专利名称：一种可变呼吸指示灯装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种指示灯，特别是涉及一种用户可自行任意改变颜色和频率的电脑呼吸指示灯装置及其控制方法。
背景技术：
指示灯是计算机主机的一个重要部件，用来指示计算机正常工作、待机等不同状态。目前计算机主机指示灯一般使用普通双色灯，主机正常工作时绿灯亮，主机待机时黄灯亮。这样，一方面，由于指示灯为点光源，照亮范围有限，指示效果不明显；另一方面，作为机箱上最重要的指示灯，主机指示灯的灯光过于单调，使整个计算机主机显得冰冷、不活泼、缺乏生命力。
目前市场上已出现电脑呼吸指示灯，该呼吸灯彻底改变了电脑指示灯的传统概念，它以独特的渐进韵律式闪烁来指示电脑当前的运行情况，就像一个人在安静地呼吸，给电脑增添了生命的韵律。
但是，目前呼吸指示灯的颜色、状态单一，而且都由计算机厂商预先确定了，用户在购买时没有选择。在使用过程中，即使用户厌倦了长期不变的指示灯的颜色、呼吸频率，用户也无法改变。而且，用户甚至无法选择关闭呼吸灯。
而且呼吸指示灯闪烁的闪烁控制，一般都通过简单的电路来实现，如利用脉冲信号控制指示灯的闪烁，硬件电路设计完后，指示灯的闪烁就确定了，用户无法随意改变。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上技术的缺点和不足，提出了一种新型的可变化的电脑主机呼吸指示灯装置及其控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种可变呼吸指示灯装置，包括控制电路板和指示灯，所述指示灯具有一多色发光体，与所述控制电路板电气连接；所述控制电路板包括微处理器单元、用于向控制电路板供电的电源滤波电路和为了实现PC机与微处理器通信的转换芯片；PC主机板上的电源通过所述的电源滤波电路向微处理器系统提供电源，微处理器通过转换芯片与PC机实现通信。
所述的微处理器单元包括一单片机、为单片机提供工作时钟的晶振电路和单片机所必需的辅助电容和电阻。
所述控制电路板还包括第一插座、第二插座、第三插座，第一插座与主板对应的管脚PDG、PDY连接，以获取主机的工作状态信息；第二插座与PC主机的5V电源连接，给电路板供电；第三插座与PC主板的串口连接，实现主机与单片机的通信。
所述发光体为三色发光二极管。所述发光二极管有四个管脚，其中一个共阳极、三个阴极，三个阴极各对应一种颜色，并分别与单片机的三个I/O端口连接。
所述指示灯还包括灯套和灯罩，灯套为一不透光的圆柱型套筒，发光二极管设置在灯套内，灯罩为圆形平面的半透明漫射光型罩体，安装在灯套的外端面。
一种可变呼吸指示灯装置的控制方法，该控制方法包括步骤20计算机主机内的指示灯设置软件运行后通过PC端保存有用户上次的设置参数的一个数据文件向控制电路的I/O端口发送相应命令；步骤30控制电路接收到命令后，由控制电路板上的微处理器中的程序来操作的指示灯状态的改变和运行。
所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，还包括步骤10用户通过安装在PC端上的指示灯设置软件重新设置指示灯的指示参数，并将该参数保存在PC端设有的用于存储用户设置参数的一个数据文件中。
其中，步骤10还包括步骤101主机在正常工作状态时，如果用户通过PC端指示灯设置软件重新设置指示灯，则PC端指示灯设置软件会向串口发送相应的命令，从而引起微处理器串口产生中断；步骤102微处理器程序会响应中断，读取PC机发送到串口的命令编码，然后解码；步骤103微处理器程序首先存贮设置参数，然后判断设置参数的类型；步骤104根据参数的类型，控制指示灯进入对应的指示状态。
其中，所述步骤20包括步骤201指示灯设置软件运行程序后，首先进行串口初始化，包括设置串口、串口通信方式、波特率等参数；步骤202串口初始化后，程序从PC端保存的一个数据文件里读取用户上次设置的指示灯参数，向计算机串口发送与指示灯设置参数对应的命令编码。
其中，步骤30包括步骤301所述微处理器接收到命令后，运行首先进行串口和指示灯设置参数初始化，串口初始化包括串口通信方式、波特率等参数的设定；步骤302然后通过查询主板上PDG、PDY两个管脚信号判断主机的工作状态；步骤303根据主机不同的工作状态，程序读取缺省或存储的设置参数，指示灯进入对应的指示状态。
