本發(fā)明涉及l(fā)ed幕墻控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

led幕墻，顧名思義就是將led技術(shù)與幕墻系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，在不影響建筑物其它功能(如室內(nèi)照明采光，建筑外觀效果)的前提下，實現(xiàn)建筑功能的拓展與建筑夜視美化的目的。led幕墻兼具led顯示屏和景觀照明的功能，可以通過它形成流光溢彩的輪廓，顯示圖片、文字或者視頻。

led幕墻以其低功耗、長壽命、低成本的特點，廣受大樓設(shè)計者歡迎。其主要分類有兩種：一種是表貼式的高分辨率led幕墻，通常封裝成點陣式的矩形模組，每個像素間的間距為6mm到12mm。若要實現(xiàn)大尺寸顯示，就需要采用模組拼裝的方式，一般用來顯示高清晰度的實況轉(zhuǎn)播、廣告等。另外一種是由燈條(或稱燈管)串聯(lián)起來的分辨率較低的led幕墻。其成本相對較高，像素間距一般在30mm以上，可以用在高樓的整堵墻面上，具有很高的商業(yè)和藝術(shù)價值。

控制器是led幕墻控制系統(tǒng)的核心部件，目前市場上針對led幕墻的控制器多采用arm+fpga的雙處理器架構(gòu)，此方案的控制器開發(fā)成本高，控制相對復(fù)雜并且可移植性差。

因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下：

一種基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

pc機，用于將每幀畫面分割成多個塊并生成指定格式的文件，分發(fā)到各個led幕墻控制器的物理存儲設(shè)備；

led幕墻控制器，包括若干用于存儲pc機分發(fā)文件的物理存儲設(shè)備及與物理存儲設(shè)備一一對應(yīng)的控制芯片，控制芯片將文件內(nèi)容解析成dmx信號，并按照通道號輸出，所述控制芯片為cortexm4內(nèi)核的k64-mcu芯片；

led幕墻，與led幕墻控制器通過總線相連，led幕墻由多個塊狀led發(fā)光單元及對應(yīng)的dmx解碼器組成，dmx解碼器識別并控制rgb三色，實現(xiàn)256灰度級控制。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述pc機通過tcp或手動的方式將生成的文件分發(fā)到各個控制芯片對應(yīng)的物理存儲設(shè)備中。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述led幕墻與led幕墻控制器通過rs485總線相連。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述led幕墻控制器還包括擴展底座，所述擴展底座與led幕墻通過總線相連，所述控制芯片固定安裝于所述擴展底座上。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述擴展底座上設(shè)有用于實現(xiàn)sd卡讀寫的sd卡接口、用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)接口、用于實現(xiàn)dmx信號模擬的dmx接口、用于實現(xiàn)gps對時的gps接口中的一種或多種的組合。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述led幕墻中的dmx解碼器包括基于dmx512協(xié)議的解碼芯片。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述解碼芯片為sm16512芯片，sm16512芯片擁有4個獨立的輸出驅(qū)動通道控制rgbw四色，信號采用spwm輸出，驅(qū)動電流為3～60ma。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的led幕墻控制系統(tǒng)具備速度快、規(guī)模大、支持異構(gòu)布局、安裝與維護簡單等特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明中基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)的模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明中l(wèi)ed幕墻控制器的模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實施方式中sd總線的示意圖；

圖4為本發(fā)明一具體實施方式中sd卡接口電路圖；

圖5為本發(fā)明一具體實施方式中以太網(wǎng)接口電路圖；

圖6為本發(fā)明一具體實施方式中dmx接口電路圖；

圖7為本發(fā)明一具體實施方式中sm16512芯片引腳圖；

圖8為本發(fā)明一具體實施方式中sm16512芯片的應(yīng)用原理圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

參圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于k64-mcu的多功能led幕墻控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：

pc機10，用于將每幀畫面分割成多個塊并生成指定格式的文件，分發(fā)到各個led幕墻控制器的物理存儲設(shè)備；

led幕墻控制器20，包括若干用于存儲pc機分發(fā)文件的物理存儲設(shè)備21及與物理存儲設(shè)備一一對應(yīng)的控制芯片22，控制芯片22將文件內(nèi)容解析成dmx信號，并按照通道號輸出，控制芯片為cortexm4內(nèi)核的k64-mcu芯片；

led幕墻30，與led幕墻控制器通過總線相連，led幕墻由多個塊狀led發(fā)光單元及對應(yīng)的dmx解碼器組成，dmx解碼器識別并控制rgb三色，實現(xiàn)256灰度級控制。

