以下应用笔记介绍了max6964 led驱动器的独特特性,以及如何在需要强度控制的应用中正确利用这些特性。应用笔记还提供了编程程序示例,展示了max6964主端口和单独端口的强度控制选择。led强度控制的特性在汽车应用中特别有价值,在这些应用中,led强度需要针对白天和夜间条件进行调节。
max6964为高输出电流、17端口led驱动器,具有8位、脉宽调制(pwm)强度控制。每个单独的端口允许高达 50ma 的灌电流。通过接地引脚的最大组合总灌电流限制在 350ma。8 位 pwm 强度控制分为应用于所有端口的 4 位主控和 4 位单个端口控制。主强度控制可用于调整通用设备的led强度,以响应环境照明条件的变化,例如白天和夜间条件下的汽车。然后,可以根据其应用需求使用单个端口控制来产生所需的强度。或者,可以使用 4 个全局控制位来同时控制所有单个端口强度。寄存器0x0e的位 d0 到 d3 可用于全局或端口 o16 强度控制。此外,主强度控制与单个强度控制可以组合在一起,以在所有端口上产生淡入淡出效果。
众所周知,如果光源打开/关闭得足够快,人眼会感知到物体持续点亮。pwm 强度控制通过改变导通时间来改变感知强度,同时将开/关频率保持在固定速率。为避免闪烁效应,pwm开/关频率通常需要高于100hz。max6964的pwm强度控制由标称频率为32khz的内部振荡器驱动。max6964的pwm周期持续240个时钟周期,pwm开/关频率为32000/240 = 133.33hz。
当相应的极性位为0时,连接到max6964输出的led的强度取决于主端口和单个端口控制的重叠导通时间(逻辑低电平)。
max6964的主强度控制由寄存器0x0f的d7–d4位决定。这四个主控位将pwm周期划分为15个时隙。对于 0001、0010、...、1101 和 1110 位模式,插槽上的主时间分别为 1/15、2/15、...、13/15 和 14/15th。
各个端口控制位(每个端口每组 4 个)位于寄存器中,0x10到0x17。端口 16 控制位位于寄存器0x0f的 d3 到 d0 处。寄存器0x0f的这些位 (d3–d0) 也用于全局控制(如果启用了该选项)。每个主时隙由 16 个内部振荡器时钟周期组成。这些时钟周期可以激活 1/16、2/16、...、15/16 和 16/16,位模式分别为 0000、0001、...、1110 和 1111。
图1显示了当极性位为0时,主导通时间为2/15(对应于位模式为0010)和单个端口的导通时间为2/16(对应于位模式为0001)的端口输出波形。有两个主导通时隙可用,它们都处于 2/16 开启状态,具体取决于单个端口的导通时间。
图1.端口的输出波形。
端口 7 到 0 和端口 15 到 8 的相位 0 极性位分别位于寄存器0x02和 0x03 中。同样,端口 7 到 0 和端口 15 到 8 的相位极性位可以在寄存器0x0a和 0x0b 中找到。端口 16 的极性由寄存器0x0f的相位 1 (d5) 和相位 0 (d4) 位指示。未启用闪烁功能时,只有相位 0 极性位相关。
图2显示了端口的输出波形,主端口位模式和单个端口位模式相同,为0010和0001,但极性位为1。比较图1和图2,可以观察到开和关时间是相反的——它们形成互补波形。最好以极性 0 对强度级别进行编程,但闪烁需要极性为 1。
图2.一个的互补波形。
max6964驱动的led可通过切换blink输入或翻转闪烁翻转位(寄存器0x0f的d1)使led闪烁(开和关)。闪烁使能位(寄存器0x0f的d0)必须设置为1才能激活blink输入和闪烁翻转位。主机控制器需要改变blink输入逻辑电平,或者每次闪烁事件都需要写入max6964。启用闪烁 (d0 = 1) 时,特定端口的 led 极性与相位 0 或相位 1 相关,具体取决于 blink 输入和闪烁翻转位的独占 or 是否等于 0 或 1。
要激活所需端口的闪烁,相应的相位 0 和 1 极性位必须不同。由于使能闪烁时pwm强度控制仍然起作用,因此不仅可以打开和关闭闪烁的led,还可以根据正常和互补波形控制在较亮和较暗的模式之间切换强度。此外,通过分别为不同端口选择相位 0 和 1 逻辑电平,可以使它们在相反相位闪烁或根本不闪烁。例如,将端口 1 相位 0 位设置为 0,将相位 1 位设置为 1,将端口 2 相位 0 位设置为 1,将相位 1 位设置为 0,将使它们在相反的相位中闪烁。将端口的第 0 阶段和第 1 阶段位设置为 0 或 1 将使端口保持较亮或较暗的模式。
图3显示了原始波形及其互补波形之间的相位0和相位1的闪烁。相位 0 和阶段 1 的持续时间取决于主机控制器的动作,通常比单个 pwm 周期持续更长,以使闪烁事件明显。
图3.在阶段 0 和阶段 1 之间闪烁。
以下是 i 的示例2c命令序列发送到max6964,以在特定pwm强度水平下开启led。
以下三个我2c 写入命令可用于以最低强度水平打开 o16 led。我2max6964的c器件地址为0x49。
0x49 0x0f 0x30 // turn off the global bit0x49 0x0e 0x10 // select 1/15th for master and 1/16th // for o160x49 0x0f 0x00 // set phase 0 and 1 polarity bits of // o16 to 00 以下我2c 写入命令可用于以最低强度水平打开所有 led。
0x49 0x0f 0x30 // turn off the global bit0x49 0x0e 0x10 // select 1/15th for master and 1/16th for o160x49 0x0f 0x00 // set phase 0 and 1 polarity bits of o16 to 000x49 0x10 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 // set 1/16th for all ports0x49 0x02 0x00 0x00 // set phase 0 polarity bits for all ports 最后两个命令利用了寄存器地址自动递增功能,该功能允许使用单个写入命令写入多个寄存器。
