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LED 降雪效果燈電路設計 使用一顆Silego 公司型號為SLG46620V 的GreenPAK系列可編程的混合信號集成電路產品來實現64顆LED的 降雪效果燈。這個方案由一顆芯片產生連續的亮度平緩過度的移動光條來模擬下雪的效果。SLG46620V 只有17 個可配置的通用輸入輸出（GPIO），而對于64個LED燈來說如果每個都有專用的輸出是遠遠不夠了。為了解決這個問題，我們使用了動態動態掃描方式。將64個LED分成8組，每組包含8個LED并按順序依次點亮。 參考圖1、2 GreenPAK開發環境中設計圖。 圖1. LED 降雪效果燈電路設計 (Matrix 0) 圖2. LED 降雪效果燈電路設計 (Matrix 1) LED 降雪效果燈電路分析 這篇設計包含有一個6 bit計數器 (來自6個D型觸發器) 可以從0計數到 63。由8個查找表組成的系統通過高3位的數據來決定8組LED中的哪一組連接到VDD。 另外一組查找表通過低3為數據來控制對應的LED到地連接。由此便可決定哪個LED燈會亮(見圖3, 4)。 圖3. LED 降雪效果燈連接原理圖 圖4. LED 降雪效果燈計時圖 以上所述的系統會逐一切換每個LED燈，形成一排中所有LED順序點亮的效果。如果將LED的原本接地的一端連接到PWM發生器，由此就可以得到沿著一個方向均勻移動并且前后沿都很柔和的光條。PWM（脈寬調制解調器）由兩個計數數據值為100和99的計數器組成。鑒于計數器重置（高電平重置）會同時進行，因此計數器便會同步計數比較兩個計數器的輸出會看到兩個脈沖輸出的距離會隨時間變化。使用一個3輸入的LUT 7 來實現一個類似Latch功能，使得當第一個CNT輸出高的時候鎖存輸出，第二個CNT輸出高的時候釋放鎖存（見圖5)。 圖5. PWM 脈寬調制解調器功能圖 這便是如何及時獲得動態變化的PWM占空比。為了使64個LED中的20-30%的燈成直線移動，并且需要在光帶移動到尾部的時候停止PWM。。我們使用一個2輸入的LUT2，配置成與門來實現這個功能。這個與門的輸出會作為Pipe Delay的CK輸入（這個Pipe Delay實際等效為一個DFF 觸發器）。當最后一個PWM脈沖到來或者CNT0輸出復位信號時，2輸入的LUT2會輸出高電平。將Pipe Delay的IN端口接到CNT0的輸出，這樣當PWM復位的時候，Pipe Delay輸出高，當PWM輸出最后一個脈沖的時候會輸出低。這樣就會在適當的時間停止PWM輸出。 設計中的另外一個系統是用來確保一次光帶移動完成，所有的LED都關閉后才啟動新一輪光帶移動的動作。通過增加3個虛組來實現這個效果。具體來說就是當第八組LED點亮之后，通過一個6bit的計時器來計時3組LED點亮需要的總時間，然后再關閉第八組LED。 因此我們便會得出8+3 = 11 組。CNT0計時時間必須等同于11組切換的總時間。但是這樣做結果是LED燈條沒有任何顯示。需要調整CNT0的計數值來調整光帶的速度和方向。 了實現復位功能，我們使用Pin2輸入高電平來復位系統。 總結 僅僅使用一個SLG46620V IC, 便可創造適用于照明、裝飾、方向指示器以及廣告顯示屏應用的LED降雪效果燈。 模擬下雪的效果可通過以下鏈接觀看完整視頻： https://www.youtube.com/watch?v=UdNEL6mWgZU |
