Microsoft Word - TM1914_V1.1.doc

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慕嵌机郎
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1 特性描述是单线三通道 LED 恒流驱动专用电路, 可通过双通道数字接口 ( F) 互相切换输入, 与 DO 口级联, 外部控制器只需单线即可对芯片进行控制芯片内部集成有 MCU 单线双通道数字接口数据锁存器 LED 恒流驱动 PWM 辉度控制等电路引脚内部集成 5V 稳压管, 外围器件少适用于护栏管点光源等 LED 装饰类产品本产品性能优良, 质量可靠功能特点采用功率 CMOS 工艺 OUT 输出端口耐压 24V 内置 5V 稳压管, 串接电阻后电压支持 6~24V 固定恒流输出 18mA PWM 辉度控制电路,256 级辉度可调精确的电流输出值 ( 通道与通道 ) 最大误差 :±3% ( 芯片与芯片 ) 最大误差 :±5% 单线双通道串行级联接口 : 芯片数据接口可通过命令配置或 F 脚输入, 正常模式下输入接口相互切换, 工作模式下由脚输入数据,F 工作模式下由 F 脚输入数据,D01 和 D02 脚转发级联的数据, 信号不因某颗芯片异常而影响其他芯片正常工作振荡方式 : 内置 RC 振荡并根据数据线上信号进行时钟同步, 在接收完本单元的数据后能自动将后续数据再生并通过数据输出端发送至下级, 信号不随级联变远而出现失真或衰减内置上电复位电路, 上电复位后所有寄存器初始化为零数据传输速率 800KHz 封装形式 :MSOP10 SSOP10 内部结构框图 F SET 串行解码整形转发 DO2 PWM 控制恒流输出 OUTR OUTG OSC OUTB 图 1 1

2 管脚排列 OUTR OUTG OUTB DO Top View SET F 图 2 管脚功能引脚名称引脚序号 I/O 功能说明 7 I 数据输入 F 8 I 备用数据输入 6 O 数据输出 1 DO2 5 O 数据输出 2 SET 9 I 测试脚, 正常应用必需接 OUTR 1 O N 管开漏, 恒流输出 OUTG 2 O N 管开漏, 恒流输出 OUTB 3 O N 管开漏, 恒流输出电源正极 4 -- 电源地输入输出等效电路 OUT /F /DO2 图 3 集成电路系静电敏感器件, 在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电, 静电放电可能会损坏集成电路, 天微电子建议采取一切适当的集成电路预防处理措施, 不正当的操作和焊接, 可能会造成 ESD 损坏或者性能下降, 芯片无法正常工作 2

3 极限参数参数名称参数符号极限值单位逻辑电源电压 -0.4~+7.0 V F 端口电压 Vin -0.4~+0.7 V OUT 端口电压 Vout -0.4~+32.0 V 工作温度范围 Topr -40~+85 储存温度范围 Tstg -50~+150 人体模式 (HBM) 3000 V 静电 ESD 机器模式 (MM) 300 V (1) 以上表中这些等级, 芯片在长时间使用条件下, 可能造成器件永久性伤害, 降低器件的可靠性我们不建议在其它任何条件下, 芯片超过这些极限参数工作 ; (2) 所有电压值均相对于系统地测试推荐工作条件在 -40~+85 下测试, 除非另有说明参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值单位电源电压 V F 端口电压 Vin =5V, F 串接 1KΩ 电阻 +0.4 V DO2 端口电压 Vdo =5V, DO2 串接 1KΩ 电阻 +0.4 V SET 端口电压 Vset =5V +0.4 V OUT 端口电压 Vout OUT=OFF 24.0 V 电气特性在 =3.0~5.5V 及工作温度 -40~+85 下测试, 除非另有说明单位参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值高电平输出电压 Voh Ioh=3mA -0.5 V 低电平输出电压 Vol Iol=10mA 0.4 V 高电平输入电压 Vih =5.0V 3.5 V 低电平输入电压 Vil =5.0V V 高电平输出电流 Ioh =5.0V,Vdo=4.9V 1 ma 低电平输出电流 Iol =5.0V,Vdo=0.4V 10 ma 输入电流 Iin F 接 1 μa 静态电流 IDD =4.0V,=0V, 其他端口悬空 ma OUT 输出恒定电流 Iout OUTR,OUTG,OUTB=ON, Vout=3.0V ma OUT 输出漏电流 Iolkg OUTR,OUTG,OUTB=OFF, Vout=24.0V 0.5 μa 通道间恒流误差 ΔIolc0 OUTR,OUTG,OUTB=ON, Vout=3.0V ±3 % 芯片间恒流误差 ΔIolc1 OUTR,OUTG,OUTB=ON, Vout=3.0V ±5 % 消耗功率 Pd Ta= mw 3