有时,led需要在上电期间逐渐打开。通过将主控制从低到高设置,并在每次主设置时将单个端口控制从低更改为高,可以从低到高调整 led 的强度。由于某些主端口和单个端口组合会产生相同或相似的强度级别,因此并非所有设置都是增加强度所必需的。在高强度水平下,必须跳过一些较低的单个端口设置(表1)。由于跳过了一些重复或相似的强度级别,因此强度级别的增加基于双循环(主强度变化为一个循环,单个端口为第二个循环)。表 1 仅显示了总共 240 种可用组合中的 59 个步骤。
个人 主人 强度 个人 主人 强度
x 0 0 c 4 52
0 1 1 d 4 56
1 1 2 e 4 60
2 1 3 f 4 64
3 1 4 c 5 65
4 1 5 d 5 70
5 1 6 e 5 75
6 1 7 f 5 80
7 1 8 d 6 84
8 1 9 e 6 90
9 1 10 f 6 96
一个 1 11 d 7 98
b 1 12 e 7 105
c 1 13 f 7 112
d 1 14 e 8 120
e 1 15 f 8 128
f 1 16 e 9 135
8 2 18 f 9 144
9 2 20 e 一个 150
一个 2 22 f 一个 160
b 2 24 e b 165
c 2 26 f b 176
d 2 28 e d 195
e 2 30 f d 208
f 2 32 e e 210
一个 3 33 f e 224
b 3 36 e f 225
c 3 39 f f 240
d 3 42
e 3 45
f 3 48
以下文本是一个伪编程代码,用于在 looplength x waittime 秒数内逐渐打开 led。我2c例程向max6964寄存器发出写命令,该寄存器具有由阵列定义的特定强度。寄存器地址自动递增功能也可以容纳多次写入。
looplength; // total number of step in the increase in // intensity masterport(2, looplength); // array for master/port setting pairs of every // stepsteptime; // lighting duration at each intensity stepfor i = 1 to looplength // start intensity increasing loopi2c(write, 0x0e, masterport(1, i)); // set master intensity leveli2c(write, 0x10, masterport(2, i), masterport(2, i), ...); // set port // intensity // levelswait(steptime); // lighting upend // end loop led 强度级别取决于主端口和单个端口 pwm 控制位的选择。可以通过两个不同的主端口和单个端口组合复制特定的强度级别。另一方面,某些强度级别可能不会通过任何组合产生。表 2 显示了根据主端口和单个端口 pwm 强度控制位的值提供的强度级别。强度级别是极性位为 0 时表中的数字除以 240。此表沿对角线对称,从上角到左上角,在右下角旁边结束。
主端口强度
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 一个 b c d e f
单个
端口
强度 0 关闭 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 关闭 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
2 关闭 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45
3 关闭 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
4 关闭 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
5 关闭 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90
6 关闭 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105
7 关闭 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 112 120
8 关闭 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 99 108 117 126 135
9 关闭 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
一个 关闭 11 22 33 44 55 66 77 88 99 110 121 132 143 154 165
b 关闭 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180
c 关闭 13 26 39 52 65 78 91 104 117 130 143 156 169 182 195
d 关闭 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 182 196 210
e 关闭 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225
f 关闭 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240
在表 2 中,请注意,存在直到数字 16 的连续整数。超过16,质数丢失(即,不能通过乘以1到16和1到15来复制这些素数)。此外,还可以通过选择主端口和单个端口设置来生成许多数字/事件。表3显示了线性增加的强度水平趋势,以及其较短的版本。short1 列表的强度级别跳过为 2/240th,short2 列表的跳过为 4/240th。您还可以通过沿表 2 所示的对角线使用这些主端口和单个端口组合来获得 2 的幂增加趋势。或者,您可以通过从表 2 中选择最接近的组合来拟合所需的增长趋势。
