一种车载按键面板LED的控制装置论文和设计-朱允斌

全文摘要

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种车载按键面板LED的控制装置，包括LED驱动器和单片机，单片机通过I2C通信协议与多个LED驱动器进行通讯，LED驱动器的输出接口并联有多路LED灯，单片机可单独控制每路LED灯的状态，单片机的GPIO还设有与LED驱动器相连接的RESET通讯线；本实用新型旨在提供一种封装体积小、排线和控制简单且成本低适应于车载面板调控的控制单元。

主设计要求

1.一种车载按键面板LED的控制装置，包括LED驱动器和单片机，其特征在于：所述单片机通过I2C通信协议与多个所述LED驱动器进行通讯，所述LED驱动器的输出接口并联有多路LED灯，所述单片机的GPIO还设有与LED驱动器相连接的RESET通讯线，该单片机通过LED驱动器单独控制每路LED灯的状态。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种车载按键面板LED的控制装置，其特征在于，还包括DC\/DC转换器，所述DC\/DC转换器分别与所述单片机和LED驱动器相接。

3.根据权利要求1或2所述的一种车载按键面板LED的控制装置，其特征在于，所述单片机采用32位ARM型单片机。

4.根据权利要求1所述的一种车载按键面板LED的控制装置，其特征在于，所述LED驱动器选用16路恒流LED驱动芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种车载按键面板LED的控制装置。

背景技术

工程机械车辆上的对设备的灯光、空调、行走、臂架控制等功能控制的指示需要LED灯来控制，随着功能的增加，需要指示的项目越来越多，往往需要集成几十个LED灯，而每个LED灯需要单独进行控制。目前应用在工程机械车辆按键面板的LED控制方式主要有三种：

采用带有多个IO口的单片机直接通过三极管进行驱动控制，如图1所示；2、采用移位寄存器加三极管进行驱动控制，如图1所示；3、采用PWM来控制LED驱动器以调节LED，如图1所示。

但是以上三种方式的现有技术中均存在的一定缺陷：

方式一：由于每个LED需要单独的一个IO口控制，假如控制96个LED灯则需要96个IO口，再加上按键的IO口，需要单片机的IO口数量非常多，选择单片机非常困难，占用单片机的资源很高，且成本高、封装尺寸大；每个LED需要一个单独的三极管，则对应需要96个三极管，以至于需要占用很大PCB空间，PCB布线很难设计，由于元器件多且走线多，出现问题的几率变大。

方式二：使用移位寄存器来控制驱动LED，假如要控制96路LED灯，则需要12个移位寄存器，需要12个GPIO口，同时需要12个三极管驱动电路。

方式三：使用PWM调节LED驱动器(比如芯片AN30888A)来控制LED，加入要分别控制96路LED灯的亮灭，则需要96个LED驱动器，需要96个GPIO口。此方式和方式一相比可以调节LED灯的光强。

实用新型内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种车载按键面板LED的控制装置，旨在提供一种封装体积小、排线和控制简单且成本低适应于车载面板调控的控制单元。

技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种车载按键面板LED的控制装置，包括LED驱动器和单片机，所述单片机通过I2C通信协议与多个所述LED驱动器进行通讯，所述LED驱动器的输出接口并联有多路LED灯，所述单片机可单独控制每路LED灯的状态，所述单片机的GPIO还设有与LED驱动器相连接的RESET通讯线，该单片机通过LED驱动器单独控制每路LED灯的状态。

更进一步地，还包括DC\/DC转换器，所述DC\/DC转换器的输出端所述分别与所述单片机和LED驱动器相接。该DC\/DC转换器可起到安全隔离作用，使整个控制结构的可靠性增强，抗干扰能力强。

更进一步地，所述单片机采用32位ARM型单片机。

更进一步地，所述LED驱动器选用16路恒流LED驱动芯片。

有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型由于只需要一个I2C总线及一个GPIO口，故单片机封装体积很小，单片机所需资源很少，成本得到了有效控制，PCB布线难度降低。

2、本实用新型通过LED驱动器直接驱动LED，减少了三极管、电阻、电容，有效的降低了成本、减少了电路的故障点。

3、本实用新型通过I2C控制LED驱动器，对每个LED驱动器通过调用不同的通信地址即可实现对不同LED灯的控制，控制起来比较简单，单片机的运行效率有了很大的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术方式一示意图；

图2为现有技术方式二示意图；

图3为现有技术方式三示意图；

图4为本实用新型的控制结构示意图；

图中的标号分别代表：1-单片机；2-LED驱动器；3-DC\/DC转换器；4-LED灯。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例

本实施例的一种车载按键面板LED的控制装置，参照图4：包括LED驱动器2和单片机1，单片机1通过I2C通信协议与多个LED驱动器2进行通讯，LED驱动器2的输出接口并联有多路LED灯4，单片机1可单独控制每路LED灯4的状态，单片机1的GPIO还设有与LED驱动器2相连接的RESET通讯线。

还包括DC\/DC转换器3，DC\/DC转换器3的输出端分别与单片机1和LED驱动器2相接。

单片机1采用32位ARM型单片机1；LED驱动器2选用16路恒流LED驱动芯片，本实施例优选的LED驱动芯片为TLC59116。其中通过DC\/DC转换器3的外接电源将24VDC转换为5VDC和3.3VDC；3.3VDC给单片机1和LED驱动器2的供电，5VDC用来给LED灯4供电。

工作原理：单片机1通过串行数据(SDA)和串行时钟线(SCL)在连接到总线的器件间传递信息，每个LED驱动器220都有一个唯一的识别地址(可以是IP地址或设备标识等)，而且都可以作为一个发送器或接收器(由单片机1决定)，通过I2C调用不同的地址即可实现对每个LED驱动器2的控制，进而实现对每路LED灯4的控制，其中RESET通讯线配合外设物理开关可用于每个LED驱动器2进行快速复位，方便对车载按键面板上多个LED灯4错误显示及时处理。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

设计图

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