本实用新型专利技术公开了一种电源线边沿信号触发的算术运算装置及LED驱动器，该算术运算装置包括边沿触发运算单元、充电单元和初始化单元，充电单元根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，且初始化单元根据供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。LED驱动器包括电源线边沿信号触发的算术运算装置和用于根据电源线边沿信号触发的算术运算装置的运算结果驱动LED的驱动单元。本实用新型专利技术利用电源线边沿信号触发的算术运算装置，对电源线输入的边沿信号进行运算实现对驱动单元的控制进而驱动LED完成七彩发光，只需要一根电源线和地线，不需要额外信号线，有利于电路实现LED驱动器芯片。
【技术实现步骤摘要】
电源线边沿信号触发的算术运算装置及LED驱动器
本技术涉及电路
，具体涉及一种电源线边沿信号触发的算术运算装置及LED驱动器。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting D1de, LED)广泛应用于建筑照明、汽车头尾灯、景观灯、节日灯等。LED具有效率高、方向性良好、色彩稳定性良好、可靠性高、寿命长，体积小、以及环境安全性等显著优点，尤其适合应用于景观照明、节日灯照明。红、绿、蓝三色LED通过控制装置可实现七彩色或者更多种颜色的控制，让LED灯具呈现出精彩多姿的绮丽景象，其中控制装置是LED照明系统关键部分。 近年来，随着集成电路技术及计算机技术的应用，基于DMX512协议、DALI协议、归零码协议等的LED控制方法在LED装饰照明领域获得较广泛的应用，实现了 LED控制系统的数字化，提高了 LED控制系统的灵活度。 DMX512协议由美国剧场协会最早制定于1985年，物理层的设计采用RS-485收发器，总线用一对双绞线实现调光台与调光器连接。RS-485采用平衡发送和差分接收，接收灵敏度高，而且抗干扰的能力强，信号传输距离可达千米。DMX512协议采用数字技术对实现调光设备的亮度调节，协议对灯光控制台信息的数据格式以及物理层都做了严格的规定，给灯光控制提供了一个标准接口。由于DMX512协议具有广泛的适用性，很快被全世界的制造商和用户采用，几乎所有的灯光控制台和受控设备都兼容了 DMX512协议标准。 DALI是欧洲提出来的一种灯光控制总线方案，是用于照明系统控制的开放式异步串行数字通信协议。DALI系统采用主从式结构，系统最多可以连接64个从模块，每个从模块使用唯一的个体标识地址，该地址在系统初始化时设定，使用过程中根据需求可修改从模块的地址。 目前也有采用归零码协议，在单根信号线上传输控制信号，通过设置红、绿、蓝LED的占空比实现多种颜色的控制。 现有的基于以上协议的控制装置可以通过控制红、绿、蓝三色LED占空比获得多种颜色效果，但都需要通过一根以上的信号线传递控制信号，不能通过电源线控制LED，不能应用到只有电源线、地线的产品场合。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种电源线边沿信号触发的算术运算装置及LED驱动器。 一种电源线边沿信号触发的算术运算装置，包括: 边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果； 充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电； 初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。 本技术的算术运算装置中各个功能单元可以集成为计数芯片。 本技术中通过初始化，可以对边沿触发运算单元置任意数，根据需要设定，通常为置“零”(即清零)。 当电源线信号为高电平时，充电单元充电，当充电单元提供的电平达到高电平时，边沿触发运算单元和初始化单元上电成功。 为保证算术运算装置正常工作，边沿信号的低电平的持续时长必须小于充电单元的供电电平由高电平降低至低电平所需的时长。 所述的边沿触发运算单元包括η个并联的D触发器和一个η位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中: 各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接； 各个D触发器的复位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接； 算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接，B组输入端外接模式控制常量。 本技术中的算术逻辑单元可以为加法器、减法器，可以为乘法器或除法器。实际应用时模式控制常量可以固定不变，也可以外接模式选择电路，由模式选择电路对B组输入进行置数，用户根据需要通过模式选择电路对模式控制常量进行置数，以使整个边沿触发运算单元以不同的方式进行运算。例如，在算术逻辑单元为加法器时，模式控制常量为2m(十进制表示，m为大于等于O且小于η的整数)。当为m为O时模式控制常量为2°，边沿触发运算单元采用递增方式进行计数；当!11为I时模式控制常量为21，边沿触发运算单元采用加2方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低I位保持不变；当m为2时模式控制常量为22，边沿触发运算单元采用加4方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低2位保持不变。 另外，在算术逻辑单元为加法器时，模式控制常量还可以设为2n_2m(十进制表示，m为大于等于O且小于η的整数)。