使用MAX6958/MAX6959LED驱动器实现单个LED
摘要：该应用笔记详细说明了如何使用max6958和max6959 led显示驱动器实现象素级(单个led)亮度控制。该技术增强了这些驱动器内置的64级整体(一次调整所有led)亮度控制功能。
介绍max6958和max6959 led显示驱动器采用6位pwm (64级)亮度控制技术，同时调节所有点亮led的平均电流。该应用笔记讨论了如何扩展max6958和max6959的功能，从而实现单独的象素级(led)控制。 平均led电流方式下的多路复用led驱动器连接方法max6958和max6959是4位、9段led驱动器，使用了一种较少引脚数量的多路复用技术(charlieplexing－技术细节请参考charlieplexing - reduced pin-count led display multiplexing)，驱动36段仅使用10个驱动引脚(表1)。如表1所示，max6958/max6959引脚和led位的连接方法不同于标准连接方法。根据多路复用周期的不同时隙，引脚4至7充当共阴级驱动器或者阳极驱动器。
表1. max6958/max6959标准驱动器连接方法 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采用四路复用驱动方案，轮流驱动四组led的阴极，每组包括九个led。四组led分别称为第0位、第1位、第2位和第3位。led第0位至第3位的四个阴极连接点对应表1的cc0至cc3，led阳极连接点以seg为前缀。正常多路复用工作方式下，cc0至cc3阴极输出依次轮流变低，每位顺序使能四分之一周期。
6位(64级) pwm整体亮度控制功能调节led的平均电流(从而调节亮度)。这是通过在它们的复用时隙内调节cc0至cc3阴极输出打开的实际时间实现的。加载到cc0至cc3阴极输出的pwm值相同，未对每一个阳极驱动器的恒流源进行单独调节。因此，所有led的亮度都是统一调节的。 实现单独led亮度控制在许多应用中，突出显示特定led是非常有用的。闪烁即是实现突出显示的一种方法，光标经常采用闪烁的方法来突出显示它们的位置。突出显示的另一种好办法是使这些led段比其它led更亮。若使用以上所述的max6958/max6959标准复用结构，后一种办法是行不通的。
实现led段单独亮度控制的一种简单方法是允许led驱动时间超过一个复用周期，即双驱动。图1说明了这一点，即由通常的led第0位和第1位两个位控信号来驱动单个、7段加小数点数码管位。注意图1是不完整的。led第2位和led第3位没有画出来；它们可以是另一个单独位，或者是标准方式下的两个位。
图1. 驱动一位数码管并具有2级独立亮度控制功能的max6958/max6959连接方式
图1所示的双驱动位驱动时间为两个复用周期，而不是通常的一个周期。此时，二极管d1和d2控制两个阴极驱动器，无论cc0还是cc1变低作为阴极驱动器，都是对相同的led进行操作。因为单个双驱动位取代了两个标准驱动位，它由两个位寄存器控制(第0位和第1位，分别对应0x20和0x21)，而不是仅由一个位寄存器控制。每个led由两个比特(每个位寄存器一个比特)而不是一个比特表示。如果两个比特都清零，那么该led关闭。如果仅一个比特置位而另一个比特清零，则led以标准亮度打开。如果两个比特都置位，则led以两倍标准亮度打开。因此每个led都有两个亮度设定值而不是一个。以标准方式连接的led，如seg0和seg1，只能设定为标准亮度。由于二极管d1和d2在四分之一的时间内为8个led的每一个流过20ma电流，所以二极管的额定峰值电流必须达到160ma，平均电流达到40ma。
图1的连接方式有得有失。这里max6958/max6959驱动的位数减少了，因为具有两种亮度设定值的每个led都需要两个“标准”led的驱动能力。要使每个象素具有两种亮度设定值，max6958/max6959只能驱动两个7段数码管位，而不是只具有标准开/关控制功能的四位。但对于只有几个led需要亮度控制的场合，该技术仍然非常有效和经济。图2所示为单个led采用双驱动方案，只需牺牲一个led的驱动能力。二极管对d3只需为一个led流过20ma电流，峰值为20ma。所以可以使用低成本的信号二极管对。
图2. 只有一个led具有2级独立亮度控制功能的max6958/max6959连接方式 实现独立led亮度控制的另一种连接方式 也可以由一个二极管替代背靠背led seg0和seg1以实现2级亮度控制。如图3所示，二极管桥对背靠背驱动电流进行整流。由于此时两个二极管串连在led电流通路中，需选用小信号肖特基二极管以减小电压降。
图3. 只有一个led具有2级独立亮度控制功能的另一种max6958/max6959连接方式
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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
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