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制作一款可经由进程USB控制的RGB七色灯_单片机_串口

落叶飘零 2025-01-08 13:54:45 0

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有办理之道? 呵呵,本文这个可通过USB来掌握三基色RGB灯可完美地完成这个小CASE。

2、作品亮点

传统的USB LED小台灯方案,都是一个大略的方案,即把多个白色LED灯和电阻串并起来,然后直接接到USB的VBUS(+5V)电源端上,然后这样的方案,只能发出单色的光。

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比较之下,本方案具有以下创新和特点:

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(图片来自网络侵删)

①发光单元采取RGB三基色LED灯,通过任意搭配理论上可发出255x255x255=16581375种颜色的灯光!

②Windows真个人机界面程序,可以及其方便地掌握RGB灯的发光颜色。

③调度好的LED灯发光颜色,断电后可保存在单片机的EEPROM里,上电后颜色可规复。

④采取支持USB HID协议的CH9326芯片,可无需再麻烦安装驱动程序(即免驱动),而且采取 HID协议还可广泛运用于多种操作系统,如window 7, XP, Linux等等.

⑤板载电子芯片式保险丝BD2243G,具有uS级别的过流保护功能,比较可规复保险丝那种数秒反应的传统方案,BD2243G具有数千倍更快的过流保护动作,而且通过外置的电阻R,可任意设置过流保护的大小。

设置好了颜色的USB LED灯,还可以这样用,直插充电宝~

3、系统构架图

4、事理图

事理图分为多个部分,下面逐一先容:

第一部分: 系统供电和VBUS过流保护部分:

备表明释: 上图中,采取ROHM罗姆公司的DB2243G芯片,通过调节R2电阻,可以设置电流受限的大小,当电流超过改值时,Pin6 脚输出为零伏,即负载断开,同时D2这个赤色的发光LED指示灯会亮起,表示过流啦!
正常输出情形下,D2是熄灭的。
有了这个电路,纵然负载直接对地短接,都不会破坏PC机的USB端口!
而且保护动作极快!
不是传统可规复保险丝那种大略的被动器件可比拟的。
过流状态肃清后,Pin6 脚急速规复正常输出状态,即输出即是5V。

第二部分:系统供电部分

备表明释: 上图中,SOT-23封装的LDO芯片PT5110的浸染是把5V降压到+3.3V。
如果系统(负载端)须要VCC=5V,那PT5110该当不焊接,同时在F2焊接一个零欧姆的电阻或者焊接一个可规复保险丝即可。
须要指出的是,系统中的芯片(单片机和CH9326)都是可以在5V或3.3V下事情的。
差异只是IO输出的电等分歧而已。

第三部分:USB通信部分

备表明释: 上图中,USB通信部分由CH9326独立完成,它可完成USB列举、配置和收发通信任务,大大减轻和解决了单片机的USB 通信难题。
CH9326可以理解成一个透明的通信装置,任何大略单纯的单片机都可以不用考虑USB是如何实现的,只卖力串口收发数据即可USB双向通信功能。
在本系统总,CH9326的紧张用场是将PC端发过来的RGB灯的掌握数据输出到串口TxD中,同时也可以将RxD端口吸收到的单片机数据回传到PC中。

须要指出的是: 如果想让CH9326事情于5V,那R14电阻须要空着。
而想让CH9326事情于3.3V,那R14电阻须要焊接上0欧姆;此外,D5 LED指示灯在USB连接到PC后,如果能通信正常,那D5会亮起,反之不亮。
而单片机可以通过USB-LINK-OK这根线理解到USB通信连接的状态。
如果通信不正常,单片机可以通过/RESET旗子暗记对CH9326进行复位。

第四部分:单片机驱动和掌握RGB灯部分

备表明释: 上图中,LED灯的主控由8位单片机 stm8s003或stm8s103完成,单片机通过三路PWM的办法分别掌握RGB灯的发光颜色。
P1是单片机的烧录和仿真下载端口,利用者可以用ST-LINK/V2 这个才几十元的单片机开拓工具!