例如:当m为O时模式控制常量为2n_l，算术逻辑单元实际上加-1的补码，边沿触发运算单元采用递减方式进行计数；当m为I时模式控制常量为2n-2，算术逻辑单元实际上加-2的补码，边沿触发运算单元采用减2方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低I位保持不变；当m为2时模式控制常量为2n-4，算术逻辑单元实际上加-4的补码，边沿触发运算单元采用减4方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低2位保持不变。 可以看出，通过外接模式控制常量从而完成运算模式的多样化，在LED彩灯上控制更加灵活，在LED彩灯控制领域更加具有应用竞争力。 未作特殊说明，本技术中的边沿触发运算单元的输出具有高低位之分。第一个D触发器是指根据边沿触发运算单元中最低位对应的D触发器。相邻两个D触发器中以相对低位的D触发器作为前一个，相对高位的D触发器作为后一个。相应的，对于算术逻辑单元，A组输入和B组输入中的各位也具有相应的高低位。 D触发器可以为上升沿计数，也可以为下降沿计数，根据需求选择。 D触发器的个数越多，边沿计数单元对应的计数范围越大。作为优选，所述的边沿计数单元包括至少两个并联的D触发器。进一步优选，所述的边沿计数单元包括2?200个并联的D触发器，即η的取值优选为2?200。 所述的充电单元包括二极管，所述二极管的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过二极管的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。 考虑到与COMS工艺的兼容性，作为优选，所述的充电单元包括NPN三极管，所述NPN三极管的集电极和基极连接后与电源线连接，发射极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过NPN三极管的发射极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。作为优选，所述的充电单元包括PNP三极管，所述PNP三极管的集电极和基极连接后通过一储能元件接地，发射极与电源线连接，所述的充电单元通过PNP三极管的集电极或基极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。 储能元件应理解为可以进行充放电的电子元件。作为优选，所述的储能元件为充电电容或MOS管。由于充电电容与传统的CMOS工艺不兼容，因此可以使用与CMOS工艺兼容性好的MOS管作为等效电容作为储能元件，便于集成，使用MOS管时，该MOS管的源极和漏极短接，形成等效电容。 通过二极管防止充电电容反向放电，防止边沿信号不稳使计数结果出现错误。NPN三极管和PNP三极管通过设定对应的连接方式，也可以形成一等效二极管，也可以起到防止反向充电的作用。 本技术还提供了一种LED驱动器，包括上述的电源线边沿信号触发的算术运算装置，以及用于根据电源线边沿信号触发的算术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源线边沿信号触发的算术运算装置，其特征在于，包括：边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果；充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化；所述的边沿触发运算单元包括n个并联的D触发器和一个n位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中：各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接；各个D触发器的复位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接；算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接，B组输入端外接模式控制常量。
【技术特征摘要】
1.一种电源线边沿信号触发的算术运算装置，其特征在于，包括: 边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果； 充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电； 初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化； 所述的边沿触发运算单元包括η个并联的D触发器和一个η位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中: 各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接； 各个D触发器的复位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接； 算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接，B组输入端外接模式控制常量。2.如权利要求1所述的电源线边沿信号触发的算术运算装置，其特征在于，所述的η为大于I的整数。3.如权利要求2所述的电源线边沿信号触发的算术运算装置，其特征在于，所述的η取值为2?200。4.如权利要求3所述的电源线边沿信号触发的算术运算装置，其特征在于，所述的充电单元包括二极管，所述二极管的...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗小华，
申请(专利权)人：罗小华，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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