本發(fā)明中多功能led幕墻控制系統(tǒng)的整體設(shè)計依托于實驗室已有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架ismta即“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)，但與之存在著諸多差異。在充分利用已有軟件資源的基礎(chǔ)上根據(jù)實際的項目需求進行調(diào)整，加快了系統(tǒng)的開發(fā)速度，確保了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。

pc機10用戶軟件可以分為燈具布線軟件、web端控制程序和網(wǎng)絡(luò)傳輸工具這三個部分：它是系統(tǒng)的上位機控制端，用戶可以通過布線軟件按照指定的燈效數(shù)據(jù)格式生成調(diào)光文件供控制器使用；通過web控制程序下發(fā)指令，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸工具實現(xiàn)遠程控制led幕墻或更新調(diào)光文件等功能；

led幕墻控制器20是本系統(tǒng)的核心部件，選用cortexm4內(nèi)核的k64-mcu作為控制核心，搭載mqx-lite實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)以太網(wǎng)通信，sd卡讀寫，gps對時等功能，同時讀取sd卡中的調(diào)光文件并按照dmx512協(xié)議輸出多組dmx信號，實現(xiàn)對led幕墻的有效控制；

led幕墻30由多根dmx燈具或燈條連接而成，其內(nèi)核就是dmx解碼器，是實現(xiàn)燈光效果的基礎(chǔ)性部件。dmx解碼器主要用于接收led幕墻控制器發(fā)送的dmx信號，并按照dmx512協(xié)議進行解析，實現(xiàn)控制和管理各個led燈。

控制系統(tǒng)的整體流程如下：

pc機10根據(jù)實際工程的硬件布線情況將每幀畫面分割成多個塊，并生成指定格式的文件，通過tcp或者手動的方式分發(fā)到各個控制芯片對應(yīng)的物理存儲設(shè)備；控制芯片將文件內(nèi)容解析成dmx信號，并按照通道號輸出至rs485總線，由燈具內(nèi)部的dmx解碼器識別并控制rgb三色，實現(xiàn)256灰度級控制。

本發(fā)明采用分布式存儲技術(shù)，將視頻文件分割處理后的調(diào)光數(shù)據(jù)存儲在各個led幕墻控制器中，使其負載均衡；各個led幕墻控制器之間僅需要很小的數(shù)據(jù)量就能實現(xiàn)同步，不會影響整體的執(zhí)行效率；淡化了主從結(jié)構(gòu)，在脫機模式下，主控制器只起到同步作用，不做集中存儲；并且一個led幕墻控制器出現(xiàn)問題不會影響整個系統(tǒng)，這種方式不但提高了系統(tǒng)的可靠性、并發(fā)性和存取效率，還易于擴展，容錯性好，突破了原有系統(tǒng)的瓶頸。

本發(fā)明是一個由多控制器實現(xiàn)的分布式系統(tǒng)，必然涉及到個控制器之間的級聯(lián)問題。原有方案采用以太網(wǎng)級聯(lián)的方式，理由是高速通信，10mbps的帶寬足夠用來快速傳輸調(diào)光數(shù)據(jù)和控制信號。但采用了分布式存儲技術(shù)之后，不需要傳輸大量的調(diào)光數(shù)據(jù)，僅需傳輸同步信號，數(shù)據(jù)量極小。所以本發(fā)明的方案選擇使用rs485總線進行通信，其優(yōu)點在于通信方式簡單、易開發(fā)、抗干擾，成本相對以太網(wǎng)通信降低很多。經(jīng)測試rs485通信速率配置到2mbps可以正常通信，完全符合要求。

支持異構(gòu)布局是led幕墻控制系統(tǒng)未來發(fā)展的一大趨勢。如今很多相關(guān)的led幕墻控制系統(tǒng)，在工程布局時要求燈具按照規(guī)則的形狀來排布，有些是以規(guī)則的m*n的矩形led模組作為顯示媒介?；赿mx512協(xié)議的led幕墻控制對異構(gòu)布局的設(shè)計方案則更為少見，但是作為景觀燈應(yīng)用的一種，往往需要按照建筑物的特點，例如球型的屋頂，柱型的墻體等，進行燈具布置，所以本發(fā)明設(shè)計了一種支持異構(gòu)布局的led幕墻控制系統(tǒng)，從而大大提高其實用性。

