TLC5941恒流源驅動

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1、TLC5941恒流驅動1.TLC59411.1芯片特性TLC5941共有28個引腳，是一個16通道的LED恒流驅動器，能夠同時驅動16個LED，每通道最大驅動能力80mA，每個通道通過12位亮度寄存器的值以PWM方式進行4096級亮度控制。另外，每個通道LED的驅動電路由內部6位的點校正寄存器的值進行64級電源控制，而且驅動電流的最大值可通過片外電阻設定。???TLC5941的所有內部數(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，最大串行時鐘速率為30MHz。1.2管腳功

2、能圖1-TLC5941引腳圖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。SCLK（串行時鐘）：串行數(shù)據(jù)移入內部寄存器的時鐘上，高電平采樣。SOUT:串行數(shù)據(jù)輸出，可以輸出一內部的一些信息數(shù)據(jù)。SIN:串行數(shù)據(jù)輸入，由SCLK控制時鐘速率。XLAT：數(shù)據(jù)鎖存，在XLAT的上升沿，如果Mode=0，串行移位寄存器的數(shù)據(jù)鎖存到亮度控制寄存器，控制亮度PWM輸出，如果Mode=1，串行移位寄存器的數(shù)據(jù)鎖存到點校正控制寄存器，控制電流大小的輸出。GSCLK：PWM控制

3、的參考時鐘。BLANK：當BLANK=1時，關閉所以的輸出管腳，即不輸出電流，GS計數(shù)器復位；當BLAN=0時，輸出電流由PWM控制。XERR：錯誤輸出，漏極開路，當有輸出管腳有開路或者有LED有過熱時，XERR拉低。IREF：連接參考電阻，可以由此電阻控制最大輸出電流。TEST：測試管腳，接VCC。OUT0~OUT15：恒流輸出引腳。GAN：地腳。VCC：電源，3V~5.5V。2.工作原理每到一個SCLK的上升沿，則從SIN管腳瑣存一個數(shù)據(jù)到輸入串行移位寄存器，當所有數(shù)據(jù)都輸入完了，XLAT的高電

4、平把所有輸進來的數(shù)據(jù)導入到內部寄存器中。串行輸入的數(shù)據(jù)是96位還是192位是由MODE來控制的，當MODE=1時，則是進入DC模式，即需要輸入6*16=96個bits，當MODE=0時，則是進入GS模式，即需要輸入12*16=192個bits。圖2-串行數(shù)據(jù)輸入時序圖灰度級PWM循環(huán)開始于BLANK的下降沿。當計數(shù)器計到4097時，則產(chǎn)生一個中斷信號，使BLANK信號產(chǎn)生一個脈沖信號。其中DC的值控制恒流源恒流的值，即圖2中16個LEDout通道的高電平的值（電流大?。?，DC為6位的，所以I(out

5、)={I(max)*DCn}/63,DCn為0~63,n=0to15；而GS控制輸出恒流時間的占空比，即在4096個時鐘中，輸出恒流的時間占GS數(shù)據(jù)個時鐘，就可把亮度分為4096個灰度級。用公式Brightnessin%=（GSn/4095）*100,其中GSn為0~4095，n表示16個通道，取值為0~15。SCLK和GSCLK的最大頻率為30MHz，SCLK上升沿采樣。在GS模式下，當XLAT為高電平，則數(shù)據(jù)從輸入移位寄存器瑣存到GS寄存器中，在DC模式下，當XLAT為高電平，則數(shù)據(jù)從輸入移位寄

6、存器瑣存到DC寄存器中。當XLAT為低電平，則在GS或者DC寄存器中的數(shù)據(jù)保持不變。3.硬件實現(xiàn)由FPGA來控制TLC5941。其中的各種控制信號由FPGA內部邏輯產(chǎn)生。其中輸入的sys_clk是50M的時鐘信號，輸出的GSCLK是5M，BLANK信號如上圖所示，即每4096個GSCLK產(chǎn)生一個BLANK脈沖。圖3-RTL級視圖圖3中data_gen模塊產(chǎn)生串行數(shù)據(jù)，led_top模塊把由data_gen產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)按照一定的時序要求發(fā)送給恒流芯片，來驅動LED燈。在芯片正常工作的情況下做一些測試

7、。4.芯片測試驗證性實驗一：測試串行輸入DC的值是否能相應改變各通道輸出電流的值。圖4-原理圖圖中R1=1.3K，R18=R19=22Ω，由公式(1)其中V(EREF)=1.24V，R（IREF）就是原理圖中的R1，可以由此算出Imax≈30.04mA，(2)輸出電流I(out)由Imax和DCn的值決定。如當DC=6'b111111時，即DCn=63時，Iout=Imax=30mA,當DC=6’b011111時，DC=31，Iout=15mA左右。這是理論值，下面就實際測試一下。測得的R18兩端的

8、電壓波形如下圖所示：圖5-DC=6’b111111時的電壓波形通道4是電流流過22Ω前的電壓，通道3是流過后的電壓，它們的差值為第三個波形的數(shù)值，可以估計電壓在0.7V左右。由此算出Iout1=0.7V/22Ω≈31.8mA與30.04mA基本吻合。圖6-DC=6’b011111時的電壓波形即DC=31,以同樣的方法算出電阻兩端的電壓應該為DC=63時的一半左右，正如圖中電壓波形所示，此時電壓正是DC=63時的一半。結論：DC的值能決定輸出各通道恒流電流值的大小。實驗