4 开关特性在 =3.0~5.5V 及工作温度 -40~+85 下测试, 典型值 =5.0V,TA=+25, 除非另有说明单位参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值数据速率 Fin 800 KHz OUT PWM 输出频率 Fout OUTR,OUTG,OUTB 666 Hz 传输延迟时间 Tplz DO2 F DO2 155 ns 输入电容 Ci 15 pf 时序特性参数名称符号测试条件最小值典型值最大值单位输入 0 码, 低电平时间 T0l ns 输入 1 码, 低电平时间 T1l ns 输出 0 码, 低电平时间 T0l =5.0V 350 ns 输出 1 码, 低电平时间 T1l =0V 700 ns 0 码或 1 码周期 T0/T μs Reset 码, 高电平时间 Treset 200 μs (1)0 码或 1 码周期在 1.25μs( 频率 800KHz) 至 2.5μs( 频率 400KHz) 范围内, 芯片均可正常工作, 但是 0 码和 1 码低电平时间必须符合上表中相应数值范围 ; (2) 不需复位时, 字节之间的高电平时间不要超过 50μs, 否则芯片可能复位, 复位后又重新接收数据, 无法实现数据正确传送 T0 T1 Treset T0l T1l /F Vth Vtl Tplz /DO2 T0l' T1l' Treset 图 4 4

5 功能说明 1 模式设置本芯片为单线双通道通讯, 采用归一码的方式发送信号芯片接收显示数据前需要配置正确的工作模式, 选择接收显示数据的方式模式设置命令共 48bit, 其中前 24bit 为命令码, 后 24bit 为检验反码, 芯片复位开始接收数据, 模式设置命令共有如下 3 种 : (1)0xFFFFFF_ 命令 : 芯片配置为正常工作模式在此模式下, 首次默认接收显示数据, 芯片检测到该端口有信号输入则一直保持该端口接收, 如果超过 300ms 未接收到数据, 则切换到 F 接收显示数据, 芯片检测到该端口有信号输入则一直保持该端口接收, 如果超过 300ms 未接收到数据, 则再次切换到接收显示数据和 F 依此循环切换, 接收显示数据 (2)0xFFFFFA_ 命令 : 芯片配置为工作模式在此模式下, 芯片只接收端输入的显示数据,F 端数据无效 (3)0xFFFFF5_00000A 命令 : 芯片配置为 F 工作模式在此模式下, 芯片只接收 F 端输入的显示数据, 端数据无效 2 显示数据芯片上电复位并接收模式设置命令后, 开始接收显示数据, 接收完 24bit 后, 和 DO2 端口开始转发或 F 端继续发来的数据, 为下颗级联芯片提供显示数据在转发数据之前, 和 DO2 端口一直为高电平如果或 F 端输入 Reset 复位信号, 芯片 OUT 端口将根据接收到的 24bit 显示数据输出相应占空比的 PWM 波形, 且芯片重新等待接收新的数据, 在接收完开始的 24bit 数据后, 通过 DO 端口转发数据, 芯片在没有接收到 Reset 信号前,OUTR OUTG OUTB 原输出保持不变芯片采用自动整形转发技术, 信号不会失真衰减对于所有级联在一起的芯片, 数据传输的周期是一致的 3 一帧完整数据结构 C1 C2 为模式设置命令, 各包含 24bit 数据位, 每个芯片都会接收并转发 C1 C2, 其中 0xFFFFFF_ 为正常工作模式命令,0xFFFFFA_ 为工作模式命令,0xFFFFF5_00000A 为 F 工作模式命令 D1 D2 D3 D4 Dn 数据格式相同,D1 表示级联第 1 颗芯片的显示数据包,Dn 表示级联第 n 颗芯片的显示数据包, 每个显示数据包包含 24bit 数据位 Reset 表示复位信号, 高电平有效 4 Dn 的数据格式每个显示数据包包含 8 3bit 数据位, 高位先发 R[7:0]: 用于设置 OUTR 输出的 PWM 占空比全 0 码为关断, 全 1 码为占空比最大,256 级可调 G[7:0]: 用于设置 OUTG 输出的 PWM 占空比全 0 码为关断, 全 1 码为占空比最大,256 级可调 B[7:0]: 用于设置 OUTB 输出的 PWM 占空比全 0 码为关断, 全 1 码为占空比最大,256 级可调 5

