使用MAX6958/MAX6959LED驅動(dòng)器實(shí)現單個(gè)LED

摘要：該應用筆記詳細說(shuō)明了如何使用MAX6958和MAX6959 LED顯示驅動(dòng)器實(shí)現象素級(單個(gè)LED)亮度控制。該技術(shù)增強了這些驅動(dòng)器內置的64級整體(一次調整所有LED)亮度控制功能。

介紹

MAX6958和MAX6959 LED顯示驅動(dòng)器采用6位PWM (64級)亮度控制技術(shù)，同時(shí)調節所有點(diǎn)亮LED的平均電流。該應用筆記討論了如何擴展MAX6958和MAX6959的功能，從而實(shí)現單獨的象素級(LED)控制。

平均LED電流方式下的多路復用LED驅動(dòng)器連接方法

MAX6958和MAX6959是4位、9段LED驅動(dòng)器，使用了一種較少引腳數量的多路復用技術(shù)(Charlieplexing－技術(shù)細節請參考Charlieplexing - Reduced Pin-Count LED Display Multiplexing)，驅動(dòng)36段僅使用10個(gè)驅動(dòng)引腳(表1)。如表1所示，MAX6958/MAX6959引腳和LED位的連接方法不同于標準連接方法。根據多路復用周期的不同時(shí)隙，引腳4至7充當共陰級驅動(dòng)器或者陽(yáng)極驅動(dòng)器。

表1. MAX6958/MAX6959標準驅動(dòng)器連接方法

	DIG0/SEG0	DIG1/SEG1	DIG2/SEG2	DIG3/SEG3	SEG 4	SEG 5	SEG 6	SEG 7	SEG 8	SEG 9/IRQ
LED Digit 0	CC0	SEG 0	SEG g	SEG f	SEG e	SEG d	SEG c	SEG b	SEG a	SEG 4
LED Digit 1	SEG 1	CC1	SEG g	SEG f	SEG e	SEG d	SEG c	SEG b	SEG a	SEG 5
LED Digit 2	SEG g	SEG f	CC2	SEG 2	SEG e	SEG d	SEG c	SEG b	SEG a	SEG 6
LED Digit 3	SEG g	SEG f	SEG 3	CC3	SEG e	SEG d	SEG c	SEG b	SEG a	SEG 7

MAX6958/MAX6959采用四路復用驅動(dòng)方案，輪流驅動(dòng)四組LED的陰極，每組包括九個(gè)LED。四組LED分別稱(chēng)為第0位、第1位、第2位和第3位。LED第0位至第3位的四個(gè)陰極連接點(diǎn)對應表1的CC0至CC3，LED陽(yáng)極連接點(diǎn)以SEG為前綴。正常多路復用工作方式下，CC0至CC3陰極輸出依次輪流變低，每位順序使能四分之一周期。

6位(64級) PWM整體亮度控制功能調節LED的平均電流(從而調節亮度)。這是通過(guò)在它們的復用時(shí)隙內調節CC0至CC3陰極輸出打開(kāi)的實(shí)際時(shí)間實(shí)現的。加載到CC0至CC3陰極輸出的PWM值相同，未對每一個(gè)陽(yáng)極驅動(dòng)器的恒流源進(jìn)行單獨調節。因此，所有LED的亮度都是統一調節的。

實(shí)現單獨LED亮度控制

在許多應用中，突出顯示特定LED是非常有用的。閃爍即是實(shí)現突出顯示的一種方法，光標經(jīng)常采用閃爍的方法來(lái)突出顯示它們的位置。突出顯示的另一種好辦法是使這些LED段比其它LED更亮。若使用以上所述的MAX6958/MAX6959標準復用結構，后一種辦法是行不通的。

實(shí)現LED段單獨亮度控制的一種簡(jiǎn)單方法是允許LED驅動(dòng)時(shí)間超過(guò)一個(gè)復用周期，即雙驅動(dòng)。圖1說(shuō)明了這一點(diǎn)，即由通常的LED第0位和第1位兩個(gè)位控信號來(lái)驅動(dòng)單個(gè)、7段加小數點(diǎn)數碼管位。注意圖1是不完整的。LED第2位和LED第3位沒(méi)有畫(huà)出來(lái)；它們可以是另一個(gè)單獨位，或者是標準方式下的兩個(gè)位。


圖1. 驅動(dòng)一位數碼管并具有2級獨立亮度控制功能的MAX6958/MAX6959連接方式

圖1所示的雙驅動(dòng)位驅動(dòng)時(shí)間為兩個(gè)復用周期，而不是通常的一個(gè)周期。此時(shí)，二極管D1和D2控制兩個(gè)陰極驅動(dòng)器，無(wú)論CC0還是CC1變低作為陰極驅動(dòng)器，都是對相同的LED進(jìn)行操作。因為單個(gè)雙驅動(dòng)位取代了兩個(gè)標準驅動(dòng)位，它由兩個(gè)位寄存器控制(第0位和第1位，分別對應0x20和0x21)，而不是僅由一個(gè)位寄存器控制。每個(gè)LED由兩個(gè)比特(每個(gè)位寄存器一個(gè)比特)而不是一個(gè)比特表示。如果兩個(gè)比特都清零，那么該LED關(guān)閉。如果僅一個(gè)比特置位而另一個(gè)比特清零，則LED以標準亮度打開(kāi)。如果兩個(gè)比特都置位，則LED以?xún)杀稑藴柿炼却蜷_(kāi)。因此每個(gè)LED都有兩個(gè)亮度設定值而不是一個(gè)。以標準方式連接的LED，如SEG0和SEG1，只能設定為標準亮度。由于二極管D1和D2在四分之一的時(shí)間內為8個(gè)LED的每一個(gè)流過(guò)20mA電流，所以二極管的額定峰值電流必須達到160mA，平均電流達到40mA。

圖1的連接方式有得有失。這里MAX6958/MAX6959驅動(dòng)的位數減少了，因為具有兩種亮度設定值的每個(gè)LED都需要兩個(gè)“標準”LED的驅動(dòng)能力。要使每個(gè)象素具有兩種亮度設定值，MAX6958/MAX6959只能驅動(dòng)兩個(gè)7段數碼管位，而不是只具有標準開(kāi)/關(guān)控制功能的四位。但對于只有幾個(gè)LED需要亮度控制的場(chǎng)合，該技術(shù)仍然非常有效和經(jīng)濟。圖2所示為單個(gè)LED采用雙驅動(dòng)方案，只需犧牲一個(gè)LED的驅動(dòng)能力。二極管對D3只需為一個(gè)LED流過(guò)20mA電流，峰值為20mA。所以可以使用低成本的信號二極管對。


圖2. 只有一個(gè)LED具有2級獨立亮度控制功能的MAX6958/MAX6959連接方式

實(shí)現獨立LED亮度控制的另一種連接方式

也可以由一個(gè)二極管替代背靠背LED SEG0和SEG1以實(shí)現2級亮度控制。如圖3所示，二極管橋對背靠背驅動(dòng)電流進(jìn)行整流。由于此時(shí)兩個(gè)二極管串連在LED電流通路中，需選用小信號肖特基二極管以減小電壓降。


圖3. 只有一個(gè)LED具有2級獨立亮度控制功能的另一種MAX6958/MAX6959連接方式