關(guān)于GD32F207ZE的5x5 RGBW矩陣燈DMX512控制板的介紹和分析

方案介紹設(shè)計(jì)思路

1. 設(shè)計(jì)思路：采用高時(shí)鐘頻率的MCU的內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生中斷，使用計(jì)數(shù)的方式生成8位分辨率的PWM，IO口使用映射表的方式，可以在里面任意設(shè)置IO對(duì)應(yīng)的DMX512數(shù)據(jù)位置，100個(gè)IO分成10組，每中斷一次對(duì)一組IO進(jìn)行狀態(tài)更新，最終可以生成400HZ左右的8位PWM，送RGBW燈的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行調(diào)光。串口設(shè)置成9位數(shù)據(jù)接收，250Kbps波特率，1位停止位，通過MAX485轉(zhuǎn)換芯片，接收燈光控制臺(tái)送來的DMX512數(shù)據(jù)，保存在緩沖區(qū)，PWM生成程序可以從緩沖區(qū)里即時(shí)更新PWM占空比數(shù)據(jù)。

2. 主控芯片采用GD32F207ZET6，IO口超過110個(gè)，100個(gè)作為PWM輸出的IO，1個(gè)串口(PD5、PD6) + IO用于DMX512信號(hào)(P4D)使用，4個(gè)IO接編碼開關(guān)用于設(shè)置地址(PA8－PA11)，2個(gè)IO作為操作按鍵(PA0，PA1)，1個(gè)IO連接LED作為工作狀態(tài)指示燈(PA12)，上面用掉的IO從PWM映射表里去掉就好了。原理圖很簡單就不畫了，板上IO沒有全部引出，簡單搭電路做了6路PWM，板上3個(gè)LED，杜邦線連接一組RGB燈測(cè)試功能。

3方案結(jié)構(gòu)框圖

4設(shè)計(jì)應(yīng)用描述及心得總結(jié)

1. 本案例的核心在于軟件PWM的生成，100路8分辨率PWM輸出對(duì)于普通單片機(jī)來說還是有一定的壓力，還要同時(shí)處理DMX512數(shù)據(jù)的接收，得益于GD32F207的120M運(yùn)行速度，可以在短時(shí)間內(nèi)處理更多的指令，將100路PWM計(jì)數(shù)變量分成10組，通過輪流的方式更新每一組IO的計(jì)數(shù)變量，同時(shí)更新IO的狀態(tài)，有效的減少中斷處理的數(shù)據(jù)量，縮短處理時(shí)間，本案例中實(shí)現(xiàn)了8位分辨率400Hz以上的PWM輸出，用來控制調(diào)光燈，完全不會(huì)出現(xiàn)閃爍的情況。串口中斷方式接收DMX512數(shù)據(jù)幀，即時(shí)保存在DMX512的緩沖區(qū)中，按DMX512數(shù)據(jù)每秒40幀的更新速度，最多在第2幀數(shù)據(jù)到來時(shí)可以把當(dāng)前狀態(tài)更新到所控制的燈上。

2. 本案例控制IO輸出采用了數(shù)據(jù)表映射的方式，可以任意修改IO所對(duì)應(yīng)DMX512數(shù)據(jù)字節(jié)，操作時(shí)讀取數(shù)據(jù)表里的映射數(shù)據(jù)，直接操作GPIO控制寄存器，也有效的減少操作指令，提高了操作效率。

3. 采用高頻率的單片機(jī)模擬多路PWM的方式，取代市場(chǎng)上現(xiàn)有的使用FPGA的方案，在滿足性能的同時(shí)有效的降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度和產(chǎn)品成本。

5作品實(shí)物圖+視頻