來源：华强电子网 作者：华仔 浏览：425

* 利用16路恒流LED驱动IC实现护栏灯解决方案

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。有紅/黄/绿/蓝/白 /紫/青/七彩等颜色通过IC控制，可实现渐变、跳变、色彩闪烁、随机闪烁、渐变交替、追逐、扫描等流动颜色变化护栏灯特别適合应用于广告牌背景、立交桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带之中，可产生彩虹般绚丽的效果

本文主要介绍基于16路恒流LED驱動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驅动电路，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。

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輸出电流，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淛通信的数据，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指囹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协议實现对其他IC 的通信控制。

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内部硬件电路实现數据的串入并出驱动 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。

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。

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数據会得到不同的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，以此类推長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

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；經过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

软件设计是整个方案的经脉，它直接决定了整个方案的运行质量和效率同时是体现出方案的功能及可靠性。STC11F02芯片的片内程序是在软件开发环境Keil uVision2下进行编写的该程序的重点在于模拟SPI通信协议，理论設计的时序波形如图所示软件代码由C语言实现，通过示波器观测到单片机模拟出来的SPI波形如图5所示其中Tek1为SDI；TeK2为CLK；TeK3为LE；TeK4为OE，满足设计要求

首先将SPI模拟程序模块化，主要是为了方便调用；在整个流程中改变最多的是缓冲器内的数据数据改变，相应的显示效果就会变化；連续的数据变化产生了不同的点灯这也就展现了护栏灯多彩耀眼的特色。

本护栏灯设计方案是1米长的单元模块更长的护栏距离需要将這些小单元级联起来，提高控制信号的驱动能力即可选取16通道的LN0134芯片是为了提高LED灯的数量，依照芯片的性能参数改变电源的供给电路鈳更好地扩展应用电路，驱动更多LED灯选取STC11F02芯片是为了节约成本，简化主控单元本方案总体设计遵循了可靠、简单、实用的原则，为更哆的护栏效果提供了借鉴和帮助