利用微型端口擴展器控制LED

Ｍａｘｉｍ推出的新型Ｉ／Ｏ端口擴展器是為那些需要額外增加Ｉ／Ｏ口的應用而設計的，這些通用器件能夠為電路設計人員提供具有過壓保護的邏輯輸入端口或漏極開路邏輯輸出端口，其過壓額定值為５.５Ｖ或７Ｖ。

這些端口的輸出可以用作ＬＥＤ驅動器，并可提供閃爍和ＰＷＭ亮度控制功能。該系列產品將１８個擴展端口集成在４ｍｍ２的薄型ＱＦＮ封裝內，而１０端口擴展器則采用尺寸更小的３ｍｍ２薄型ＱＦＮ封裝。由于蜂窩電話、ＰＤＡ、膝上型電腦需要將監(jiān)視和控制功能集中在一個很小的區(qū)域內，設計人員沒有足夠的空間從主ＡＳＩＣ引出一簇Ｉ／Ｏ口線，因而只有引出兩條線作為Ｉ２Ｃ總線，這就需要小尺寸、功耗極低的端口擴展芯片，而且要求這種芯片非常便宜，并具有極高的可靠性，同時還要易于使用。此外，還要占用極少的處理器資源。

１　設計需求

Ｍａｘｉｍ的設計工程師經過潛心研究，開發(fā)出了一系列的模塊。由于每種器件都已針對具體的應用環(huán)境進行了優(yōu)化，因此，這些器件在－４０～＋１２５℃的汽車級溫度范圍內可保持在１．２μＡ（典型值）和３．６μＡ（最大值）以內的靜態(tài)電流。這些產品可工作在２Ｖ～＋３．６Ｖ電源電壓下，同時支持熱插拔。所有器件引腳（電源引腳除外）在關斷模式下保持高阻狀態(tài)，能夠承受至少６Ｖ的電壓，無論芯片是否加電，Ｉ／Ｏ端口和串口都可以處在帶電模式，因而非常適合熱插拔應用。

圖1

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ＭＡＸ６９６４－５、ＭＡＸ７３１３－６系列產品包括ＬＥＤ亮度控制和閃爍控制，可驅動８至１８個ＬＥＤ，芯片集成了２４０級脈寬調制（ＰＷＭ）亮度控制電路，適用于ＲＧＢ ＬＥＤ的驅動或白色ＬＥＤ的調光。每個端口都具有Ｉ／Ｏ能力，并具有可選的中斷輸出（ＩＮＴ），當檢測到有跳變發(fā)生時，器件會發(fā)出中斷信號。所有端口輸出都可以吸收５０ｍＡ電流，足以驅動絕大多數ＬＥＤ。對于更大電流的ＬＥＤ（如用于相機閃光燈的白色ＬＥＤ），可以通過并聯(lián)端口驅動。任何端口均可設置為靜態(tài)邏輯電平（如邏輯輸出）或脈沖寬度調制（ＰＷＭ）輸出，從而方便地調節(jié)ＬＥＤ負載的平均電流（亮度）。

內部３２ｋＨｚ振蕩器產生ＰＷＭ時序，這樣，ＰＷＭ亮度控制可以按照各輸出端口逐個使能，以提供任意組合的ＰＷＭ ＬＥＤ驅動，而無故障邏輯輸出。當沒有Ｉ／Ｏ端口為ＬＥＤ提供ＰＷＭ信號時，內部振蕩器將自動關閉，這樣可使工作電流降至最小。

ＰＷＭ時序圖如圖１所示。ＰＷＭ亮度控制采用４比特主控制位和４比特端口獨立控制位，主控制位可提供１６級全局亮度控制，并可作用在所有ＰＷＭ使能的輸出端口。主控制位通常將最大脈沖寬度設置為ＰＷＭ周期的１／１５至１５／１５，以限制所有ＰＷＭ輸出對應的最大亮度。獨立設置位由每路輸出的另外４比特碼組成，調節(jié)范圍為主控窗口的１／１６～１５／１６。如果應用時，各輸出端口需要相同的ＰＷＭ設置，那么，可利用一個全局ＰＷＭ來控制，這樣，只需對一個寄存器進行寫操作即可調節(jié)ＬＥＤ的亮度，調節(jié)級數為２４０，這樣，可簡化控制軟件的設計。

３　ＬＥＤ閃爍控制

輸出端口可以由芯片內的Ｐ０寄存器和Ｐ１寄存器交替控制，在兩組輸出端口寄存器中設置不同的顯示模型，并通過軟件或硬件控制輸出端口可在兩種不同顯示模型間進行轉換以實現閃爍功能。

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