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1、作品简介
断电了，还在挑灯阅读，太伤眼了；大半夜，灯太亮，太刺眼，影响小伙伴，那么黑，键盘看不见，怎么玩游戏，台灯那么大，太笨拙，太站地方，春节后214情人节很快到了，其实我想来个浪漫的夜色。。。
有解决之道？ 呵呵，本文这个可通过USB来控制三基色RGB灯可完美地完成这个小CASE。
2、作品亮点
传统的USB LED小台灯方案，都是一个简单的方案，即把多个白色LED灯和电阻串并起来，然后直接接到USB的VBUS（+5V）电源端上，然后这样的方案，只能发出单色的光。
相比之下，本方案具有以下创新和特点：
①发光单元采用RGB三基色LED灯，通过任意搭配理论上可发出255x255x255=16581375种颜色的灯光！
②Windows端的人机界面程序，可以及其方便地控制RGB灯的发光颜色。
③调整好的LED灯发光颜色，断电后可保存在单片机的EEPROM里，上电后颜色可恢复。
④采用支持USB HID协议的CH9326芯片，可无需再麻烦安装驱动程序（即免驱动），而且采用 HID协议还可广泛应用于多种操作系统，如window 7, XP, Linux等等.
⑤板载电子芯片式保险丝BD2243G，具有uS级别的过流保护功能，相比可恢复保险丝那种数秒反应的传统方案，BD2243G具有数千倍更快的过流保护动作，而且通过外置的电阻R，可任意设置过流保护的大小。
设置好了颜色的USB LED灯，还可以这样用，直插充电宝~
3、系统构架图
4、原理图
原理图分为多个部分，下面逐一介绍：
第一部分: 系统供电和VBUS过流保护部分：
备注说明： 上图中，采用ROHM罗姆公司的DB2243G芯片，通过调节R2电阻，可以设置电流受限的大小，当电流超过改值时，Pin6 脚输出为零伏，即负载断开，同时D2这个红色的发光LED指示灯会亮起，表示过流啦！正常输出情况下，D2是熄灭的。有了这个电路，即使负载直接对地短接，都不会损坏PC机的USB端口！而且保护动作极快！不是传统可恢复保险丝那种简单的被动器件可比拟的。过流状态消除后，Pin6 脚立刻恢复正常输出状态，即输出等于5V。
第二部分：系统供电部分
备注说明： 上图中，SOT-23封装的LDO芯片PT5110的作用是把5V降压到+3.3V。如果系统（负载端）需要VCC=5V，那PT5110应该不焊接，同时在F2焊接一个零欧姆的电阻或者焊接一个可恢复保险丝即可。需要指出的是，系统中的芯片（单片机和CH9326）都是可以在5V或3.3V下工作的。区别只是IO输出的电平不同而已。
第三部分：USB通信部分
备注说明： 上图中，USB通信部分由CH9326独立完成，它可完成USB枚举、配置和收发通信任务，大大减轻和解决了单片机的USB 通信难题。CH9326可以理解成一个透明的通信装置，任何简易的单片机都可以不用考虑USB是如何实现的，只负责串口收发数据即可USB双向通信功能。在本系统总，CH9326的主要用途是将PC端发过来的RGB灯的控制数据输出到串口TxD中，同时也可以将RxD端口接收到的单片机数据回传到PC中。
需要指出的是： 如果想让CH9326工作于5V，那R14电阻需要空着。而想让CH9326工作于3.3V,那R14电阻需要焊接上0欧姆；此外，D5 LED指示灯在USB连接到PC后，如果能通信正常，那D5会亮起，反之不亮。而单片机可以通过USB-LINK-OK这根线了解到USB通信连接的状态。如果通信不正常，单片机可以通过/RESET信号对CH9326进行复位。
第四部分：单片机驱动和控制RGB灯部分
备注说明： 上图中，LED灯的主控由8位单片机 stm8s003或stm8s103完成，单片机通过三路PWM的方式分别控制RGB灯的发光颜色。P1是单片机的烧录和仿真下载端口，使用者可以用ST-LINK/V2 这个才几十元的单片机开发工具！
5、材料清单（BOM列表）
以下是这个电子制作的BOM列表，器件全部采购来自立创商城（WWW.SZLCSC.COM），PCB板的制造和SMT贴片在深圳嘉立创完成。
6、PCB实物图
7、软件部分的描述
软件分为两部分，一部分是单片机端的实现，另外一部分是PC电脑端（上位机）的控制程序。其中，单片机上电后首先初始化相关IO、按键扫描、串口波特率和串口中断。其关键部分的代码如下：
三路PWM输出控制的初始化片段：
主程序Main的重复执行部分：
while (1)
{