該功能需要配合上位機燈具布線軟件使用，按照工程需求，用戶可以任意設(shè)計布線方式，例如s型布線、z型布線或者其他任意方式。用戶可以導入任意格式視頻文件，布線軟件會將其序列化輸出為二進制文件即調(diào)光文件。led幕墻控制器會根據(jù)dmx通道使能與否以及發(fā)送的數(shù)據(jù)長度來控制led燈的亮暗及數(shù)目，從而支持異構(gòu)布局。

參圖2所示，本發(fā)明中基于k64-mcu的led幕墻控制器20，包括擴展底座23及位于固定安裝于擴展底座上的控制芯片22，控制芯片為cortexm4內(nèi)核的k64-mcu芯片(mk64fx512)，它是恩智浦(nxp)公司在2014年最新推出的一款基于cortexm4內(nèi)核的32位微控制器，具有512mb片上flash和256kbram；主頻最高可配置到200mhz；24路單端和4路差分的ad模塊(16位高精度)；8個pwm通道；1個sdhc(sd卡)控制器；5個uart模塊；1個usb2.0otg接口；高達100個i/o引腳。此外，芯片支持電壓范圍為1.71v～3.6v，工作溫度為-40℃～105℃。

另外，擴展底板23包含了核心板對外提供基本接口及其他功能，包括用于實現(xiàn)sd卡讀寫的sd卡接口231、用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)接口232、用于實現(xiàn)dmx信號模擬的dmx接口233、用于實現(xiàn)gps對時的gps接口234。

sd卡接口231：sd卡接口與sd卡通過sd總線模式進行數(shù)據(jù)傳輸，sd總線包含主機向存儲卡發(fā)送的時鐘信號、雙向的命令/響應(yīng)信號、4個雙向的數(shù)據(jù)信號、及電源和地信號。sd總線包括一個主機和多個從機，并采用同步的星形拓撲結(jié)構(gòu)，且sd總線上設(shè)有若干上拉電阻。

sd卡作為一種存儲容量大，讀寫速度快，價格低廉并且方便攜帶的物理存儲設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種led幕墻控制系統(tǒng)。通過設(shè)置這些寄存器可以使得k64作為主機與sd卡從機進行通信。sdhc是符合sd2.0規(guī)格的新一代存儲卡，特點是高容量(大于2g，小于32g)，其對應(yīng)的文件系統(tǒng)也從fat16提升到了fat32。sd卡定義了兩種通信協(xié)議：sd總線模式和spi總線模式。由于spi模式是單線傳輸，sd模式可以選擇4線傳輸，相比之下，sd總線模式的傳輸速率更高，所以本發(fā)明選擇4位數(shù)據(jù)線的sd模式，sd總線框圖如圖3。

根據(jù)sdv2.0協(xié)議，sd總線包含以下信號：(1)clk：主機向存儲卡發(fā)送的時鐘信號；(2)cmd：雙向的命令/響應(yīng)信號；(3)dat0～dat3：4個雙向的數(shù)據(jù)信號；(4)vdd、vss1、vss2：電源和地信號。

sd總線有一個主機多個從機并采用同步的星形拓撲結(jié)構(gòu)。所有存儲卡共用時鐘、電源和地信號，命令(cmd)和數(shù)據(jù)(dat0～dat3)信號是存儲卡的專用信號，為所有卡提供連續(xù)的點對點連接，典型電路連接如圖4。很多芯片內(nèi)部采用的是漏極開路的設(shè)計方式，因此在輸出高電平時，需要外界上拉電阻，否則無法輸出高電平。選擇上拉電阻時候，可以選取一些阻值較大的電阻，可以減少待機功耗。其中，data3線必須上拉，這樣在上電后即進入sd總線模式。

以太網(wǎng)接口232：以太網(wǎng)接口包括w5500芯片，w5500芯片作為以太網(wǎng)接口的控制芯片。k64-mcu芯片設(shè)有3個spi接口，可以用來同w5500芯片進行通信，k64-mcu芯片的mosi信號線與w5500芯片的miso信號線相接，k64-mcu芯片的miso信號線和w5500芯片的mosi信號線相接。w5500芯片包括txn/txp和rxn/rxp兩路差分信號線，兩路差分信號線與以太網(wǎng)接口中的網(wǎng)絡(luò)變壓器連接。

