摘要： 本文介绍了一种依据Cypress的EZ-Color操控器和无代码嵌入式规划软件PSoC express完结高亮LED照明混色计划。该计划比较曾经的计划除了具有集成度高，本钱低，灵敏性好，史无前例的易用性特色之外，还能有效地处理低频闪耀和电磁搅扰问题。
关键词： EZ-Color操控器;混色;PrISM 技能;PSoC express
导言
跟着半导体照明职业日异更新的脚步，具有寿命长，能耗低，使用灵敏，环保无害等许多长处的高亮LED正在孕育一场新的产业革新—照明革新，使咱们的日子与作业环境魅力四射，绚丽多彩。不过，因为LED自身归于半导体器材的特性，使得LED照明规划时需面对两大应战——同种颜色的LED具有多种类型标准以及LED的功用随温度而下降的特性。这就要求照明工程师在进行LED照明混色规划时，有必要做LED类型标准和温度补偿的考虑。LED类型标准和温度补偿算法规划不光算法杂乱，并且还要求照明工程师有比较专业的颜色学理论知识。这使得许多照明规划工程师在规划出产时选用指定类型标准的LED的办法来逃避杂乱的LED类型标准补偿算法规划。可是这会给整个体系带来本钱的增加，因为LED供货商通常会多收10%的指定费。为了协助广阔的照明规划工程师处理LED混色规划的应战，本文介绍了一种依据赛普拉斯的EZ-Color操控器不需求指定LED类型标准，并且能快速简略完结一个功用优秀的高亮LED照明混色规划计划。
EZ-Color操控器
EZ-Color操控器是Cypress出产的专门针对高亮LED照明混色使用的可编程片上体系芯片。它主要由8位微处理器，可编程模仿模块和数字模块，外加硬件乘法累加器，I2C，Flash, SRAM等周边外围模块组成，如图1所示。
图1 EZ-Color操控器的功用框图
因而，EZ-Color操控器除了能完结一般LED混色体系的核算操控功用之外，还可经过可编程模仿和数字模块依据混色体系的具体要求灵敏地完结所需的模仿与数字外围功用。例如，能够经过内部集成了16个可编程数字模块的EZ-Color操控器CY8CLED16完结多至16路LED操控通道的LED照明混色体系，也能够规划成32位分辨率的4路LED操控通道的照明混色体系。 为了便利用户简略而快速地完结高亮LED混色规划，Cypress依据EZ-Color操控器和无代码规划软件构建了三色LED混色模块。这个混色模块将PSoC内部寄存器的装备，可编程模块的内部连线，包括LED类型标准和温度补偿算法软件都已规划好了。当用户需求规划照明混色体系，只需像windows操作相同将三色LED混色驱动选中后拖放到PSoC express的规划区里，一切的照明混色软件都将主动生成。
高亮LED照明混色计划的完结
依据PSoC express的混色计划完结机制
EZ-Color高亮LED照明混色规划是依据赛普拉斯的无代码图形化规划软件—PSoC express完结的。当用户要完结某个体系的规划时，只需进行简略地操作即可，第一步是输入，输出驱动的挑选;第二步是界说输出与输入的行为联系或传递函数联系。EZ-Color混色计划也不破例，也是由输入，输出驱动和传递函数联系构成，如图2所示。
图2 EZ-Color计划完结机制图
从上面的完结机制图能够看到，EZ-Color的LED混色计划是选用(x,y,Y)表明输入，输出是RGB三色LED，其间三色LED 的硬件驱动选用了SSDM(随机信号强度调制)用户模块。输入的(x,y,Y)是依照CIE 1931色度图的表征办法来表明EZ-Color的颜色输入恳求信息，即x,y代表色谐和色饱和度，反映颜色的色度信息，而Y代表光通量，反映颜色的亮度信息。SSDM用户模块是赛普拉斯的PrISM(准确照信号强度调制)技能的硬件完结。PrISM技能是赛普拉斯专有的LED亮度调理技能，它可有效地处理电磁搅扰和低频闪耀问题。
PrISM技能
传统的LED亮度操控都是用脉冲宽度调制信号(PWM信号)来完结的，经过改动占宽比来完结亮度调理的。这种亮度调理办法简略，可是因为PWM信号是凹凸电平固定改变的信号，因而它的谐波成份非常丰富，电磁搅扰大。一起当用低频的PWM信号进行亮度操控时，人眼会觉察到灯光在闪耀。