其中，所述的指示灯的指示状态用户可以通过PC端的设置软件的设置按钮设置当主机在正常工作状态时，用户可通过指示灯设置软件界面上的设置按钮选择指示灯呼吸或常亮，若选择呼吸，则用户还可设置呼吸指示灯的颜色和呼吸频率，若选择常亮，则用户可设置常亮指示灯的颜色；当主机进入待机状态时，指示灯按设定的时间间隔循环闪烁，用户可设置闪烁指示灯的颜色；当主机进入关机状态时，指示灯关闭。
其中，所述的指示灯的呼吸频率通过微处理器中的程序实现，该程序控制与指示灯相连接的微处理器I/O口输出占空比循环变化的PWM波。所述循环改变PWM波的占空比，是指占空比从0到100％，再从100％到0循环变化。
由以上方案可知，使用本发明时用户可通过计算机内附带的一个设置软件很方便地自行修改指示灯的设置，包括打开、关闭指示灯的呼吸功能，改变呼吸指示灯的的颜色、呼吸频率等；这样，呼吸指示灯能够比过去更丰富多彩、更有生命力，从而满足用户更个性化、变化的需求。
图1为本发明可变呼吸指示灯结构示意图；图2为本发明的控制电路原理图；图3为本发明的PC机主程序流程图；图4为本发明的单片机主程序流程5为本发明呼吸子程序流程图。
具体实施例方式
以下，通过具体实施例的描述并参考附图对本发明做进一步的详细说明。
实施例1如图1所示，本发明装置的结构部分主要有三个部件组成灯套1、高亮度磨砂三色发光二极管(LED)2和灯罩3。控制电路板未在图中画出，它与LED连接。灯套1是一个圆柱型套筒，不透光，发光二极管2放在灯套1内。灯罩3是一圆形平面的半透明漫射光型灯罩，它在灯套1的外面。指示灯装置安装在主机机箱面板上时，灯罩3的外表面与机箱前面板前表面处于同一平面，灯套1和发光二极管2在机箱前面板内。根据实际的设计情况，指示灯装置也可以不包括灯套1。由于半透明漫射光型灯罩3的材料本身的物理特性，发光二极管2所发射的光透过灯罩3产生均匀的光晕。此外，指示灯也可设于显示器上。
可变指示灯是通过计算机主机内的指示灯设置软件和装在计算机主机机箱前面板内的控制电路板来实现的。打开主机内的指示灯设置软件，会出现指示灯设置界面，可以重新设置指示灯的状态，包括颜色和呼吸频率等。指示灯的颜色有蓝色、红色、绿色、橙色等选项，指示灯的呼吸频率有快、正常、慢等选项。
指示灯状态的改变是通过指示灯设置软件发送相应命令，由控制电路来执行的，控制电路原理如图2所示。其中单片机U1是控制电路的核心，指示灯状态的改变和运行即由单片机中的程序来操作。
本发明选用的单片机U1为MCS51系列的AT89C2051，也可以选择具有类似功能的其他单片机芯片。控制电路部分主要由该芯片组成，晶振为单片机提供工作时钟，其他一些辅助电容和电阻是一个单片机系统所必需的组成部分，磁珠L1和电容C4、C5对电源滤波。主机指示灯PLED是一个三色发光二极管LED，来实现呼吸指示灯不同颜色的改变。这种三色LED灯有四个管脚，其中一个共阳极，三个阴极。三个阴极分别对应红、蓝、绿三种不同的颜色。单片机AT89C2051的3个I/O端口分别与PLED的3个阴极连接，也可以用单片机的其他I/O端口与PLED的阴极连接。发光二极管的每个正极通过一个电阻与电源正极连接。
由于PC机与单片机的电平不同，为了实现它们之间的串口通信，使用芯片U2进行电平转换。U2可采用MAX232芯片，其T1IN、RlOUT管脚分别与单片机的TXD、RXD管脚连接，R1IN、T1OUT分别与PC机串口的TXD，、RXD管脚连接。通过芯片MAX232，单片机与PC机之间通过串口传输数据。此外，单片机与PC机也可通过USB接口进行通信。
电路板上共有三个插座，J1与主板对应的管脚连接，其中PDG、PDY两个管脚反映了主机的不同工作状态；J2与主机5V电源连接，给电路板供电；J3与主板的串口连接，实现主机与单片机的通信。
PC端提供一个用VC编写的指示灯设置软件界面，界面上提供不同的设置按钮，用户可以通过点击这些按钮改变指示灯的状态。设置软件在开机后会自动运行，用户可关闭该软件，也可自己运行该软件。为了保存用户的指示灯设置状态，PC端提供了一个数据文件保存用户上次的设置参数。
