基于NCP5623的和單片機的背光系統(tǒng)設計

一、課程設計題目:基于NCP5623的和單片機的背光系統(tǒng)設計

二、任務和規(guī)定

（1）收集資料和熟悉相關內(nèi)容一一涉及單片機最小系統(tǒng)設計，I2C總線協(xié)議，用

RGB三原色LED實現(xiàn)背光的概念，單片機c語言編程和開發(fā)環(huán)境。

（2）連接調(diào)試STC89C52單片機最小系統(tǒng)，可以運營簡樸的程序。焊接和連接

NCP5623,并將其最小系統(tǒng)一起連接。

（3）進一步熟悉開發(fā)環(huán)境，編寫程序，調(diào)試整個系統(tǒng)，實現(xiàn)資料上所列的幾個功

能，也就是使三種顏色的燈組合成不同的顏色來變化，同時形成不同的花色。

（4）撰寫課程設計報告要遵守一定的規(guī)范和規(guī)定，即課程設計報告書寫工整、

語句通順、數(shù)據(jù)準確、圖表清楚。

三、總體方案的選擇

硬件部分：根據(jù)設計的電路圖，再面包板上連接好電路，得到完整的電路

系統(tǒng)。

軟件部分：在軟件KeiluVision2環(huán)境下調(diào)試程序，最終實現(xiàn)12c協(xié)議及

LED控制部分。

模塊化分3部分：MAX232EJE電路、STC89C52電路以及NCP5623電路。

總的設計系統(tǒng)如下圖:

四、單元電路的設計

4.1MAX232EJE電路

通過設計與計算得到所需要的器件如下:

6個lOOpf電容、MAX232EJE一個、數(shù)據(jù)傳輸端口、USB端口

電路圖如下:

PIII

.+

Header2Qe

T1INT10UT

P2INT2OUT

R1OUTRIIN

R2OUTR2IN

GND\TE

GND

4.2STC89C52電路

通過設計與計算得到所需要的器件如下：

晶振一個、2個30pf電容、8.2AQ電阻一個、STC89c52一個、10uf電容

電路圖如下：

UI

vm

GND?|PO0ADO

XTAL1PO.l/ADl

<cc

XTAL2rDUC.x)/AAUOz

_IC4

TCapPol!P0.4AD4

10UF

rDvA.?AUJ

rv.O-A120

DFCv.7/f/AAHU7/

RST

EAATPrDlI.UA*12

PSE<rDlI.lL/TIZ)F^VA

ALEPROG^P12ECI

P1.3CEX0

P1.4CEX1[

P3.0RxDP15CEX2卜

P31TxpDiATTVZL

P32^T0rpli.r'7V,CEFAY*4!

2TX-rt

DZJ.TAD，AAO

P3.5T1P2.1/A9

P3.6甌P2.2/A10

P3.7RDn，2/Aii

rDx，.nA-AlOZ

rPx)-j，*AMiJ

rPx，.OA?Aildn

20

vssFPX，.7/(AMlJ

￡"P80C51R.A-4NH*adei8

GND

4.3NCP5623電路

通過設計與計算得到所需要的器件如下：

2個luf/6.3V電容、紅綠藍三個燈62抬2電阻一個、NCP5623一個

電路圖如下：

+5V

C2

1nF/6.3VU1

--------NCP5623-1^F/6.3V

13GND

-C1■VbatD1

3ND12

Vdet6"

；DA951

SDALED1

；CL11

SCL

1043

IREFLED2N

=62k6

GNDB

GNDj__1-236X：4

GNDLED3

GNDICNCNCIC

1|7|8|14|LRTB-G6T

五、畫總體電路圖

根據(jù)各部分之間的關系得到總的電路圖如下:

+Vbat?5V

Cl-VDDC2

+Vcc1HF/6.3V

!Cl-VCCU1JZ—）一

C2+TL1NCP5623-1pF/6.3V

-C113GNDD1

C2-Vbat

>—J-------GND12

MCUVdet

T1INT1OUTSDA956SR1

一SDALED1-H4-

T2INT2OUTSCL11

2SCL

I2CPortR110SG3

9R1OUTRIINAAA/—lIoRCcprLED2

_L-44-

-R2OUTR2IN62k6

工GNDR

GNDj--y4

GND\TEGNDLED3

STC89C52

ICNCNCIC

MAX232EJEGND

1|7|8|14|LRTB-G6T

六、軟件部分

6.1I2C協(xié)議

I2C協(xié)議的總程序程序圖如下:

起動總線函數(shù)

結(jié)束總線函數(shù)

I2C

協(xié)

字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)

議

寫控制字

(1)起動總線函數(shù)與結(jié)束總線函數(shù)

在12c總線上每傳輸一位數(shù)據(jù)，都有一個時針?脈沖相相應，其邏輯“()”和“1”

的信號電平取決于該點的正端電源VDD的電壓。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸時，在時鐘

