一种可驱动多组RGB灯的MCU及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种可驱动多组RGB灯的MCU及其驱动方法，实现在MCU上对多组RGB灯进行灵活驱动，设置消隐定时器和中断，显示驱动周期结束时触发中断，硬件关闭列引脚输出，消隐定时器开始定时，执行中断用软件加载下一行灯效对应的列引脚驱动信号的PWM波数据；消隐周期结束时硬件同步开启所有PWM模块工作，进入下一轮显示驱动周期。在显示驱动周期和消隐周期，PWM波模块与消隐定时器分别轮流接续工作。充分利用消隐周期加载下一行PWM波数据，解决RGB灯各引脚的同步驱动问题，在完全不影响驱动效果的条件下，还可以更加灵活地配置驱动时间和数据到每一轮扫描中，对缓冲区的大小要求极低，硬件电路更加简单，成本更低。成本更低。成本更低。

【技术实现步骤摘要】
一种可驱动多组RGB灯的MCU及其驱动方法


[0001]本专利技术涉及单片机领域，尤其涉及一种可驱动多组RGB灯的MCU及其驱动方法。

技术介绍

[0002]绚丽多彩的灯效不仅带给用户视觉享受，同时会让产品看起来更酷炫、有科技感，所以现在很多电子产品厂家将此作为一个卖点来提升产品档次。多组RGB灯组合被常用来实现灯效，通过对每一个RGB灯中红、绿、蓝三光的调节达到各种色彩明暗的灯光。
[0003]早期通过软件代码驱动多组RGB灯，但这种方式对软件执行时间要求很高，不但要动态改变驱动引脚的PWM占空比，而且要求一个RGB的3端同步驱动，占用CPU资源大，定时间隔也无法保证，导致显示易闪烁且效果差。所以现有常规方式都是由硬件电路实现RGB的扫描驱动功能，但该方法不够灵活，扫描时间固定，需要定义包含全部所有行周期的较大RAM区域来存储扫描数据，通过硬件DMA自动调取数据对应驱动一轮完整的RGB灯，占用空间大、成本高、灵活性差。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决现有技术中，通过硬件方法实现RGB扫描驱动不够灵活，扫描时间固定，存储空间大的问题，本专利技术提供一种在MCU上驱动多组RGB灯的方法。
[0005]本专利技术另一目的是提供一种可驱动多组RGB灯的MCU。
[0006]技术方案：一种在MCU上驱动多组RGB灯的方法，包括以下步骤：步骤一、定义消隐定时器，所述消隐定时器用于对消隐周期定时；步骤二、初始化所有行引脚与列引脚，开启扫描，开启所有PWM模块工作；步骤三、硬件开启所有列引脚输出，PWM模块同步输出三组PWM波驱动列引脚，进入显示驱动周期；步骤四、待三组PWM波周期结束时，触发中断，软件执行中断事件，硬件关闭所有列引脚输出，消隐定时器开始定时，进入消隐周期；所述中断事件为：选择另一个GPIO口作为下一个行引脚；执行软件加载指令，将下一行对应的列引脚的PWM波数据传入PWM模块中，中断返回；步骤五、消隐定时器控制消隐周期结束，开启所有PWM模块工作，返回步骤三。
[0007]进一步地，步骤四中，执行软件加载指令的具体方法为：软件加载指令仅包含将源缓冲区中的PWM波数据读取至内部寄存器；同时PWM模块对数据传输进行监测，当在消隐期间监测到有PWM波数据传输时，自动将PWM波数据送入PWM硬件锁存器中，且源缓冲区指针自动增量。
[0008]进一步地，步骤四中，所述PWM波数据包括控制亮度、红色、绿色、蓝色四组PWM数据，PWM模块用于分别将控制亮度的PWM数据与控制红色、绿色、蓝色的PWM数据逻辑与计算，形成R、G、B三组PWM波并输出。
[0009]进一步地，步骤四中，还包括按键扫描检测，检测行引脚、列引脚上连接的按键是
否被按下。
[0010]一种可驱动多组RGB灯的MCU，包括：至少两个行引脚及行引脚驱动电路；三组且每组至少4个PWM模块、三组且每组至少4个列引脚及三组且每组至少4个列引脚驱动电路，PWM模块与列引脚驱动电路连接；PWM模块用于在显示驱动周期输出PWM波驱动列引脚，在PWM波周期结束时触发中断，并开启消隐定时器定时；消隐定时器，用于消隐周期的定时，并在消隐周期结束时开启所有PWM模块工作；处理器，用于在中断触发时执行中断事件，所述中断事件为：选择另一个GPIO口作为下一个行引脚；执行软件加载指令，将下一行对应的列引脚的PWM波数据传入PWM模块中。
[0011]进一步地，PWM模块包括硬件锁存器，硬件锁存器用于存储PWM波数据。
[0012]进一步地，步骤四中，所述PWM波数据包括控制亮度、红色、绿色、蓝色四组PWM数据，PWM模块用于分别将控制亮度的PWM数据与控制红色、绿色、蓝色的PWM数据叠加，形成R、G、B三组PWM波并输出。
[0013]进一步地，设MCU共有GPIO口n个，n个GPIO口均可作为行引脚。
[0014]一种MCU驱动多组RGB灯的装置，包括上述MCU及至少八个RGB灯，各RGB灯呈矩阵连接，RGB灯包括公共端、R端、G端及B端，各RGB灯的公共端与MCU的行引脚连接，各RGB灯的R端、G端及B端分别与三组列引脚连接。
