利用555定时器取代LED驱动器的uP控制

2011年10月25日11:51:37 评论

相比几年以前,现在使用LED的应用越来越多。这些应用从高端视频显示器到低端照明应用,不一而足。设计人员通常只需要专用LED驱动器的部分功能,但却无力负担控制它们所需的微处理器的相关成本费用。

专用LED驱动器常常被设计为微处理器控制型,旨在实现诸如模拟或脉宽调制(PWM)LED电流控制、每个LED的独立控制、LED状态和故障信息读取等特性。对于一些仅要求恒定LED电流的应用(例如:LED照明或者发光)来说,可能不需要这些高级特性。在这些应用中,诸如TLC555 的555定时器可以代替微处理器,从而在实现LED 电流精确控制的同时降低系统成本,其与输入电压、温度和LED正向压降无关。

例如,TLC5917是一款专用LED驱动器,其控制八个独立的恒流电流阱。正常情况下,它要求一颗微处理器,以驱动四个数字输入信号。指令/OE(允许输出)激活和关闭 IC。串行数据输入 (SDI)数据在时钟(CLK)上升沿被时钟输入至IC的输入移位寄存器。移位寄存器中的数据在LE 下降沿(锁闭)转入内部开/关锁存器中。当需要LED电流的简单LED开/关控制时,下列电路使用随处可见的 555定时器,来代替微处理器控制。

利用555定时器取代LED驱动器的uP控制

图1 TLC555定时器代替LED驱动器的微处理器

TLC5917输出可以驱动八个独立LED,或者也可以并联其输出以提高电流能力来驱动单个更高功率的LED。其内部电流设置寄存器具有默认启动值。这些值与Rext共同设置LED电流。在这种应用中,Rext将每个输出的电流设置为IOUT=18.75A/Rext=18.75A/178ohm=0.105A。将所有输出并联连接,得到0.842A的LED电流。

上电时,内部开/关锁存器默认将所有输出开或者关至“0”,因此在输出开启以前这些锁存器必须被设置为“1”。555定时器代替微处理器实现该功能。CLK和LED 都同时连接至 555定时器的方波输出。在每个CLK上升沿,SDI数据被移位至TLC5917输入移位寄存器中。在LE 的下降沿,该数据被锁存至开/关锁存器中。由于数据的转移和锁存发生在不同的时钟沿,因此CLK和LE引脚可以连接至相同输入时钟信号。通过硬连线/OE接地,IC被永久性地激活。SDI可连接至 Vcc,以在上电时自动开启 LED。这种连接“1s”连续计时,以开启所有输出。我们还可以将 SDI 连接至一个开关或者数字输入,以实现 LED开/关控制。之后,可将SDI拉至 Vcc,所有“1s”连续计时,从而开启输出。否则其将被拉至接地,所有“0s”连续计时以关闭输出。

555定时器的时钟速度决定了LED开关的快慢。每个LE下降沿将 SDI数据锁存至另一个八内部开/关锁存器中时,八时钟脉冲期间LED电流在0-100%之间斜坡变化,从而开启或者关闭另一个八输出。图2显示了产生的阶梯状 LED 电流,其随每个连续 LE下降沿而增加和减少。即使是相对较慢的10kHz时钟频率,也会产生一个仅为0.8mS的关-开和开-关过渡,我们人眼对此的感觉仅是一瞬间。利用非常慢的时钟频率可以实现逐渐开和关。将时钟频率设置为0.1Hz,可以在0.8秒时间内逐渐开启和关闭LED。

利用555定时器取代LED驱动器的uP控制

图2 10kHz时钟频率时的LED开启和关闭情况