯对应一个所述MOS管。5.一种基于单片机控制的LED信号灯矩阵系统的控制方法，其特征在于：通过上位机经串口模块向MCU控制模块传输控制命令，MCU控制模块根据控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，杨在兵，周文彪，
申请(专利权)人：深圳市巨潮科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44