本實(shí)用新型屬于燈光照明、LED顯示屏控制技術(shù)，具體是一種基于FPGA（Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列，簡稱FPGA）的LED景觀燈控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前市場上存在很多各種各樣的LED燈光控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)通常是針對于固定的功能或者針對于客戶的需求而定做的，所以對于大多數(shù)的控制器很難做到通用；現(xiàn)有LED燈光控制系統(tǒng)輸出變化信號速度低,LED燈光鏈路的數(shù)量,色階灰度,單位時間變化的幀數(shù)都比較小,滿足不了大規(guī)模、全色彩的要求；

現(xiàn)有LED燈光控制系統(tǒng)不易構(gòu)建大型系統(tǒng)，隨著景觀燈控制系統(tǒng)規(guī)模的加大,系統(tǒng)需要配備的控制芯片將增多,成本增高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)。

這種控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便、通用性強(qiáng)，適用于多通道且控制響應(yīng)及時，能夠滿足高速度、大規(guī)模、全色彩,可遠(yuǎn)程下載控制等應(yīng)用要求，具有節(jié)約成本、實(shí)時性好、易于維護(hù)升級等特點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：

一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)，包括

SDRAM內(nèi)存，所述SDRAM內(nèi)存用來暫存PC上位機(jī)6發(fā)過來的光效文件及處理過程中的臨時數(shù)據(jù)；

SD卡模塊，所述SD卡模塊用于存儲光效文件，當(dāng)系統(tǒng)啟動時默認(rèn)從 SD卡中讀取光效文件；

觸摸屏，所述觸摸屏用于對控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制調(diào)節(jié)，如菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)等，采用觸摸屏主要是為了提供一個友好的操作界面，用戶能夠通過界面看到當(dāng)前演示的是哪個光效文件和光效文件基本信息，以及當(dāng)前演示文件的刷新率等信息；

FPGA模塊，所述的FPGA模塊包括嵌入式處理器和通過Avalon總線與嵌入式處理器連接的SDRAM控制模塊、SD卡控制模塊、觸摸屏控制模塊、SPI總線模塊、自適應(yīng)波特率串口模塊、協(xié)議發(fā)送器，嵌入式處理器通過Avalon總線對SDRAM控制模塊、SD卡控制模塊、觸摸屏控制模塊、SPI總線模塊、自適應(yīng)波特率串口模塊、協(xié)議發(fā)送器進(jìn)行讀寫操作；

以太網(wǎng)模塊，所述以太網(wǎng)模塊用于PC上位機(jī)和FPGA模塊間傳送光效數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊設(shè)有RJ45接口，用于連接PC上位機(jī)；

PC上位機(jī)，所述PC上位機(jī)用于對整個控制系統(tǒng)的控制操作，PC上位機(jī)可通過以太網(wǎng)模塊向SPI總線模塊發(fā)送光效數(shù)據(jù)，也可通過自適應(yīng)波特率串口模塊與FPGA模塊通信，波特率可以在1800bps—3Mbps之間任意設(shè)定；

驅(qū)動芯片，所述驅(qū)動芯片用于驅(qū)動LED燈具發(fā)出不同彩光；

所述FPGA模塊分別與SDRAM內(nèi)存、SD卡模塊、觸摸屏、以太網(wǎng)模塊和驅(qū)動芯片電連接，驅(qū)動芯片的輸出端連接LED燈具。

所述觸摸屏為lcd觸摸屏， lcd觸摸屏顯示清晰，方便操作。

所述嵌入式處理器為Nios II嵌入式處理器。

所述協(xié)議發(fā)送器為DMX512協(xié)議發(fā)送器。

所述協(xié)議發(fā)送器為至少2個。

所述以太網(wǎng)模塊為W5500芯片。

所述驅(qū)動芯片為DMX512PF芯片。

所述驅(qū)動芯片7為至少2個。

所述LED燈具8為至少2個。

當(dāng)系統(tǒng)上電以后,首先進(jìn)行FPGA模塊的配置, 然后FPGA模塊完成對觸摸屏、SD卡模塊、以太網(wǎng)模塊的初始化工作，進(jìn)入主菜單界面，等待后續(xù)操作；SD卡控制模塊從SD卡模塊讀取配置文件，如果需要更改控制系統(tǒng)的工作模式，可以通過修改SD卡內(nèi)的配置文件，還可以通過觸摸屏的菜單選項(xiàng)，方便得進(jìn)行控制系統(tǒng)菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)；配置完成后，F(xiàn)PGA模塊根據(jù)設(shè)置的兩種模式工作，如果為本地模式，則從SD卡讀取光效文件；若為遠(yuǎn)程模式，則FPGA模塊接收PC上位機(jī)通過以太網(wǎng)模塊或者自適應(yīng)波特率串口模塊發(fā)過來的景觀光效數(shù)據(jù)，緩存在SDRAM內(nèi)存中，此時，通過點(diǎn)擊觸摸屏的開始播放按鈕，緩存的光效信息轉(zhuǎn)化為滿足驅(qū)動芯片協(xié)議的信號發(fā)送給下游的鏈路的LED驅(qū)動芯片, 驅(qū)動芯片會自動的截取三個字節(jié)的數(shù)據(jù)，剩余的數(shù)據(jù)接著往后傳輸，而驅(qū)動芯片截取的三個數(shù)據(jù)則被解析為三個輸出管腳對應(yīng)級別的電流大小，從而得到三個通道不同的電流值，全彩 LED 燈具也呈現(xiàn)出對應(yīng)的混合顏色。