if(tFlag) //------- 通过状态机的方式，每隔 8ms 执行一次按键处理的其中一个步骤
{
IWDG_ReloadCounter(); //Reload IWDG counter
KeyScan();
tFlag = 0;
}
if(MyKey[0].KeyPress) //------- 如果发现按键有效被按下，重复关灯或开灯（颜色不变）
{
if(sMode==0)
{
TIM2_SetCompare2(0x00);
TIM2_SetCompare1(0x00);
TIM2_SetCompare3(0x00);
}
else
{
TIM2_SetCompare2(RxBuffer[0]);
TIM2_SetCompare1(RxBuffer[1]);
TIM2_SetCompare3(RxBuffer[2]);
}
sMode = ~sMode;
MyKey[0].KeyPress = 0; //-- 完成按键按下的任务，清除按键处理标记。
}
if(RxFlag) //---- 通过串口中断的方式，接收串口数据。收到后RxFlag=1
{
//--- 收到PC端（CH9326）下传过来的RGB数据，然后输出改变RGB-LED灯的
PWM驱动信号，同时保存PWM值到单片机的EEPROM区。
sMode = 0x00;
TIM2_SetCompare2(RxBuffer[0]);
TIM2_SetCompare1(RxBuffer[1]);
TIM2_SetCompare3(RxBuffer[2]);
SaveValue(); //---- 保存PWM驱动信号，上当后将可恢复LED颜色。
UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE_OR, ENABLE); //--- 再次允许串口接收
RxFlag = 0; //---- 串口接收处理完毕，清楚接收标记。
}
} //--- End of While(1)
//------------- 以下是串口中断的处理部分：通过状态机的方式，接收RGB灯的控制数据
INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler, 18)
{
//=================== Receiver Processing
gTemp = UART1->SR; //--- Creal OverRUN if possible.
gTemp = UART1->DR; //--- UART1_ReceiveData8();
switch(gState)
{
case 0x00:
if(gTemp==0x1B)gState = 0x01;
else gState = 0x00;
break;
case 0x01:
if(gTemp==0xF5)
{
gState = 0x02;
gRxIndex = 0x00;
}
else gState = 0x00;
break;
case 0x02:
RxBuffer[gRxIndex++]= gTemp; //----- Following xxx Bytes...
if(gRxIndex>=3) //--- Receive Finish,OK
{
UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE_OR, DISABLE);
gState = 0x00;
RxFlag = 0xFF;
}
break;
default:
gState = 0x00;
break;
} //------- End of Swith(gState)
}
PC电脑端（上位机）的控制程序，其界面如下：
备注说明： 因版面有限，单片机端和PC电脑端的控制程序（VC++ 编写）的全部源码请自行在立创商城或社区里进行下载。同时郑重声明：未经本作者许可，其它人不能将以上设计和源码直接使用到商业产品中。
8、作品演示
因出版刊物限制，视频演示的视频，请读者自行在立创商城或社区里进行观摩指导。
9、总结
USB已经成为无数嵌入式应用的首选接口，然而从开发人员的角度来看，USB是需要相当多的固件专业知识和开发工作量的复杂协议，通过内置支持USB HID协议的芯片---CH9326此电子制作得于快速、顺利完成。另外，此作品参加了立创商城2017年首发的"成功设计一款PCB方案验证板奖励1000元！"活动，本作品有幸得到了立创商城的资金赞助，在此表示感谢！并唯一授权立创商城对本作品进行宣传和开源！