EZ-Color计划的亮度操控选用了Cypress的专有的PrISM技能。比较于PWM操控办法它可有效地处理电磁搅扰与低频闪耀问题。如图3所示，PrISM技能经过将随机计数器与用户所要求的信号强度寄存器的值进行比较，假如随机计数器里的值小于信号强度值时，就输出高电平信号，大的时分就输出低电平，然后发生凹凸电平宽度随机改变的准确照明脉冲信号。
图3 PrISM技能完结框图
凹凸电平宽度随机改变的准确照明信号使得强度脉冲信号非周期性。脉冲信号的非周期性的直接优点是信号的频谱接连并且起伏小，如图4所示。一起,PrISM凹凸电平信号是随机改变的，因而不会呈现低频的PWM信号因为其凹凸电平信号缓慢改变所引起的人眼能觉察到的低频闪耀问题。
图4 PWM信号与PrISM信号的频谱图
PSoC express规划与实时调试
PSoC express可协助用户简化并直观地完结高亮LED混色使用程序的开发和规划，在线调试功用。下面以赛普拉斯的EZ-Color开发板 RGB-3261A为例描绘怎么用PSoC express进行混色规划和调试。
A. 翻开PSoC express软件，创立并命名一个新的工程项目。
B. 从“输出驱动器”列表中的High Brightness LED下面挑选Triple Luxeon K2颜色混合驱动器，并将其拖到作业区中(见图5)。在拖到作业区开释后，PSoC express会弹出一个增加输出驱动器窗口。这个时分输入驱动器ColorMixer作为HBLED驱动称号后，点击“ok”即可。
图5 输出驱动器列表
C. 当HBLED窗口呈现时，可从相关的温度传感器列表挑选“热敏电阻暂时传感器”(见图6)。
图6 相关的温度传感器列表
D. 在温度传感器特点窗口中输入所选传感器的特点参数，见图7。
E. 设置你所选的LED类型标准参数，见图8。PSoC express软件在编译组成时会依据用户所设置的温度传感器和LED类型标准特点参数值主动生成所需求的温度补偿和类型标准补 偿软件。
图8 LED类型标准参数设置表
F. 设置完HBLED驱动的参数后，点击OK。
G. 从express里的评估器(valuator)驱动里别离挑选4个作为输入的变量：LEDBrightness、 LEDEnable、xValuator、yValuator;从接口(interface)驱动里挑选I2C作为LED混色体系与外部操控体系进行通讯的接口。
H. 界说输出与输入的传递函数联系：右击“ColorMixer”输出驱动器图标，然后挑选传递函数翻开传递函数对话框。在传递函数对话框里将作为输入的4个变量与输出传递函数的4个参数一一对应装备即可,一旦装备完后，如图9所示，输出与输入之间会显现连接线。
图9 输出与输入
I. 编译组成项目，生成用以烧录的代码。在编译组成的过程中，PSoC express会弹出器材挑选和引脚装备图。用户依据自已所做的电路板进行相应的器材挑选和引脚装备后，点击OK，PSoC Express会持续完结项目编译组成作业。在项目构建完后，一个没写任何一行代码和依据EZ-Color操控器的高亮LED照明混色体系的规划作业就基本完结了。
J. 程序烧录。在项目编译组成完毕后，连接好程序PSoC烧录器和点击“PSoC programmer”就能够开端进行程序K. 在线实时调试。PSoC express不光能够协助用户进行直观式图形化规划，还支撑在线实时调试功用，使得用户能够实时输入颜色恳求信息，实时调查LED混色作用，然后保证LED混色成果到达客户满足的作用。下面以本规划为例，扼要描绘一下怎么轻松完结在线实时调试功用。第一步，连接好PSoC express在线实时调试硬件——I2USB板;第二步，从PSoC express规划区点击 “monitor”，进入调试窗口，然后点击I2USB板运转按键“ Running”;第三步，右击输出驱动器“ColorMixer”，选中“show tuner”，然后EZ-Color调试窗口翻开，见图10.这时分用户能够在色度图中点击所需求的颜色实时观看混色作用了，完结在线调试功用。
图10 EZ-Color在线实时调试窗口
结语
该计划规划简略，易于使用，功用优秀，可广泛使用于城市照明，室内室外装修，信号灯，舞台灯和LED广告屏等范畴，完结准确安稳共同的颜色输出。