這種控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便、通用性強(qiáng)，適用于多通道且控制響應(yīng)及時，能夠滿足高速度、大規(guī)模、全色彩,可遠(yuǎn)程下載控制等應(yīng)用要求，具有節(jié)約成本、實(shí)時性好、易于維護(hù)升級等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例：

參照圖1，一種基于FPGA的LED景觀燈控制系統(tǒng)，包括

SDRAM內(nèi)存1，所述SDRAM內(nèi)存1用來暫存上位機(jī)發(fā)過來的光效文件及處理過程中的臨時數(shù)據(jù)；

SD卡模塊2，所述SD卡模塊2用于存儲光效文件，當(dāng)系統(tǒng)啟動時默認(rèn)從 SD卡中讀取光效文件；

觸摸屏3，所述觸摸屏用于對控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制調(diào)節(jié)，如菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)等，采用觸摸屏3主要是為了提供一個友好的操作界面，用戶能夠通過界面看到當(dāng)前演示的是哪個效果文件和效果文件基本信息，以及當(dāng)前演示文件的刷新率等信息；

FPGA模塊4，所述FPGA模塊4包括嵌入式處理器9和通過Avalon總線與嵌入式處理器9電連接的SDRAM控制模塊10、SD卡控制模塊11、觸摸屏控制模塊12、SPI總線模塊13、自適應(yīng)波特率串口模塊14、協(xié)議發(fā)送器15，嵌入式處理器9通過Avalon總線對SDRAM控制模塊10、SD卡控制模塊11、觸摸屏控制模塊12、SPI總線模塊13、自適應(yīng)波特率串口模塊14、協(xié)議發(fā)送器15進(jìn)行讀寫操作；

以太網(wǎng)模塊5，所述以太網(wǎng)模塊5用于PC上位機(jī)6和FPGA模塊4間傳送光效數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊5設(shè)有RJ45接口，用于連接PC上位機(jī)6；

PC上位機(jī)6，所述PC上位機(jī)6用于對整個控制系統(tǒng)的控制操作，PC上位機(jī)6可通過以太網(wǎng)模塊5向SPI總線模塊13發(fā)送光效數(shù)據(jù)，也可通過自適應(yīng)波特率串口模塊14與FPGA模塊4通信，波特率可以在1800bps—3Mbps之間任意設(shè)定；

驅(qū)動芯片7，所述驅(qū)動芯片7用于驅(qū)動LED燈具8發(fā)出不同彩光；

所述FPGA模塊4分別與SDRAM內(nèi)存1、SD卡模塊2、觸摸屏3和以太網(wǎng)模塊5驅(qū)動芯片7電連接，驅(qū)動芯片7的輸出端連接LED燈具8。

所述觸摸屏3為lcd觸摸屏， lcd觸摸屏顯示清晰，方便操作。

所述FPGA模塊4本例為EP4CE10F17C8

所述嵌入式處理器9為Nios II嵌入式處理器。

所述協(xié)議發(fā)送器15為DMX512協(xié)議發(fā)送器。

所述協(xié)議發(fā)送器15為至少2個，本例為8個。

所述以太網(wǎng)模塊5為W5500芯片。

所述驅(qū)動芯片7為DMX512PF芯片。

所述驅(qū)動芯片7為至少2個。

本例LED燈具8為至少2個。

當(dāng)系統(tǒng)上電以后,首先進(jìn)行FPGA模塊4的配置, 然后FPGA模塊4完成對對觸摸屏3、SD卡模塊2、以太網(wǎng)模塊5的初始化工作，進(jìn)入主菜單界面，等待后續(xù)操作；SD卡控制模塊11從SD卡模塊2讀取配置文件，如果需要更改控制系統(tǒng)的工作模式，可以通過修改SD卡內(nèi)的配置文件，還可以通過觸摸屏3的菜單選項(xiàng)，方便得進(jìn)行控制系統(tǒng)菜單的選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、演示效果文件的切換和數(shù)據(jù)包間的刷新率的調(diào)節(jié)；配置完成后，F(xiàn)PGA模塊4根據(jù)設(shè)置的兩種模式工作，如果為本地模式，則從SD卡讀取光效文件；若為遠(yuǎn)程模式，則FPGA模塊4接收PC上位機(jī)6通過以太網(wǎng)模塊5或者自適應(yīng)波特率串口模塊14發(fā)過來的景觀光效數(shù)據(jù)，此時，通過點(diǎn)擊觸摸屏3的開始播放按鈕，緩存的光效信息轉(zhuǎn)化為滿足驅(qū)動芯片7協(xié)議的信號發(fā)送給下游的鏈路的LED驅(qū)動芯片7, 驅(qū)動芯片7會自動的截取三個字節(jié)的數(shù)據(jù)，剩余的數(shù)據(jù)接著往后傳輸，而驅(qū)動芯片7截取的三個數(shù)據(jù)則被解析為三個輸出管腳對應(yīng)級別的電流大小，從而得到三個通道不同的電流值，全彩 的LED 燈具8也呈現(xiàn)出對應(yīng)的混合顏色。