6 5 数据接收和转发其中 S1 为控制器 Di 端口发送的数据,S2 S3 S4 为级联转发的数据控制器 Di 和 Fi2 端口数据结构 :C1C2D1D2D3D4 Dn; 控制器 Fi 端口数据结构 :C1C2DxD1D2D3 Dn; 其中,Dx 为任意 24bit 数据位图 5 图 6 芯片级联和数据传输并转发过程如下 : 控制器发送数据 S1, 芯片 1 接收 C1 和 C2 进行校验, 如果命令正确, 则转发 C1 和 C2, 同时吸收 D1, 如果此时没有 Reset 复位信号, 芯片 1 将一直转发控制器继续发来的数据 ; 芯片 2 也接收 C1 和 C2 进行校验, 如果命令正确, 则转发 C1 和 C2, 同时吸收 D2, 如果此时没有 Reset 复位信号, 芯片 2 将一直转发芯片 1 继续发来的数据依此类推, 直到控制器发送 Reset 复位信号, 所有芯片将会复位并把各自接收到的 24bit 显示数据解码后控制 OUT 端口输出, 完成一个数据刷新周期, 芯片又回到接收准备状态 Reset 高电平有效, 保持高电平时间大于 200μs, 芯片复位 6

7 应用信息 1 典型应用电路 RR RG RB RR RG RB RR RG RB RR RG RB VCC VCC Di 控制器 Fi Fi2 OUTR OUTG OUTB F IC1 DO2 SET OUTR OUTG OUTB F IC2 DO2 SET OUTR OUTG OUTB F IC3 DO2 SET OUTR OUTG OUTB F ICn DO2 SET NEXT NEXT 104 R1 104 R2 104 R Rn 图 7 为防止产品在测试时带电插拔产生的瞬间高压导致芯片信号输入输出引脚损坏, 应该在信号输入及输出脚串接 100Ω 保护电阻此外, 图中各芯片的 104 退耦电容不可缺少, 且走线到芯片的和脚应尽量短, 以达到最佳的退耦效果, 稳定芯片工作 2 电源配置可以配置为 6~24V 电压供电, 但根据输入电压不同, 应配置不同的电源电阻, 电阻计算方法 : 端口电流按 10mA 计算, 串接电阻 R=(-5.5V) 10mA( 为电源电压 ) 配置电阻典型值列表如下 : 电源电压 () 建议电源接口与间串接电阻值 5V 无需接电阻, 内部稳压管不起作用 6V 50Ω 9V 350Ω 12V 650Ω 24V 1.8KΩ 3 不同工作模式的作用产品在正常使用过程中, 应将芯片设置为正常工作模式, 通过 F 切换数据输入和 DO2 双通道数据输出, 可有效防止某颗芯片的数据输入或输出端口甚至整颗芯片损坏后造成的数据无法正常传输产品在老化及安装过程中, 可将芯片分别设置为工作模式和 F 工作模式, 通过此方法对芯片和线路连接性进行测试, 及时发现芯片损坏或线路连接不良等隐患 4 如何计算数据刷新速率数据刷新时间是根据一个系统中级联了多少像素点来计算的, 一组 RGB 通常为一个像素 ( 或一段 ), 一颗芯片可以控制一组 RGB 按照正常模式计算 : 1bit 数据周期为 1.25μs( 频率 800KHz), 一个像素数据包括 R(8bit) G(8bit) B(8bit) 共 24bit, 传输时间为 1.25μs 24=30μs 如果一个系统中共有 1000 个像素点, 一次刷新全部显示的时间为 30μs 1000=30ms( 忽略 C1 C2 和 Reset 信号时间 ), 即一秒钟刷新率为 :1 30ms 33Hz 7