软件界面为用户提供的指示灯设置功能为当主机在正常工作状态时，用户可选择指示灯呼吸或常亮，若选择呼吸，则用户还可设置呼吸指示灯的颜色和呼吸频率，若选择常亮，则用户可设置常亮指示灯的颜色。当主机进入待机状态时，指示灯闪烁(循环亮2秒、灭2秒)，用户可设置闪烁指示灯的颜色。当主机进入关机状态时，指示灯关闭。
指示灯设置软件的程序流程图如图3所示。程序运行后，首先进行串口初始化，包括设置串口、串口通信方式、波特率等参数。串口初始化后，程序从数据文件读取用户最近一次设置的指示灯参数，向计算机串口发送与指示灯设置参数对应的命令编码，单片机接收到命令后，指示灯会进入相应的状态，该状态是用户上次设置的状态。
如果用户通过软件界面重新设置指示灯状态，程序会从操作系统接收到一个消息，从而得知用户重新设置了参数，于是程序读取新的设置参数，并将设置参数转换为对应的命令编码，发送到串口。同时程序将用户新设置的指示灯参数存储到数据文件。关闭软件或关机，程序结束。
单片机(下位机)程序流程图如图4所示。首先进行串口和指示灯设置参数初始化，串口初始化包括串口通信方式、波特率等参数的设定。然后通过查询主板上PDG、PDY两个管脚信号判断主机的工作状态。根据主机不同的工作状态，指示灯进入相应的指示状态。
如果主机处于正常工作状态，程序读取缺省或存储的设置参数，指示灯进入对应的呼吸或常亮状态。如果用户通过PC端软件重新设置指示灯，则PC端软件会向串口发送相应的命令，从而引起单片机串口产生中断，单片机程序会响应中断，读取PC机发送到串口的命令编码，然后解码。程序首先存贮设置参数，然后判断设置参数的类型。如果是颜色参数，则无论当前指示灯是呼吸，还是常亮，指示灯会变为用户设置的颜色；如果是频率参数，则指示灯会以用户设置的频率呼吸；如果是常亮参数，指示灯会关闭呼吸，进入常亮状态。
如果主机处于待机状态，程序读取存贮的颜色参数，指示灯进入对应的闪烁状态。如果用户通过PC端软件重新设置指示灯闪烁的颜色，则由于PC端软件会向串口发送相应的命令，单片机串口会产生中断，单片机程序响应中断，读取PC机发送到串口的命令编码，然后解码，获取指示灯颜色。在存储设置的颜色参数后，指示灯会以用户新设置的颜色闪烁。
如果主机处于关机状态，指示灯关闭。
在单片机程序中实现指示灯呼吸功能的子程序的流程图如图5所示。它主要控制与指示灯相连接的单片机I/O口输出占空比循环变化的PWM波，从而使指示灯象呼吸一样循环闪烁。循环改变PWM波的占空比，使占空比从0到100％，再从100％到0循环变化。这样，指示灯的电流相应地也会从小到大、再从大到小循环变化，因此指示灯就能象呼吸一样循环闪烁。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种可变呼吸指示灯装置，包括控制电路板和指示灯，其特征在于所述指示灯具有一多色发光体，与所述控制电路板电气连接；所述控制电路板包括微处理器单元、用于向控制电路板供电的电源滤波电路和为了实现PC机与微处理器通信的转换芯片；PC主机板上的电源通过所述的电源滤波电路向微处理器系统提供电源，微处理器通过转换芯片与PC机实现通信。
2.根据权利要求1所述的一种可变呼吸指示灯装置，其特征在于所述的微处理器单元包括一单片机、为单片机提供工作时钟的晶振电路和单片机所必需的辅助电容和电阻。
3.根据权利要求2所述的一种可变呼吸指示灯装置，其特征在于所述控制电路板还包括第一插座、第二插座、第三插座，第一插座与主板对应的管脚PDG、PDY连接，以获取主机的工作状态信息；第二插座与PC主机的5V电源连接，给电路板供电；第三插座与PC主板的串口连接，实现主机与单片机的通信。
4.根据权利要求1所述的一种可变呼吸指示灯装置，其特征在于所述发光体为三色发光二极管。
5.根据权利要求4所述的一种可变呼吸指示灯装置，其特征在于所述发光二极管有四个管脚，其中一个共阳极、三个阴极，三个阴极各对应一种颜色，并分别与单片机的三个I/O端口连接。
6.根据权利要求4所述的一种可变呼吸指示灯装置，其特征在于所述指示灯还包括灯套和灯罩，灯套为一不透光的圆柱型套筒，发光二极管设置在灯套内，灯罩为圆形平面的半透明漫射光型罩体，安装在灯套的外端面。