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)憑借其傳輸速度快、網(wǎng)絡(luò)配置簡單等特性，成為led幕墻控制行業(yè)的研究熱點。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)芯片例如enc28j60、ddm900，僅封裝了物理層(phy)和介質(zhì)訪問控制層(mac)，從網(wǎng)絡(luò)層開始都需要軟件實現(xiàn)，例如協(xié)議棧軟件。協(xié)議棧占用的系統(tǒng)資源是非?？捎^的，如果運行在低性能的處理器上，處理器將無法及時響應(yīng)用戶的請求。為了在滿足功能需求的同時，提高編程效率，簡化電路設(shè)計，本系統(tǒng)選用wiznet公司的w5500芯片作為以太網(wǎng)控制芯片。w5500是一款全硬件tcp/ip嵌入式以太網(wǎng)控制芯片，為嵌入式系統(tǒng)提供了更加簡易的互聯(lián)網(wǎng)連接方案。w5500集成了tcp/ip協(xié)議棧，10/100m以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，并且配備多達32k的片上ram作為數(shù)據(jù)收發(fā)緩存，把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的處理工作全部轉(zhuǎn)移到w5500集成硬件中進行，這樣主控芯片只需要承擔應(yīng)用層控制信息的邏輯任務(wù)，大大提高了系統(tǒng)開發(fā)效率，使得用戶使用單芯片就能夠在應(yīng)用中拓展網(wǎng)絡(luò)連接。此外硬件tcp/ip的不可攻擊性，保證了在此基礎(chǔ)上搭建的網(wǎng)關(guān)的安全性。w5500芯片使用高效spi協(xié)議，支持80mhz速率，從而能夠更好的實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)通訊。根據(jù)芯片手冊設(shè)計其原理圖如圖5所示。

k64-mcu有3個spi接口，可以用來同w5500進行通信，其中k64作為主機，w5500作為從機。spi協(xié)議一般有4根線，其中一根是片選線，低電平有效。其他三信號線clk，mosi和miso。需要注意的是，作為主機，k64的mosi信號線需要和w5500的miso相接，k64的miso信號線需要和w5500的mosi相接。w5500芯片的txn/txp和rxn/rxp這兩路差分信號分別和網(wǎng)絡(luò)接口hr911105a中的網(wǎng)絡(luò)變壓器連接。

dmx接口233：dmx接口包括rs-485收發(fā)器，rs-485收發(fā)器為sp3485收發(fā)器，sp3485收發(fā)器與uart模塊相連，且uart模塊的tx引腳和rx引腳分別設(shè)有限流電阻連接到sp3485收發(fā)器的di引腳和ro引腳。rs-485收發(fā)器采用雙絞線進行通信傳輸，rs-485收發(fā)器的終端設(shè)有終端電阻以消除由分布電感和分布電容產(chǎn)生的反射現(xiàn)象。dmx接口還包括保護電路，保護電路包括連接于sp3485收發(fā)器輸出端上的瞬態(tài)電壓抑制二極管、以及連接于sp3485收發(fā)器輸出端上的上拉電阻和下拉電阻。

dmx接口的電氣特性是圍繞工業(yè)標準eia-rs-485接口設(shè)計，對應(yīng)于osi模型中的物理層，采用差分傳輸方式。因此對于dmx接口的設(shè)計，其實就是對rs-485接口電路的設(shè)計。對于rs-485來說，它僅僅規(guī)定了接收端和發(fā)送端的電氣特性，并沒有規(guī)定任何數(shù)據(jù)協(xié)議。dmx512協(xié)議的通信接口電路，如圖6所示。

作為本發(fā)明最基礎(chǔ)也是最重要的部分，dmx接口電路設(shè)計的好壞關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性，只有對以下幾個方面進行合理的設(shè)計，才能更有效的減少電路設(shè)計的難度和后期維護的成本。

(1)rs-485收發(fā)器選擇

rs-485收發(fā)器芯片是一種常用的通訊器件。目前，在許多半導體公司的rs-485收發(fā)器系列產(chǎn)品中可以找到對應(yīng)的型號，并且這些產(chǎn)品具備良好的兼容性，可以直接替換使用，但應(yīng)該根據(jù)不同的應(yīng)用場合進行合理的選擇。例如，對于外置設(shè)備，因為它對電磁或雷擊沖擊更為敏感，可以選用集成esd(electro-staticdischarge靜電釋放)增強保護功能的rs-485收發(fā)器；對于多節(jié)點系統(tǒng)，可選增強型i/o單位負載的rs-485收發(fā)器；對于3.3v應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)該選用3.3v的rs-485收發(fā)器?？紤]到本控制器是3.3v的工作電壓，選用一款支持3.3v供壓、低功耗、半雙工的收發(fā)器sp3485。它完全符合rs-485的串行協(xié)議電氣規(guī)范，允許同一總線上連接多達128個收發(fā)器，并且在帶負載的情況下它的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10mbps，具有驅(qū)動器輸出短路保護功能，可以很好的滿足本控制器的設(shè)計要求。