8 以下是级联点数对应最高数据刷新率表格 : 正常模式像素点数最快一次数据刷新时间 (ms) 最高数据刷新率 (Hz) 1~ ~ ~ 如何使工作在最佳恒流状态的 SET 脚接为恒流驱动, 根据恒流曲线可知, 当 OUT 端口电压达到 0.8V 就会进入恒流状态但并非电压越高越好, 电压越高, 芯片的功耗就越大, 发热也越严重, 降低整个系统的可靠性建议 OUT 端口开通时电压在 1.2~3V 之间较为合适, 可以通过串接电阻的方式来降低 OUT 端口过高的电压以下是选用电阻阻值的计算方式 : 系统驱动电压 : 单个 LED 导通压降 :Vled 串联 LED 个数 :n 恒流值 :Iout 恒流电压 :1.5V 电阻 :R R=(-1.5V -Vled n) Iout 例 : 系统供电 :24V, 单个 LED 导通压降 :2V, 串联 LED 个数 :6, 恒流值 :18mA, 根据上述公式计算可得 :R=(24V-1.5V-6V 2) 18 ma 583Ω, 只需在 OUT 端口串联 583Ω 左右的电阻即可 6 如何使用扩流每个 OUT 端口恒定输出 18mA 电流, 如果用户需要扩大驱动电流, 可将 RGB 三个 OUT 端口短接后使用, 每短接一个 OUT 端口, 最大恒流值将增加 18mA, 将三个 OUT 端口全部短接后最大恒流值可达 54mA 此方法需软件同时配合控制, 分别写三组寄存器值, 即可实现精确的电流控制和较大的驱动电流级联上级 SET OUTR OUTG OUTB LED 级联下级级联上上级 F DO2 级联下下级图 8 8

9 恒流曲线将应用到 LED 产品设计上时, 通道间甚至芯片间的电流差异极小, 当负载端电压发生变化时, 其输出电流的稳定性不受影响, 恒流曲线如下图所示 : 电流 :ma OUT 驱动 U-I 曲线 OUT 端口电压 :V 图 9 OUTR OUTG OUTB 9

10 封装示意图 (MSOP10 SSOP10) A2 A b D e A1 L1 L θ C E E1 Symbol Dimensions In Millimeters MSOP10 Dimensions In Inches Dimensions In Millimeters SSOP10 Dimensions In Inches Min Max Min Max Min Max Min Max A A A b c D E e 0.5(BSC) 0.020(BSC) 1.0(BSC) 0.039(BSC) E L L 0.95(BSC) 0.037(BSC) 1.05(BSC) 0.041(BSC) θ All specs and applications shown above subject to change without prior notice. ( 以上电路及规格仅供参考, 如本公司进行修正, 恕不另行通知 ) 10

MPW 项目简介

MPW 项目简介特性描述 TM1814 是具有内控同步功能的四通道 LED 恒流可调的驱动 IC, 可由 MCU 输入一组恒流设置与 PWM 设置的数据到 TM1814 实现各式各样的显示, 当信号输入断开后实现同步固定七彩花样变化, 可防止芯片损坏导致的后续级联芯片不工作芯片内部集成有 MCU 固化程序和单线数字接口数据锁存器 LED 恒流驱动等电路 VDD 引脚内部集成 5V 稳压管, 外围器件少适用于护栏管