LED驱动芯片是运用什么方法实现的
2021-03-10 15:16
HT1632C是一种非常常用的(数码管或点阵)LED驱动芯片，虽然官方已宣布它将在今年(2021年)结束(停产)，但同一厂商生产的同一系列芯片，其控制方式通常是相同的(事实上，大多数LED驱动芯片之间的差别并不大)，因此了解HT1632C的控制原理对于其他芯片的快速上手也有一定的积极意义。
在HT1632C内还有一个显存(DRAM或DRAM)，在本文“LCD显示模块LCD1602的指令篇(1)”中我们已经说了：你向显存写入的内容，屏幕上就会相应地显示出来。这个句子同样适用于HT1632C(以及绝大多数的显示器驱动芯片)，因此我们首先需要明确：LED显示状态和显存数据之间的对应(映射)关系。DRAM映射表被标记。
这个表格是24个OUTBIT和16个COM的配置(32个OUTBIT和8个COM配置的映射表略有不同，感兴趣的读者可以参考数据手册)，这些配置可以通过命令进行设置，您很快就会知道。此外，我们还用红色的比特编号(VD11,VD12,VD21,VD22)来标记4个数据比特，有分教！
告诉我们：如果OUTXX和COMXX列交叉在一个单元格中，那么对应的LED就会亮起来，反之就会灭掉，很简单！举例来说，COM0列交叉到OUT1行的数据位为1,VD12将被激活。如果您的硬件电路正确，当然，我们会使用数据手册中的典型应用程序。
在LED点阵中左上方标有四个LED的位号，VD11代表第一行，VD12代表第一行，第二行，其他的依此类推。值得注意的是，电路图中LED的位置相对DRAM映射表旋转90度，因此VD11的状态应该依赖于DRAM映射表中COM0与OUT0交叉的单元格数据位，即地址0x04的D0位，VD12的状态应该依赖于DRAM映射表中COM0与OUT1交叉的单元格数据位，即地址0x04的D0位，对吧？
要修改DRAM数据，我们首先看一下它的指令集，如图所示(接下来将用红色框中的指令)：
请注意HT1632C中的“ID”列，它是一种模式识别码，简单地说，它是用来标记所传输的串行数据的含义。HT1632C有4个模式识别码
让我们看一下编写DRAM数据的时间顺序(WriteData
先发一个模式识别码“101”，表明随后11位串行数据被写入DRAM地址(7位)中(4位)。要特别注意的是：7位地址的最高位先发送，而4位数据的最低位则相反。许多控制装置使用了串行通信接口，这可以说是一个比较“奇葩”的顺序定义(按照一般逻辑，要么都是高顺序，要么都是低顺序)，除非你所定义的4位数据本身是相反的，否则我们不能把地址和数据直接合并发送(必须先相反)。
举例来说，现在需要使用VD22(对应地址0x4)，那么发送给HT1632C的数据应该是0x2844(0b101_0000100_0100)，而不是0x2842(0b101_0000100_0010)。
写到HT1632C的命令时发送的串行数据为：模式识别码“100”+9位具体命令位，合计12位(比写DRAM数据时少2位)。举例来说，要打开LED驱动程序(LEDON)，就必须使用0b100_0000_0011_x(x代表无效位，即0x806或0x807)发送串行数据。
此外，还提供了连续的数据/命令和读取/重写数据的时间顺序，限于篇幅不再赘述，有兴趣的读者可以参考数据手册。
我们利用VisualCom软件平台进行验证，调出“基于HT1632C的24X16LED点阵列”后执行了预置数据，仿真结果如下图所示：
这个模拟装置的LED的位置和电路图是一一对应的，我们要看相应的预设数据
预调数据的顺序定义和时间顺序完全相同，比如前面介绍的第四个数据“806”就是“开启LED驱动输出(LEDON)”指令。
前4个指令是对HD1632C进行初始化。开始时，我们将COM引脚配置为16个PMOS输出结构，它是从前面的硬件电路开始，图中最下面的提示是“CommonarePMOSopendrainoutputstructures”。因为电路中的HT1632C使用了16个COM，所以应设置为16PMOS结构，设置为NMOS结构不能点亮LED点亮，如果设置为8PMOS结构，则下半部的LED就不能点亮(PMOS与NMOS输出结构的具体区别，请参阅数据手册，本文不再赘述)。
第二，我们将HT1632C配置为主控模式，因为主控模式主要用在多芯片级联应用中，硬件电路只使用一片HT1632C。
再一次，我们将系统振荡器打开，使用LED(默认为关机)来驱动时序生成电路，因为动态扫描的时序都是基于振荡器产生的时钟，芯片没有时钟就等于人的心脏没有跳动，自然也无法驱动点阵模块来显示任何信息。
