帶I2C總線接口的LED驅動器SAA1064及其應用
摘要:SAA1064是Philips公司生產的帶總線接口的4位LED驅動器??捎糜隍寗?位帶小數點的七段顯示器,并可通過多路開關對兩個2位顯示器進行切換顯示,文中介紹了SAA1064的功能、工作原理及通訊規(guī)約,并給出了該芯片與80C552的接口電路和程序框圖。
關鍵詞:接口;SAA1064;LED;80C552;動態(tài)顯示
1.概述
SAA1064是PHILIPS公司生產的4位LED驅動器,為雙極型電路,具有接口。該電路是特別為驅動4位帶有小數點的七段顯示器而設計的,通過多路開關可對兩個2位顯示器進行切換顯示。該器件內部帶有總線從發(fā)送接收器,可以通過地址引腳ADR的輸入電平編程為4個不同的從器件地址。內部的模式控制器可以控制LED的各個位以使其能夠工作于靜態(tài)模式、動態(tài)模式、熄滅模式及段測試模式。
2.引腳功能及封裝形式
SAA1064采用24腳DIP和SOT兩種封裝形式,圖1所示為24腳DIP封裝的引腳排列。各主要引腳的功能如下:
ADR(1):地址輸入線;
(2):內部振蕩器電容輸入端,典型值為2.7nF;
P8~P1(3~10):段數據輸出口1;
P9~P16(15~22):段數據輸出口2;
MX1(11):多路選擇開關輸出1;
MX2(14):多路選擇開關輸出2:
(12):地;
(13):電源;
SDA(23):總線串行數據線;
SCL(24):總線串行時鐘線;
3.功能說明
3.1 通訊規(guī)約
主器件CPU通過總線對SAA1064進行讀或寫,讀/寫方式中總線上的信息傳送格式如圖2所示,圖中:S為啟動信號;P為結束信號;A為響應位;X為任意值;A1A0由ADR輸入電位確定2位地址位;SC SB SA為單元地址位;C6~C0為控制位;PR為上電復位標志。
3.2 SAA1064的從地址
SAA1064的從地址是由引腳ADR上的輸入電平決定的。ADR引腳在接、3/8、5/8和時分別對應于4個不同的從地址(A1A0=00、01、10、11)。在寫方式時,它們對應的從地址字節(jié)值為70H、72H、74H、76H,而在讀方式時,它們對應的從地址字節(jié)值為71H、73H、75H、77H。其他的地址不為該器件所響應。
3.3狀態(tài)字節(jié)
SAA1064的狀態(tài)字節(jié)中只用1位:即上電復位標志位PR,它為邏輯“1”時,表示從上次讀狀態(tài)以后出現過掉電和加電,而在讀狀態(tài)字節(jié)操作完成以后,該標志清0。
3.4單元地址
用位SC、SB、SA形成1個指針以確定指令字節(jié)以后的數據字節(jié)寫入哪個寄存器,而其它的數據依次寫入后繼單元中,這種特性稱為單元地址增量。單元地址指針范圍為0~7。單元地址分配如表1所列。
3.5 控制字節(jié)
控制字節(jié)各位(C0~C6)的含義如下:
C0=0 靜態(tài)顯示,數字位1和2可以連續(xù)顯示;
C0=1動態(tài)顯示,數字位1、3和2、4交替顯示;
C1=0/1數字位1、3暗/亮選擇位;
C2=0/1數字位2、4暗/亮選擇位;
C3=1 所有段導通以便段測試,其電流由C4、C5、C6所決定;
C4=1 段輸出電流增加3mA;
C5=1 段輸出電流增加6mA;
C6=1 段輸出電流增加12mA;
3.6數據字節(jié)
數據字節(jié)中數據為1時為對應的段導通(亮),數據字節(jié)D17~D10、D27~D20、D37~D30、D47~D40分別對應于位1、2、3和4的顯示器,高位對應于輸出端P8或P16,低位對應于輸出端P1或P9,顯示器1~4顯示的數據對應于單元地址1~4的內容。
3.7SDA、SCL
SDA、SCL分別為總線的數據線和時鐘線。為防止這些引腳上出現過壓脈沖,應接一個穩(wěn)壓管(5.5V)至,即正常的線電壓不應超過5.5V。正常情況下,數據在響應位的時鐘上跳變鎖存。
3.8上電復位
上電復位信號是在SAA1064芯片的內部產生的,該信號能使內部各位清0而顯示全暗,此時只有掉電標志置位。
3.9外部定時控制電容
在SAA1064的引腳(2腳)上接一個定時電容到地可使內部多路轉換的振蕩器工作。在靜態(tài)工作方式中,因為不需要振蕩器工作,因此,該引腳可接或浮空。
3.10段數據輸出端
P1~P16是吸收電流可控的段數據輸出端,可用相應的數字位控制其導通,并由C4、C5、C6控制位控制其電流的大小。
3.11 多路輸出端
SAA1064的多路輸出端MX1和MX2在動態(tài)顯示方式中交替導通,它們均由內部時鐘的分頻信號驅動。在靜態(tài)方式中,MX1總是導通,其輸出由內部射極跟隨器組成,可直接驅動2位顯示器的公共極,如果超過了電路的總功耗,應當用晶體管把11腳和14腳相連在一起。
4.典型應用
圖3(略)給出了SAA1064和4位顯示器(動態(tài)顯示)的接口電路,圖中的顯示器為共陽極發(fā)光二極管組成的七段顯示器。
此電路可以用在電源模塊電路中作模塊電壓或電流值的顯示,也可用于檢測模塊電路中上報給CPU的電壓、電流值與實際值是否一致。用于控制總線的單片機電路的方框圖如圖4所示。其中的80C552是飛利浦(PHILIPS)公司的80C51單片機,它具有256字節(jié)RAM數據存儲器、8路10位A/D轉換器、3個定時器/計數器及一個監(jiān)視定時器;具有串行總線等特點。圖4中,模塊中的電壓值V、電流值I經變換后送入A/D轉換口,經采樣并將采樣值轉化為段數據經總線串行輸出到SAA1064。
控制SAA1064顯示電壓、電流的程序流程圖如圖5(略)所示??蓪崿F的功能為:最高位LED1顯示“U”,則表明顯示的是電壓值,如顯示“C”,則表明顯示的是電流值,后3位顯示的是電壓、電流的具體數值,如顯示“U45.0”表示電壓值為45.0V。電壓電流值每隔5秒交替顯示。在程序中,電壓、電流、顯示時間是由主程序的大循環(huán)控制的,這樣可提高CPU的工作效率。
筆者已將此電路用在48V/50A通信電源模塊上作調試和顯示使用,實際使用結果表明,SAA1064與80C552單片機的接口簡單,使用方便,效果良好.
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