5、材料清单(BOM列表)

以下是这个电子制作的BOM列表,器件全部采购来自主创商城,PCB板的制造和SMT贴片在深圳嘉立创完成。

6、PCB实物图

7、软件部分的描述

软件分为两部分,一部分是单片机真个实现,其余一部分是PC电脑端(上位机)的掌握程序。
个中,单片机上电后首先初始化干系IO、按键扫描、串口波特率和串口中断。
其关键部分的代码如下:

三路PWM输出掌握的初始化片段:

主程序Main的重复实行部分:

while (1)

{

if(tFlag) //------- 通过状态机的办法,每隔 8ms 实行一次按键处理的个中一个步骤

{

IWDG_ReloadCounter(); //Reload IWDG counter

KeyScan();

tFlag = 0;

}

if(MyKey[0].KeyPress) //------- 如果创造按键有效被按下,重复关灯或开灯(颜色不变)

{

if(sMode==0)

{

TIM2_SetCompare2(0x00);

TIM2_SetCompare1(0x00);

TIM2_SetCompare3(0x00);

}

else

{

TIM2_SetCompare2(RxBuffer[0]);

TIM2_SetCompare1(RxBuffer[1]);

TIM2_SetCompare3(RxBuffer[2]);

}

sMode = ~sMode;

MyKey[0].KeyPress = 0; //-- 完成按键按下的任务,打消按键处理标记。

}

if(RxFlag) //---- 通过串口中断的办法,吸收串口数据。
收到后RxFlag=1

{

//--- 收到PC端(CH9326)下传过来的RGB数据,然后输出改变RGB-LED灯的

PWM驱动旗子暗记,同时保存PWM值到单片机的EEPROM区。

sMode = 0x00;

TIM2_SetCompare2(RxBuffer[0]);

TIM2_SetCompare1(RxBuffer[1]);

TIM2_SetCompare3(RxBuffer[2]);

SaveValue(); //---- 保存PWM驱动旗子暗记,上当后将可规复LED颜色。

UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE_OR, ENABLE); //--- 再次许可串口吸收

RxFlag = 0; //---- 串口吸收处理完毕,清楚吸收标记。

}

} //--- End of While(1)

//------------- 以下是串口中断的处理部分:通过状态机的办法,吸收RGB灯的掌握数据

INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler, 18)

{

//=================== Receiver Processing

gTemp = UART1->SR; //--- Creal OverRUN if possible.

gTemp = UART1->DR; //--- UART1_ReceiveData8();

switch(gState)

{

case 0x00:

if(gTemp==0x1B)gState = 0x01;

else gState = 0x00;

break;

case 0x01:

if(gTemp==0xF5)

{

gState = 0x02;

gRxIndex = 0x00;

}

else gState = 0x00;

break;

case 0x02:

RxBuffer[gRxIndex++]= gTemp; //----- Following xxx Bytes...

if(gRxIndex>=3) //--- Receive Finish,OK

{

UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE_OR, DISABLE);

gState = 0x00;

RxFlag = 0xFF;

}

break;

default:

gState = 0x00;

break;

} //------- End of Swith(gState)

}

PC电脑端(上位机)的掌握程序,其界面如下:

备表明释: 因版面有限,单片机端和PC电脑真个掌握程序(VC++ 编写)的全部源码

请自行在立创商城或社区里进行下载。
同时郑重声明:未经本作者容许,其它人不能将以上设计和源码直策应用到商业产品中。

8、作品演示

因出版刊物限定,视频演示的视频,请读者自行在立创商城或社区里进行不雅观摩辅导。

9、总结

USB已经成为无数嵌入式运用的首选接口,然而从开拓职员的角度来看,USB是须要相称多的固件专业知识和开拓事情量的繁芜协议,通过内置支持USB HID协议的芯片---CH9326此电子制作得于快速、顺利完成。
其余,此作品参加了立创商城2017年首发的\公众成功设计一款PCB方案验证板褒奖1000元!
\"大众活动,本作品有幸得到了立创商城的资金资助,在此表示感谢!
并唯一授权立创商城对本作品进行宣扬和开源!

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本文由立创商城原创,转载请注明出处。

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