(2)rs-485收發(fā)模式的切換

uart模塊的tx引腳和rx引腳分別接一個限流電阻連接到sp3485芯片的di引腳和ro引腳。rs485收發(fā)器同時只能工作在“接收”或者“發(fā)送”兩種模式之一，re/de信號時鐘為高電平時，發(fā)送器有效，接收器禁止；re/de信號時鐘為低電平時，接收器有效，發(fā)送器禁止。一般情況下，可以選擇控制器的一個引腳直接控制該引腳的電平高低，此處為了節(jié)省控制器的引腳資源，可以給其增加一個收發(fā)邏輯控制電路，利用一個三極管s8050，在進行收發(fā)數(shù)據(jù)時，自動切換收發(fā)模式。

(3)終端電阻的選擇

實際的信號傳輸線都具有分布電感和分布電容，由此會產(chǎn)生一種反射現(xiàn)象，從而導致系統(tǒng)失控。為了消除這種反射現(xiàn)象，保證rs-485通信系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，通常對rs-485通信系統(tǒng)的端點安裝合適的終端匹配電阻。該終端電阻的大小取決于傳輸電纜的特性阻抗，由于rs-485通信傳輸通常采用雙絞線，并且其特性阻抗為120w。因此，本系統(tǒng)所選用的終端匹配電阻如圖6中所示的r55也取120ω。

(4)保護電路設(shè)計

為提高rs-485通信的安全性，保護rs-485總線免受雷擊、浪涌等高壓沖擊，進而造成rs485接口電路的損壞，需要對系統(tǒng)添加適當?shù)谋Ｗo電路，如圖6中所示的ke48電路部分。ke48是一種瞬態(tài)電壓抑制二極管，主要應(yīng)用于非對稱性保護的標準rs-485多點傳輸系統(tǒng)中。其防護電壓范圍為-7v～+12v。本系統(tǒng)的ke48元件需要將其1號和2號引腳分別連接在rs-485通信接口的兩條輸出信號線上，即sp3485芯片的a和b引腳輸出上，而3號引腳直接連接gnd即可。另外，輸出端a、b分別加一個4.7k的上拉電阻和下拉電阻，提供網(wǎng)絡(luò)失效保護，確保無信號時能保證高低電平的穩(wěn)定輸出，以提高rs-485節(jié)點的可靠性。

gps接口234：gps接口包括neo-7m芯片，用于進行時間同步和監(jiān)控控制器的使用位置。

gps(globalpositionsystem全球定位系統(tǒng))是20世紀70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，其主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的。gps在每顆衛(wèi)星上配備精密的銫原子鐘，并由地面監(jiān)控站進行校準，實現(xiàn)與utc(coordinateduniversaltime世界統(tǒng)一時間)時間同步。gps接收機接收至少四顆衛(wèi)星的信號，根據(jù)衛(wèi)星提供的位置信息，通過偽距測量定位方法可以計算出接收機在地球上的位置以及接收機時間與utc時間的偏差，并進行時間同步校準。

本控制器的gps-oem選用微雪電子neo-7m模塊，它是一款低功耗的超小外形gps接收模組，該產(chǎn)品采用了新一代u-blox芯片，超高靈敏度，精度高、定位準確，具有全方位功能，內(nèi)嵌在使用gps服務(wù)的智能手機，平板電腦，主要用于人員定位管理，設(shè)備測速，物流車輛跟蹤定位等領(lǐng)域。應(yīng)用于本控制器中，既可以用來做時間同步，而且可以監(jiān)控本控制器的使用位置。

為了能夠讓gps模塊發(fā)揮最高性能，gps接口電路的實際布板至關(guān)重要。其rf引腳的微帶線至天線的連接點應(yīng)盡可能短，在2.5cm之內(nèi)。微帶線周圍用完整的gnd包裹，為了減少信號反射，應(yīng)盡量避免90度布線，直線和圓形布線最為理想。微帶線部分pcb底層需要鋪完整的銅。在射頻信號線兩旁打上孔，減少外界對信號線的干擾，另外還設(shè)有100m磁珠，專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。