[0015]本专利技术提供了一种可驱动多组RGB灯的MCU及其驱动方法，相比较现有技术，具有以下有益效果：（1）扫描更加灵活。可以随时更改需扫描的行引脚，MCU的所有GPIO口均可选，可随时对扫描行进行增减、跳过、选择、改变顺序等操作，操作简单便捷。充分利用行引脚切换的消隐时间段，既避免了前后两组显示互相干扰的同时，又将消隐时间用于加载数据、扫描按键等，设置中断触发，用软件加载下一时刻列引脚驱动信号的PWM波数据，用硬件同步开启所有列引脚上的PWM模块工作，解决RGB灯各引脚的同步驱动问题，在完全不影响驱动效果的基础上，实现更加灵活地配置驱动数据到每一轮扫描中。
[0016]（2）灵活设置显示周期和消隐周期，可随时改变。在完全不影响驱动效果的基础上，实现更加灵活地配置驱动时间到每一轮扫描中。
[0017]（3）数据来源更加灵活。PWM波数据可来源于ROM或RAM，也可随时进行更改。
[0018]（4）缓冲区小。因为硬件锁存器每次仅需要加载一行灯效的列引脚数据，在这一行的行引脚有效期间，改变下一行的列引脚数据，并在行引脚切换时再加载下一行灯效的列引脚数据；且数据直接进入PWM模块，外部无需RAM用于DMA，所以对存储区域的大小要求极低，对硬件资源要求更低，成本更低。
[0019]（5）实现在MCU上对多组RGB灯进行扫描驱动，优化了数据加载机制，采用软硬结合的方案，执行软件加载指令，由硬件自动保存数据和地址增量，达到纯硬件DMA的速度且保持了源数据的灵活性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术硬件部分的流程图；图2为本专利技术软件部分的流程图；
图3为实施例中矩阵式RGB灯的连接情况；图4为驱动芯片的内部结构示意图；图5为一轮完整的扫描周期各引脚输出信号示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。
[0022]实施例一：驱动128个共阳RGB灯实现彩色变换效果。
[0023]如图3，每个RGB灯有4个引脚，一个公共共阳引脚A端，3个色彩控制引脚分别是R端、G端、B端。将128个RGB灯所有引脚标记为A0
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A127、R0
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R127、G0
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G127、B0
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B127。如图2所示128个RGB灯呈矩阵式连接排布，总共需要MCU提供16个行引脚（COM引脚）COM0
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COM15和24个列引脚（SEG引脚）SEG0
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SEG23。由于是共阳灯，在COMx端还需增加PMOS管。另外，还可以根据应用场景的需要，在MCU的行引脚和列引脚上连接按键，在驱动RGB灯显示的同时，还可以进行按键的扫描检测。
[0024]如图4，MCU内部包括：16个行引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在MCU上驱动多组RGB灯的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、定义消隐定时器，所述消隐定时器用于对消隐周期定时；步骤二、初始化所有行引脚与列引脚，开启扫描；步骤三、硬件开启所有PWM模块工作，开启所有列引脚输出，进入显示驱动周期，PWM模块同步输出三组PWM波驱动列引脚；步骤四、待三组PWM波周期结束，硬件关闭所有列引脚输出，消隐定时器开始定时，进入消隐周期，触发中断，软件执行中断事件，所述中断事件为：选择另一个GPIO口作为下一个行引脚，执行软件加载指令，将下一行对应的列引脚的PWM波数据传入PWM模块中，中断返回；步骤五、消隐定时器控制消隐周期结束，返回步骤三。2.根据权利要求1所述的在MCU上驱动多组RGB灯的方法，其特征在于，步骤四中，执行软件加载指令的具体方法为：软件加载指令仅包含将源缓冲区中的PWM波数据读取至内部寄存器；同时PWM模块对数据传输进行监测，当在消隐期间监测到有PWM波数据传输时，自动将PWM波数据送入PWM硬件锁存器中，且源缓冲区指针自动增量。3.根据权利要求1或2所述的在MCU上驱动多组RGB灯的方法，其特征在于，步骤四中，所述PWM波数据包括控制亮度、红色、绿色、蓝色四组PWM数据，PWM模块用于分别将控制亮度的PWM数据与控制红色、绿色、蓝色的PWM数据逻辑与计算，形成R、G、B三组PWM波并输出。4.根据权利要求1或2所述的在MCU上驱动多组RGB灯的方法，其特征在于，步骤四中，还包括按键扫描检测，检测行引脚、列引脚上连接的按键是否被按下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春华，
申请(专利权)人：南京沁恒微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：