基于TLC5941的全彩色LED大屏幕驅(qū)動設計

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，設計復雜度降低，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。

    SCLK（串行時鐘），在每個SCLK的上升沿，當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×12）的亮度串行移位寄存器，當Mode=1輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)移入和移出內(nèi)部96（16通道×6）位的點校正串行移位寄存器。

    SOUT:串行數(shù)據(jù)輸出。

    SIN:串行數(shù)據(jù)輸入。

    XLAT：數(shù)據(jù)鎖存，在XLAT的上升沿，如果Mode=0，亮度串行移位寄存器鎖存到亮度控制寄存器，隨機控制亮度PWM輸出，如果Mode=1，點校正串行移位寄存器鎖存到點校正控制寄存器，控制電流的輸出。

    為了保障彩色大屏幕的可靠運行，TLC5941提供了每一路LED開路和過溫檢測的能力，管腳XERR是集電極開路輸出，用于出錯時報警，16個通道中無論哪個通道有錯誤發(fā)生，XERR就會被拉到低電平，通過查詢芯片的內(nèi)部狀態(tài)信息，就可以知道哪一路出現(xiàn)故障，系統(tǒng)中所有TLC5941的XERR管腳可以接到一起，通過上拉電阻接到高電平，通過監(jiān)控這個信號，系統(tǒng)可以在運行過程中進行自我診斷。

    另外TLC5941還提供了GCLK管腳，輸入一個時鐘信號可以同步PWM的產(chǎn)生。