基于TLC5941的全彩色LED大屏幕驅(qū)動設(shè)計

劉睿¹，王曉東²

（1 西安郵電學(xué)院 陜西 西安 710061；

2、西安交通大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710049）

1 引言

　　近年來，隨著計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路和專用元器件的飛速發(fā)展，256級灰度的全彩色LED大顯示屏在國內(nèi)發(fā)展迅速，但是目前其顯示效果并不理想：一方面，LED的發(fā)光效率受制造工藝的影響表現(xiàn)出固有的差異，而且這種差異還隨時間發(fā)生變化，這樣由大量LED組成的大屏幕顯示時會出現(xiàn)一些隨機的暗斑或亮斑，嚴重影響顯示要求，需要采用在線的點校正消除這種影響，另一方面，現(xiàn)有的全彩色大屏幕一般亮度等級不足，即便采用了非線性灰度控制技術(shù)，在低亮度等級上表現(xiàn)色彩的能力仍然較差，顯示的層次感不強，由亮度等級不足導(dǎo)致的另一個問題是進行γ校正不容易，從而使全彩色LED大顯示屏產(chǎn)生一定的顏色失真。

　　TI公司的最新推出的TLC5941驅(qū)動芯片具有點校正和高亮度等級的特點，由他組成的大屏幕驅(qū)動方案一定程度上解決了上述問題，可以構(gòu)成高性能的顯示系統(tǒng)。

2 TLC5941芯片介紹

2.1 芯片特點

　　TLC5941共有28個引腳，是一個16通道的LED恒流驅(qū)動器，能夠同時驅(qū)動16個LED，每通道最大驅(qū)動能力80mA，每個通道可以通過PWM方式根據(jù)內(nèi)部亮度寄存器的值進行4096級亮度控制，內(nèi)部每個通道亮度寄存器的長度是12位，另外，流動每個通道LED的驅(qū)動電路由內(nèi)部6位的點校正寄存器的值進行64級控制，而且驅(qū)動電流的最大值可通過片外電阻設(shè)定。

　　64級電流控制提供了LED點亮度校正的能力，4096級亮度調(diào)整則保證了即使在較低的亮度等級小，點陣中的每個點也有多達256級的灰度表示，從而紅綠藍全彩屏可有16M色的色彩表達能力，這兩點對于高質(zhì)量的彩色大屏幕顯示是額外重要的。

　　相對于傳統(tǒng)的彩色大屏幕顯示系統(tǒng)，設(shè)計中利用可編程邏輯芯片（或高速CPU）集中產(chǎn)生PWM進行亮度控制，采用TLC5941后，由于驅(qū)動芯片TLC5941完成了PWM亮度控制，可編程邏輯芯片（或高速CPU）只需要處理緩存管理、亮度和點校正數(shù)據(jù)的輸出，設(shè)計復(fù)雜度降低，而且由于PWM的亮度控制與數(shù)據(jù)串行移出無關(guān)，可以很方便地獲得較高的幀頻，取得很好的動態(tài)顯示效果。

2.2 管腳功能

　　TLC5941的所有內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器，亮度寄存器，點校正寄存器和錯誤狀態(tài)信息都是通過串行接口存取的，最大串行時鐘效率為30MHz。

　　TLC5941的串行接口方式類似于74HC595，接口部分由5根信號線組成。

　　Mode(模式信號):Mode=0是亮度信號輸入模式，Mode=1點校正信號輸入模式。{{分頁}}

　　SCLK（串行時鐘），在每個SCLK的上升沿，當(dāng)Mode=0輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)移入和移出內(nèi)部192位（16通道