本發(fā)明中l(wèi)ed幕墻30中的dmx解碼器包括基于dmx512協(xié)議的解碼芯片。解碼芯片為sm16512芯片，其是深圳市明微電子股份有限公司生產(chǎn)的sm16512芯片，該芯片是針對全彩led燈而研發(fā)的解碼芯片，擁有4個獨立的輸出驅(qū)動通道控制rgbw四色，可通過軟件設(shè)置輸出通道數(shù)的選擇(本課題僅用到其中的rgb三個通道)，用來實現(xiàn)256級的灰度控制；輸出采用spwm技術(shù)，能夠保證穩(wěn)定的電流輸出，驅(qū)動電流高達3～60ma。該芯片sop16的封裝結(jié)構(gòu)如圖7所示，其引腳定義如表1。

表1sm16512引腳定義

數(shù)據(jù)傳輸兼容并擴展dmx512協(xié)議，dmx信號從a、b兩個引腳輸入芯片，能夠識別的信號的頻率范圍為250kbps到800kbps。每個芯片內(nèi)置eeprom器件，用于存儲芯片的地址，通過信號線總線寫碼方式一次性自動寫碼多個sm16512芯片。

基于dmx512協(xié)議的每個解碼芯片都需要被賦予一個數(shù)字啟動地址編號，這個地址編號即該解碼芯片的起始地址，而步進地址就是指該解碼芯片能同時對幾字段dmx信號產(chǎn)生控制動作。起始地址用于dmx信號的尋址，以保證解碼芯片只對屬于“自己的”控制信號產(chǎn)生反應(yīng)。當dmx數(shù)據(jù)包的字段序號與某解碼芯片的地址碼即所賦予的起始地址序號相同時，解碼芯片就開始對該字段及其之后的幾個字段dmx信號進行解碼并產(chǎn)生控制動作。與此同時，其他處于同一條鏈路上的解碼芯片對dmx信號沒有反應(yīng)。直到dmx數(shù)據(jù)包的控制字段號過渡到與下一解碼芯片所賦予的起始地址序號相同時，該解碼芯片停止受控，同時下一個解碼芯片的地址碼發(fā)揮作用，處于受控狀態(tài)。

試舉一例，假設(shè)某dmx控制端口驅(qū)動若干解碼芯片，則第一個解碼芯片的起始地址是001，第二個解碼芯片的起始地址就是001加第一個解碼芯片的步進地址，假設(shè)所有的解碼芯片的步進地址都是3，那么，第二個解碼芯片的起始地址就是004，以此類推，第三個解碼芯片的起始地址就是007，在標準dmx512協(xié)議下，最后一個燈具的起始地址與其步進地址相加不能超過512，但是對于本實驗對象中的燈具，其最終值可以大于512。當然地址也可以設(shè)置成不連續(xù)的，這樣的話dmx數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)利用率就不高了。

該芯片主要為建筑物裝飾和舞臺燈光效果led照明系統(tǒng)而設(shè)計，非常適合用于需要并聯(lián)的led照明系統(tǒng)設(shè)計，其應(yīng)用原理如圖8所示。某一個解碼芯片的異常完全不影響其他芯片的正常工作，相比市場串接的恒流解碼芯片而言更具有可靠性和安全性，維護方便等特點。

由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

整個系統(tǒng)需要支持異構(gòu)布局，軟件操作需簡單；

控制器支持聯(lián)機控制功能，聯(lián)機采用以太網(wǎng)使用tcp/ip協(xié)議通信，在聯(lián)機狀態(tài)下能實現(xiàn)燈光設(shè)備開關(guān)燈、信息查詢、調(diào)光和遠程更新存儲器中的效果文件；

控制器支持單機功能，系統(tǒng)中的每一臺機器都可以做主機，控制器會根據(jù)軟硬件配置自動識別本機處于主機狀態(tài)或者是從機狀態(tài)，主機同步所有從機讀取存儲器中的效果文件進行播放；

支持sd或tf卡作為存儲介質(zhì)；

控制器輸出的dmx信號能夠兼容市場上的dmx燈具，其信號波特率可配置。每臺控制器后端直接連接dmx燈具，不需要其它分控；

根據(jù)每個dmx數(shù)據(jù)包23ms計算，基于dmx512協(xié)議的播放幀率的極限是44幀/秒，控制器可以實現(xiàn)播放幀率的自由調(diào)節(jié)；

控制器能夠?qū)κ袌錾系亩鄶?shù)dmx解碼器進行一次性寫址。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。