線高電平期間數(shù)據(jù)線上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平為數(shù)據(jù)1,低電

平為數(shù)據(jù)0。只有在時鐘線為低電平時，才允許數(shù)據(jù)線上的電平變化。I2C總線

數(shù)據(jù)傳送時有兩種時序狀態(tài)被分別定義為起始信號和終止信號。

起始信號：在時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線在由高電平到低電平變化時啟

動12c總線，為12c總線的起始信號(SDA置1,SCL置1,然后SDA置()，產(chǎn)生

下降沿觸發(fā)總線起動)

O

終止信號：在時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線在由低電平到高電平變化時將

停止12c總線的數(shù)據(jù)傳送，為12c總線的終止信號。(SDA置()，SCL置1,然后

SDA置1,從而觸發(fā)總線停止)

起始信號和終止信號都是由主控制器產(chǎn)生?？偩€上帶有12c總線接口的器件很容

易檢測到這些信號。但是對于不具有這些硬件接口的單片機來說，為了能準確地

檢測到這些信號，必須保證在總線的一個時鐘周期內(nèi)對數(shù)據(jù)線至少進行兩次采

樣。

V

(2)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)

在沒有時鐘信號時，數(shù)據(jù)傳送將停止進行，接口的線與特性將使SCL在低

電平時鉗住總線。這種情況可以用于當接受器接受到一個字節(jié)數(shù)據(jù)后要進行一些

其他工作而無法立即接受下一個數(shù)據(jù)時，迫使總線進入等待狀態(tài)，直到接受器

準備好接受新數(shù)據(jù)時再釋放時鐘線使數(shù)據(jù)傳送得以繼續(xù)正常進行。例如，當接受

器接受完主控制器的一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中斷信號并進行中斷解決，中斷解

決完畢后才干接受下一個字節(jié)數(shù)據(jù)，這時接受器在中斷解決時鉗住SCL為低電

平直到中斷解決完畢才釋放SCLo

(3)寫控制字

主控器發(fā)送起始信號后，立即發(fā)送尋址字節(jié)，這時，總線上的所有器件都將

尋址字節(jié)中的7位地址與自己器件地址相比較，如兩者相同，則該器件認為被主

控器尋址，并根據(jù)讀寫位擬定是被控發(fā)送器或被控接受器。

6.2LED控制部分

NCP5623中每個燈的控制地址如下表:

InternalRegisterBitsAssigment

B7B6B5B4B3B2B1BOComments

000XXXXXShutdown

001168421LEDCurrentStep,seeFigure5(Note9)

010BPWM16BPWM8BPWM4BPWM2BPWM1RedPWM

011BPWM16BPWM8BPWM4BPWM2BPWM1GreenPWM

100BPWM16BPWM8BPWM4BPWM2BPWM1BluePWM

101GDIM5GDIM4GDIM3GDIM2GDIM1S?tGradualDimming

168421UpwardlendTarget(Note10)

110GDIM5QDIM4QDIM3QDIM2QDIM1SvlGradualDitiirniny

168421DownwardlendTarget(Note10)

111GDIM5GDIM4GDIM3GDIM2GDIM1GradualDimming

128ms64ms32ms16ms8msTime&run

BasicProgrammingSequences

12CAddressCOMMANDBits[7:0]OperationNote

S70OOOXXXXXSystemShutDownBite(4:0]areirrelovant

$7000100000SetUpth?ILEDcurrentILEDregister

00111111Bite(4gcontaintheILEDvaluoasd^finodbythe卜尸VQIUQ

S7001000000SetUptheREDPWMREDPWM

01011111B<to[4:0]containth。PWMvaluo

S7001100000SetUptheGREENPWMGREENPWM

01111111B?ts[4:0]containthePWMvalue

S7010000000SetUpth?BLUEPWMBLUEPWM

10011111Brts(4:0]containthePWMvalu?

S7010100000SetUptheIENDUpwardUPWARD

10111111Bits(4:0]containth。IENDvalue

S7011000000SetUptheIENDDownwardDWNWRD

11011111Brts(4:0]containtheIENDvalue

S7011100001SetUptheGradualDimmingGRAD

11111111tim?andrunthesequenceBrts[4:0]containth?TIMEvalue

總流程圖如下:

程序如下

#include<reg52.h>〃頭文獻

#define_NOP()〃空指令

sbitSCL=P2A1;

sbitSDA=P2A0;

voiddelay1(unsignedinit)

{

unsignedchari;

for(;t>0;t-)

for(i=6425;i>0;i-);

)

voiddelay(void)〃定義延時函數(shù)

(

_NOP();

_NOP();

_NOP();

,NOP();

_NOP();

)

voidI2C_Start(void)〃定義I2C起始函數(shù)

{

SDA=1;//SCL為高電平時,SDA由高電平變?yōu)榈碗娖綍r為開始

delay。；

SCL=1;

delay();