7.一种可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，该控制方法包括步骤20计算机主机内的指示灯设置软件运行后通过PC端保存有用户上次的设置参数的一个数据文件向控制电路的I/O端口发送相应命令；步骤30控制电路接收到命令后，由控制电路板上的微处理器中的程序来操作的指示灯状态的改变和运行。
8.根据权利要求7所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，该控制方法还包括步骤10用户通过安装在PC端上的指示灯设置软件重新设置指示灯的指示参数，并将该参数保存在PC端设有的用于存储用户设置参数的一个数据文件中。
9.根据权利要求8所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，步骤10还包括步骤101主机在正常工作状态时，如果用户通过PC端指示灯设置软件重新设置指示灯，则PC端指示灯设置软件会向串口发送相应的命令，从而引起微处理器串口产生中断；步骤102微处理器程序会响应中断，读取PC机发送到串口的命令编码，然后解码；步骤103微处理器程序首先存贮设置参数，然后判断设置参数的类型；步骤104根据参数的类型，控制指示灯进入对应的指示状态。
10.根据权利要求8所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，所述步骤20包括步骤201指示灯设置软件运行程序后，首先进行串口初始化，包括设置串口、串口通信方式、波特率等参数；步骤202串口初始化后，程序从PC端保存的一个数据文件里读取用户上次设置的指示灯参数，向计算机串口发送与指示灯设置参数对应的命令编码。
11.根据权利要求7所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，步骤30包括步骤301所述微处理器接收到命令后，运行首先进行串口和指示灯设置参数初始化，串口初始化包括串口通信方式、波特率等参数的设定；步骤302然后通过查询主板上PDG、PDY两个管脚信号判断主机的工作状态；步骤303根据主机不同的工作状态，程序读取缺省或存储的设置参数，指示灯进入对应的指示状态。
12.根据权利要求7-11任一所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，所述的指示灯的指示状态用户可以通过PC端的设置软件的设置按钮设置当主机在正常工作状态时，用户可通过指示灯设置软件界面上的设置按钮选择指示灯呼吸或常亮，若选择呼吸，则用户还可设置呼吸指示灯的颜色和呼吸频率，若选择常亮，则用户可设置常亮指示灯的颜色；当主机进入待机状态时，指示灯按设定的时间间隔循环闪烁，用户可设置闪烁指示灯的颜色；当主机进入关机状态时，指示灯关闭。
13.根据权利要求12所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，所述的指示灯的呼吸频率通过微处理器中的程序实现，该程序控制与指示灯相连接的微处理器I/O口输出占空比循环变化的PWM波。
14.根据权利要求13所述的可变呼吸指示灯装置的控制方法，其特征在于，所述循环改变PWM波的占空比，是指占空比从0到100％，再从100％到0循环变化。
全文摘要
本发明公开一种可变呼吸指示灯装置及其控制方法，所述可变呼吸指示灯装置包括控制电路板和指示灯；所述指示灯具有一多色发光体，与所述控制电路板电气连接；所述控制电路板包括微处理器单元、用于向控制电路板供电的电源滤波电路和为了实现PC机与微处理器通信的转换芯片；PC主机板上的电源通过所述的电源滤波电路向微处理器系统提供电源，微处理器通过转换芯片与PC机实现通信。用户可通过计算机内附带的一个设置软件自行修改指示灯的设置，包括打开、关闭指示灯的呼吸功能，改变呼吸指示灯的的颜色、呼吸频率等；这样，呼吸指示灯能够比过去更丰富多彩、更有生命力，从而满足用户更个性化、变化的需求。
文档编号G06F11/32GK1704907SQ20041004294
公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月1日 优先权日2004年6月1日
发明者谢洪潮, 张国 申请人:联想(北京)有限公司