选择 1 选择 2 强度级别 x 240
个人 主人 个人 主人 满 短1 短2
x 0 x 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 0 2 2 2
2 1 0 3 3
3 1 0 4 4 4 4
4 1 0 5 5
5 1 0 6 6 6
6 1 0 7 7
7 1 0 8 8 8 8
8 1 0 9 9
9 1 0 一个 10 10
一个 1 0 b 11
b 1 0 c 12 12 12
c 1 0 d 13
d 1 0 e 14 14
e 1 0 f 15
f 1 1 8 16 16 16
8 2 1 9 18 18
9 2 1 一个 20 20 20
6 3 2 7 21
一个 2 1 b 22 22
b 2 1 c 24 24 24
4 5 4 5 25
c 2 1 d 26 26
8 3 2 9 27
6 4 3 7 28 28 28
9 3 2 一个 30 30
7 4 3 8 32 32 32
一个 3 2 b 33 33
6 5 4 7 35
b 3 2 c 36 36 36
c 3 2 d 39 39
9 4 3 一个 40 40 40
6 6 5 7 42 42
一个 4 3 b 44 44 44
8 5 4 9 45 45
b 4 3 c 48 48 48
9 5 4 一个 50 50
c 4 3 d 52 52 52
8 6 5 9 54 54
一个 5 4 b 55
7 7 6 8 56 56 56
9 6 5 一个 60 60 60
8 7 6 9 63 63
f 4 f 4 64 64 64
c 5 4 d 65
一个 6 5 b 66 66 66
9 7 6 一个 70 70
b 6 5 c 72 72 72
e 5 4 f 75 75
一个 7 6 b 77 77 77
c 6 5 d 78 78
9 8 7 一个 80 80 80
8 9 8 9 81 81
b 7 6 c 84 84 84
一个 8 7 b 88 88 88
e 6 5 f 90 90
c 7 6 d 91 91 91
b 8 7 c 96 96 96
d 7 6 e 98 98
一个 9 8 b 99
9 一个 9 一个 100 100 100
c 8 7 d 104 104 104
e 7 6 f 105 105
b 9 8 c 108 108 108
一个 一个 9 b 110 110
d 8 7 e 112 112 112
c 9 8 d 117 117 117
e 8 7 f 120 120 120
一个 b 一个 b 121 121
d 9 8 e 126 126 126
f 8 f 8 128 128 128
c 一个 9 d 130 130
b b 一个 c 132 132 132
e 9 8 f 135 135 135
d 一个 9 e 140 140 140
c b 一个 d 143 143
b c b c 144 144 144
e 一个 9 f 150 150 150
d b 一个 e 154 154 154
c c b d 156 156 156
f 一个 f 一个 160 160 160
e b 一个 f 165 165 165
d c b e 168 168 168
c d c d 169 169 169
f b f b 176 176 176
e c b f 180 180 180
d d c e 182 182 182
f c f c 192 192 192
e d c f 195 195 195
d e d e 196 196 196
f d f d 208 208 208
e e d f 210 210 210
f e f e 224 224 224
e f e f 225 225 225
f f f f 240 240 240
表 3 显示,在 240 种主端口和单个端口设置组合中,有 96 个可区分的强度级别。为了遵循所有强度级别的这种增长趋势,需要在某些步骤中向后设置主强度级别。这可以通过使用设置数组来实现,例如伪编程代码中显示的数组。
以下我2c写命令可用于闪烁max6964驱动的led。我2max6964的c器件地址再次0x49。
0x49 0x02 0x00 0x00 // set phase 0 polarity to all zeros to // turn leds on0x49 0x0e 0xf0 // set master intensity to full0x49 0x0f 0x0d // set the blinking enable bit to start0x49 0x0f 0x0f // switch blinking flip bit to blink0x49 0x0f 0x0d // switch back the blinking flip bit to // blink...0x49 0x0f 0x0c // reset the blinking enable bit to stop // blinking0x49 0x02 0xff 0xff // set phase 0 polarity to all ones to // turn leds off 对于上述命令,假定所有端口的相位 1 极性位设置为 1(默认上电)。对于未设置为闪烁的端口,相位 0 和相位 1 寄存器中的极性位可以设置为相同的值。pwm 强度级别设置在闪烁期间处于活动状态。如果相位 0 或相位 1 中的极性位为 0,则设置 pwm 强度电平。否则,其互补波形将驱动led。
总之,max6964 led驱动器可以编程为在互补波形定义的一对不同强度电平之间闪烁。逐渐的强度水平变化,有时称为衰落,也可以通过适当的编程来完成。
max7313/max7314具有与max6964相似的led驱动能力,所有端口均可用作带转换检测的逻辑输入。max6965、max7315和max7316也是同类器件,但端口数量只有一半。本应用笔记中介绍的max6964通用编程技术也可用于控制这些类似器件的pwm强度。
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