SDA=0;

delay。；

SCL=0;

delay();

)

voidI2C_STOP(void)〃定義I2C終止函數(shù)

SDA=0;

delayO;//SCL為高電平時，SDA有高電平變?yōu)榈碗娖綍r為終

止

SCL=1;

delay();

SDA=1;

delay();

)

voidack(void)//響應函數(shù)

{

unsignedchari;

SCL=1;

delay();

while((SDA==l)&&(i<200))i++；

SCL=0;

delay();

1

voidSend_byte(unsignedcharzdata)

{

unsignedcharj;

SCL=0;

for(j=0;j<8;j++)〃在SCL=0H寸，發(fā)送8位數(shù)據(jù)

if(zdata&Ox8O)〃判斷第一位是否為高

SDA=1;//第一位為高,SDA=1

)

else

(

SDA=O;//第一位

為低,SDA=O

}

zdata=zdata?1;〃發(fā)送第二位數(shù)據(jù)

delay();

SCL=1;

delay();

SCL=0;〃數(shù)據(jù)只有在SCL由1變?yōu)?時才改變

delay();

)

SDA=1;

delay。；

)

voidinit(void)

(

SDA=1;

SCL=1;

voidwrite_byte(unsigncdchardat)

I2C_Start();

Scnd_bytc(0x70);

ack();

Send_byte(dat);

ack。；

I2C_STOP();

1

voidmie()

(

write_byte(0x40);

write_byte(0x60);

write_byte(0x80);

(

voidmain(void)

{

unsignedchari;

while(l)

(

write_byte(0x3f);

mie();

for(i=0x60;i<0x7f;i++)

write_byte(i);//綠燈逐漸變亮

delay1(1()(X));

I

delay1(5000);

for(i=0x5f;i>0x40;i-)〃三燈漸滅

(

write_byte(i);

write_byte(i+0x20);

write_byte(i+0x40);

delay1(1()(X));

1

for(i=0x80;i<0x9f;i++)〃藍燈逐漸變亮

{

write_byte(i);

delay1(1000);

1

mie();

delay1(5000);

for(i=0x40;i<0x5f;i++)〃三燈漸亮

write_byle(i);

write_byte(i+0x20);

write_byte(i+0x40);

delay1(1000);

)

mie();

delay1(2023);

for(i=0x7f;i>0x60;i-)〃綠燈逐漸變暗

(

write_byte(i);

delay1(1()(X));

)

mie();

delay1(2023);

for(i=0x9f;i>0x80;i-)//藍燈逐漸變暗

(

write_byte(i);

delay1(1000);

)

mie();

delay1(5000);

for(i=0x40;i<0x5f;i++)〃紅綠燈漸亮

write_byte(i);

write_byte(i+0x20);

delay1(1()(X));

)

delay1(5000);

for(i=0x5f;i>0x40;i-)〃紅綠燈漸滅

(

write_byte(i);

write_byte(i+0x20);

delay1(1000);

}

delay1(2023);

)

七、設計過程中發(fā)生的問題及解決的方法

7.1NCP5623焊接問題

由于芯片管腳非常小，需要用比較尖的烙鐵頭對著每個引腳焊接，對電烙鐵的規(guī)

定較高，并旦焊接速度慢，尚有也許虛焊和粘焊。對于一些粘在一起的錫球，我

們用拉焊的方法解決，需要的工具都很一般，特別是電烙鐵，在焊接過程中烙鐵

頭并沒有接觸焊盤而是焊錫球。由于焊錫球的張力，各個引腳上的焊錫很均勻且

不多，很美觀！速度嘛，純熟以后相對來說拖焊要快一點。此方法可謂是一種簡

捷可靠而又便宜的焊接方法！同時用電焊焊接芯片時，常感覺芯片補電焊搞得

很燙。但焊好后假如沒有其它問題，電路正常工作，也就是說芯片沒有被燙壞。

7.2電路連接問題

一方面是設計好電路總圖，這是連接好電路的基本保障。同時把面包版的正

負極連接好，從而使整個板子正極相同、負極相通，并用萬用表檢測。

另一方面是對每一個模塊的連接。每一個模塊連接好后就要檢測，以保證電路的

可行性。

最后是總體連接好后檢測、基本也沒有什么問題，就可以找個小程序先導入板子里面測試一

下，看是否能導通。在這個過程中，出現(xiàn)了比較多的問題，特別是數(shù)據(jù)線把電腦和電路連接

好后，一直不能載入程序，我們認為是.外在硬件導致，于是開始一點點的測試，發(fā)現(xiàn)沒問題

之后依舊不行。擦除之后再從新看看，依舊如此，換個片子然后反復的檢測電路也基本沒有

問題，最后在王老師和魏老師的共同努力下，發(fā)現(xiàn)問題重要出在數(shù)據(jù)線上，換了好的之后就

可以了。

7.3程序問題

程序可以說是本次實驗