發(fā)光二極管和P9816的工作電壓是不同的，P9816正常工作需要+5 V電源，當(dāng)只提供24 V電源時(shí)，需要設(shè)計(jì)電路來(lái)得到5 V電壓。電源電路如圖5所示。

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　　電路中選用LM78L05作為穩(wěn)壓器件，其輸出電流可為100mA。LM78L05長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)發(fā)熱，加限流、分壓電阻R1，經(jīng)測(cè)試得到LM78L05輸入端電壓為7.1V，因此LM78L05可以穩(wěn)定工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。此電路既可以滿足各元器件的工作電壓，又極大地降低了電路成本，是一種比較理想的設(shè)計(jì)方案。

　　1.2 MCU控制器電路設(shè)計(jì)

　　控制器部分有STC89C52單片機(jī)、SD卡電路、74HC245驅(qū)動(dòng)電路、電源以及液晶顯示5部分。控制器部分的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。

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　　選用STC89C52單片機(jī)作為控制器，它是一款高速、低功耗和超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)。丁作電壓范圍為3.3～5.5 V，工作頻率為0～40 MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48 MHz。此處選用5 V工作電壓，對(duì)于晶振電路，該系統(tǒng)選用的是頻率為27 MHz的石英晶振。在滿足控制要求的前提下又使此單片機(jī)的內(nèi)部資源得到最大限度的利用。

　　利用74HC245總線驅(qū)動(dòng)器，提高電路的帶負(fù)載能力。74HC245是高集成芯片，使用時(shí)接線簡(jiǎn)單。將引腳1(DIR)接高電平，引腳19(OE)為使能端，若該腳為“1”則A/B端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“0”時(shí)A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用，所以正常使用時(shí)該引腳接地即可實(shí)現(xiàn)A端輸入、B端輸出。

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　　STC89C52與SD卡采用模擬串口通信，在控制器讀取SD卡中的效果文件時(shí)，SD卡中的護(hù)欄管點(diǎn)數(shù)和文件個(gè)數(shù)通過(guò)LCD1602顯示出來(lái)。電源采用圖5提供的5 V電壓供電。控制電路如圖7所示。復(fù)位電路選用了電容與電阻串聯(lián)的形式，電解電容C1=10μF，R1=1kΩ。

　　2 護(hù)欄管軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)STC89C52單片機(jī)與P9816控制芯片通信。P9816通信協(xié)議與P9813兼容，P9816通信協(xié)議圖如圖8所示。

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　　前32位“0”為起始幀，在CIN上升沿時(shí)打入，并且時(shí)序DIN要先于CIN，標(biāo)志位為2個(gè)“1”。校驗(yàn)數(shù)據(jù)“B7”與“B6”為藍(lán)色灰度數(shù)據(jù)的“B7”與“B6”的反碼，灰度級(jí)數(shù)據(jù)要高位先入，并且是藍(lán)綠紅順序。

　　將已經(jīng)包含效果文件的SD卡放入MCU控制器的卡槽中，當(dāng)要求護(hù)欄管顯示內(nèi)容時(shí)，可以直接打開開關(guān)。在程序的執(zhí)行過(guò)程中，首先是讀取SD卡中的數(shù)據(jù)，為使程序能夠高效的運(yùn)行，規(guī)定SD卡中的每個(gè)效果文件具有一定的格式：

　　①第1個(gè)效果文件的第1個(gè)512字節(jié)中的前4個(gè)字節(jié)存放護(hù)欄管的點(diǎn)數(shù)(512點(diǎn)或1024點(diǎn)或其他);

　　②第1個(gè)效果文件的第1個(gè)512字節(jié)中的第5個(gè)、第6個(gè)和第7個(gè)字節(jié)存放此SD卡中包含的效果文件的個(gè)數(shù);

　　③第1個(gè)效果文件的第1個(gè)512字節(jié)中的第8個(gè)字節(jié)若為1，表示循環(huán)發(fā)送整個(gè)SD卡中的數(shù)據(jù)，為0表示只發(fā)送一次SD卡中的數(shù)據(jù);

　　④從第1個(gè)效果文件的第2個(gè)512字節(jié)及其他的效果文件的第1個(gè)512字節(jié)開始存放護(hù)欄管的灰度數(shù)據(jù)。

　　STC89C52單片機(jī)中的程序和SD卡中的數(shù)據(jù)是嚴(yán)格遵守此規(guī)則的，制定此規(guī)則同時(shí)也具有加密的作用。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到護(hù)欄管點(diǎn)數(shù)、文件個(gè)數(shù)以及數(shù)據(jù)的地址。最后按照P9816通信協(xié)議中的數(shù)據(jù)格式來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，思路明確，系統(tǒng)程序流程圖如圖9所示。

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　　結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作的護(hù)欄管完成了預(yù)期目標(biāo)，軟硬件相結(jié)合取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)際中是動(dòng)態(tài)的，根據(jù)SD卡中不同的數(shù)據(jù)顯示各種各樣的顏色和圖案。

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　　圖10為護(hù)欄管實(shí)物圖。本文設(shè)計(jì)的護(hù)欄管顯示控制系統(tǒng)，成本低、應(yīng)用靈活、硬件電路設(shè)計(jì)制作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，非常適合用于城市夜化美化工程，具有較好的應(yīng)用前景。