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不能买世界杯:依据I2C接口的LED驱动器

发布时间:2021-09-02 01:43:07 来源:欧宝娱乐官网app下载 作者:欧宝娱乐平台app

  无疑是当时最热的一个运用,无论是手持设备、游戏机、霓虹灯、广告牌等等,眩意图色彩及高质的亮光,总能第一时间吸引人的眼球。在当时很多的LED操控器面前,怎么挑选一款功用丰厚且性价比又高的产品来投合自己的规划,无疑是摆在每个规划师面前的问题。

  最简略的LED驱动,咱们能够用一般的I/O来完结。但I/O操控只能完结LED的ON与OFF,无法用来进行混光、闪耀等功用,并且每个LED都需求占用一个独自的I/O资源,无疑性价比很低。咱们也能够用专用的大电流LED操控器来规划,但贵重的本钱首要会成为问题,并且规划杂乱,程度也会跟着各种搅扰的呈现相应地进步。依据这些,恩智浦(NXP)推出一系列运用I2C接口的LED驱动器,它能够经过I2C接口的两根线个不等LED的ON/OFF、闪耀及RGB混光。在混光计划里,每个LED都是由一个独立的8bit/256阶PWM来驱动。现在,经过芯片自身能驱动的每个LED电流规模为25mA到100mA之间。当然,关于一些大电流的运用场合,咱们只需用外加场效应管的方法来完结。

  这种依据I2C的LED操控方法,添加了规划的便利性与灵活性,并且也会削减在软硬件方面的投入,使披着奥秘面纱的LED对咱们来讲登时显得简略和精彩。下面,咱们将会以恩智浦LED驱动器PCA9633为例,经过几个简略的运用来全面论述这种LED驱动器的优势地点。

  PCA9633是四路LED驱动器,且每路可驱动最大25mA电流,并依据封装的不同供给了可选的固定I2C地址和带4位或7位硬件可编硬件地址(图1)。

  从图1咱们能够看到,每一路LED都是由一个独自的8bit/256阶的PWM来操控,且因为PWM足够快,使其理论上能够经过它所驱动的四个LED混出恣意色彩的光。除了每一路独自的PWM,PCA9633还供给了一个Group PWM,经过它咱们能够用来操控所调混色光的亮度及频率,弥补了只调单个PWM不能完结的一些功用。那么PCA9633终究怎么来完结调光呢?隐秘仍是在PWM上面。假如不运用PWM,那么它只能完结开和关的动作;低速的PWM只能完结LED闪耀,并不足以到达混色的意图;高速的PWM就能够完结RGB混色;假如PWM速度可控,那么就能够完结闪耀和混色的两层功用。并且经过可控的8bit/256阶PWM,加大了色阶提高了色彩的层次感(见图2)。

  知道了混色的原理,那么一个详细的色彩又是怎么发生的呢?咱们知道人眼对色彩的感知是各种色彩亮度均值的叠加,咱们能够经过操控PCA9633每个PWM的占空比,去操控所驱动LED的亮度。依据三基色原理,假如咱们驱动的是RGB(或许RGBA)LED,那么经过调理这三个LED的不同亮光,就能够得到所要的色彩。图3是PCA9633操控RGB 三个LED来调粉色光的比如。

  经过以上的描绘,咱们根本知道了PCA9633的内部结构和驱动原理。下面咱们将会以PCA9633固定I2C地址的几个运用,来进一步了解这种LED操控器的优势地点。

  第一个运用,咱们将用PCA9633来操控亮度条。咱们知道一般像亮度条这样的运用,往往需求用到很多LED串联来进行。假如用单个接口去操控每个LED,会使本钱和软件杂乱度大大添加。而经过I2C,在硬件上只需求两条操控线,在软件上只需发一条字节指令,就能够轻松进行操控。除此之外,因为I2C器材地址的唯一性,能够按所驱动LED的数量运用几个PCA9633来进行操控。假如实践运用中PCA9633自身的驱动电流不行,只需在外围加一个FET就能够轻松处理。别的,PCA9633独有的Group PWM使得操控整个亮度条的光强和闪耀变的称心如意。下面是其原理图(见图4),其间I2C master由体系供给,能够是MCU,也能够是逻辑电路。

  图4中左半部为I2C的master,不作细述。右边最上为LED限流电阻,一般LED的前向电压为3V左右,依据不同的色彩和制作工艺会有一些不同。咱们能够经过所需LED电流去核算这个限流电阻的值: R=(Vsupply-Vfsum)/If。假如所需的LED电流大于25mA,那么图中所加的FET能够轻松处理这一问题。当咱们外加了FET今后,只需把PCA9633的相应寄存器的OUTDRV设为高就能够了,以差异于它的默认值。现在咱们能够看到用PCA9633去操控如此多的LED,原理图适当简练,相同在软件设置寄存器上也相同便利。PCA9633供给了简易且完好的内部寄存器,例如LED输出结构设置、节电形式设置、芯片使能形式设置、LED的输出状况设置,以及每个PWM和Group PWM的操控寄存器设置等。除此之外,PCA9633还供给了一个寄存器设置递加位,也就是说假如咱们设置了这一位,那么咱们能够经过一个指令序列来完结内部一切寄存器的次序装备,这在一些特定的运用中对错常有用的,能最大程度节约软件和体系资源。下面,咱们将经过别的一个比如来阐明内部寄存器的设置。

  第二个比如是咱们用PCA9633来完结呼吸灯的功用。尽管PCA9633内部不带呼吸灯模块,但咱们能够经过一些简略的寄存器设置来完结这个功用,这样比较于专用的呼吸灯芯片在本钱上无疑有很大的优势。为了便于阐明,咱们只用PCA9633来操控一个LED的呼吸动作,原理图很简略,在此省略,经过操控这一个LED的渐亮与渐暗进程以到达呼吸的意图。要完结这个功用,PCA9633的独立PWM将是最主要的要素。如前咱们现已说到每个LED都是由一个8bit/256阶PWM来操控,那么也就是说,每个灯有256段亮暗色阶可调,能够完美完结呼吸功用。详细,咱们经过操控PWM的占空比来完结。假如咱们的LED是由PCA9633的PWM0来操控,那么PWM0的占空比将决议这个LED的亮度:Bright(duty cycle)=PWM0[7:0]/256。撑握了这一准则,咱们就能够经过I2C往PCA9633的寄存器上写点什么了:

  到此,一个完好的呼吸进程就完结了,用几个简略的寄存器设置,就完结了看起来好像只有用杂乱体系或专用芯片才干做的工作。从以上两个比如,咱们能够看到用恩智浦的I2C LED驱动器,不论是硬件上仍是软件上都对错常简略和易操作的,并且用此类器材所能完结的功用,一点点不比一些体系和专有芯片差劲。

  综上所述,恩智浦I2C LED驱动器供给了高性价比的LED规划计划,比较于用GPIO或专用LED驱动器,不只节约了体系资源,也使规划的本钱和杂乱度大大削减,并能够有用进步规划的可靠性和驱动光的均匀性。此外,选用此类LED驱动器,能够很有用地协助咱们削减规划周期并提高规划灵活性。恩智浦现在能够向客户供给从4路到24路不等的I2C LED驱动器,并已运用于轿车、家电、通讯等各大范畴。