最终，打开LED驱动输出功能，使芯片输出可以发出扫描LED点阵驱动时序(默认为关闭)。事实上，我们也应该配置“使用片内的RC振荡时钟源(RC)”，但由于缺省了上电后这个项目，所以这个配置并非必须的。
在您完成了前面四个预置数据之后，DRAM中的数据就可以被显示了，然后您就可以进行全部的数据处理。要用16X16点阵字体显示汉字“电”，我们首先要做取模操作
由于每一个DRAM地址的4位数据对应着4个COM(行)，因此我们必须纵向取模，并且每一次只有4位数据被写入，从左到右，由上到下(见DRAM映射表中的蓝色箭头方向)。由于DRAM地址0x0~0x3对应的字模数据都是0，因此我们首先要写4个0x0(虽然VisualCom软件平台已经将HT1632C的所有RAM数据初始化为0x0，但是在实际使用时还必须重新写，这样才能避免在芯片充电之后DRAM中的随机数据)，然后再将0x8写到DRAM地址0x4。在此再一次提醒大家：字模提取的次序是下高位，这对应于前面提到的DRAM映射表，但写入的串行数据中的4位DRAM数据是反向的(在低位之前)，因此实际的预置数据的下4位应该是0x1(你可以观察到“内存窗口”中的DRAM数据，与提取的字模数据完全对应)。读者可以自己分析剩余的预置数据，这里就不多说了。
有人也许会这样喊：这个VisualCom软件平台叫什么都不能瞎编！以上命令表中我看不到任何寄存器！实际上，和HD44780一样，我们向HT1632C发送命令等于是在设置一些寄存器，只是数据手册没有给它们命名成HD44780那样，VisualCom软件平台为便于我们观察芯片的状态，做了一些额外的工作，把这些寄存器提取出来而已！
例如，我们将“SYSOFF”指令与“SYSON”指令进行比较，会发现其中只有一个指令是有区别的，VisualCom软件平台显示的寄存器“SYS”就是该数据的状态(M/S表示Master/Slave,COM表示COMMONOPTIONS,DUTY表示PWMDUTY)。
大功率LED驱动芯片的内容就讲到这里了，关于LED驱动芯片价格有兴趣的朋友可以线下联系我们。
在HT1632C内还有一个显存(DRAM或DRAM)，在本文“LCD显示模块LCD1602的指令篇(1)”中我们已经说了：你向显存写入的内容，屏幕上就会相应地显示出来。这个句子同样适用于HT1632C(以及绝大多数的显示器驱动芯片)，因此我们首先需要明确：LED显示状态和显存数据之间的对应(映射)关系。DRAM映射表被标记。
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举例来说，现在需要使用VD22(对应地址0x4)，那么发送给HT1632C的数据应该是0x2844(0b101_0000100_0100)，而不是0x2842(0b101_0000100_0010)。
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由于每一个DRAM地址的4位数据对应着4个COM(行)，因此我们必须纵向取模，并且每一次只有4位数据被写入，从左到右，由上到下(见DRAM映射表中的蓝色箭头方向)。由于DRAM地址0x0~0x3对应的字模数据都是0，因此我们首先要写4个0x0(虽然VisualCom软件平台已经将HT1632C的所有RAM数据初始化为0x0，但是在实际使用时还必须重新写，这样才能避免在芯片充电之后DRAM中的随机数据)，然后再将0x8写到DRAM地址0x4。在此再一次提醒大家：字模提取的次序是下高位，这对应于前面提到的DRAM映射表，但写入的串行数据中的4位DRAM数据是反向的(在低位之前)，因此实际的预置数据的下4位应该是0x1(你可以观察到“内存窗口”中的DRAM数据，与提取的字模数据完全对应)。读者可以自己分析剩余的预置数据，这里就不多说了。
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例如，我们将“SYSOFF”指令与“SYSON”指令进行比较，会发现其中只有一个指令是有区别的，VisualCom软件平台显示的寄存器“SYS”就是该数据的状态(M/S表示Master/Slave,COM表示COMMONOPTIONS,DUTY表示PWMDUTY)。
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