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利用微型端口擴(kuò)展器控制LED

作者: 時(shí)間:2011-08-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

Maxim推出的新型I/O端口器是為那些需要額外增加I/O口的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,這些通用器件能夠?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)人員提供具有過壓保護(hù)的邏輯輸入端口或漏極開路邏輯輸出端口,其過壓額定值為5.5V或7V。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/150412.htm

這些端口的輸出可以用作LED驅(qū)動(dòng)器,并可提供閃爍和PWM亮度功能。該系列產(chǎn)品將18?jìng)€(gè)端口集成在4mm2的薄型QFN封裝內(nèi),而10端口器則采用尺寸更小的3mm2薄型QFN封裝。由于蜂窩電話、PDA、膝上型電腦需要將監(jiān)視和功能集中在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi),設(shè)計(jì)人員沒有足夠的空間從主ASIC引出一簇I/O口線,因而只有引出兩條線作為I2C總線,這就需要小尺寸、功耗極低的端口擴(kuò)展芯片,而且要求這種芯片非常便宜,并具有極高的可靠性,同時(shí)還要易于使用。此外,還要占用極少的處理器資源。

1 設(shè)計(jì)需求

Maxim的設(shè)計(jì)工程師經(jīng)過潛心研究,開發(fā)出了一系列的模塊。由于每種器件都已針對(duì)具體的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化,因此,這些器件在-40~+125℃的汽車級(jí)溫度范圍內(nèi)可保持在1.2μA(典型值)和3.6μA(最大值)以內(nèi)的靜態(tài)電流。這些產(chǎn)品可工作在2V~+3.6V電源電壓下,同時(shí)支持熱插拔。所有器件引腳(電源引腳除外)在關(guān)斷模式下保持高阻狀態(tài),能夠承受至少6V的電壓,無論芯片是否加電,I/O端口和串口都可以處在帶電模式,因而非常適合熱插拔應(yīng)用。

圖1

2 PWM亮度

MAX6964-5、MAX7313-6系列產(chǎn)品包括LED亮度控制和閃爍控制,可驅(qū)動(dòng)8至18?jìng)€(gè)LED,芯片集成了240級(jí)脈寬調(diào)制(PWM)亮度控制電路,適用于RGB LED的驅(qū)動(dòng)或白色LED的調(diào)光。每個(gè)端口都具有I/O能力,并具有可選的中斷輸出(INT),當(dāng)檢測(cè)到有跳變發(fā)生時(shí),器件會(huì)發(fā)出中斷信號(hào)。所有端口輸出都可以吸收50mA電流,足以驅(qū)動(dòng)絕大多數(shù)LED。對(duì)于更大電流的LED(如用于相機(jī)閃光燈的白色LED),可以通過并聯(lián)端口驅(qū)動(dòng)。任何端口均可設(shè)置為靜態(tài)邏輯電平(如邏輯輸出)或脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出,從而方便地調(diào)節(jié)LED負(fù)載的平均電流(亮度)。

內(nèi)部32kHz振蕩器產(chǎn)生PWM時(shí)序,這樣,PWM亮度控制可以按照各輸出端口逐個(gè)使能,以提供任意組合的PWM LED驅(qū)動(dòng),而無故障邏輯輸出。當(dāng)沒有I/O端口為LED提供PWM信號(hào)時(shí),內(nèi)部振蕩器將自動(dòng)關(guān)閉,這樣可使工作電流降至最小。

PWM時(shí)序圖如圖1所示。PWM亮度控制采用4比特主控制位和4比特端口獨(dú)立控制位,主控制位可提供16級(jí)全局亮度控制,并可作用在所有PWM使能的輸出端口。主控制位通常將最大脈沖寬度設(shè)置為PWM周期的1/15至15/15,以限制所有PWM輸出對(duì)應(yīng)的最大亮度。獨(dú)立設(shè)置位由每路輸出的另外4比特碼組成,調(diào)節(jié)范圍為主控窗口的1/16~15/16。如果應(yīng)用時(shí),各輸出端口需要相同的PWM設(shè)置,那么,可一個(gè)全局PWM來控制,這樣,只需對(duì)一個(gè)寄存器進(jìn)行寫操作即可調(diào)節(jié)LED的亮度,調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)為240,這樣,可簡(jiǎn)化控制軟件的設(shè)計(jì)。

3?。蹋牛拈W爍控制

輸出端口可以由芯片內(nèi)的P0寄存器和P1寄存器交替控制,在兩組輸出端口寄存器中設(shè)置不同的顯示模型,并通過軟件或硬件控制輸出端口可在兩種不同顯示模型間進(jìn)行轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)閃爍功能。



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