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【芯方案】16*16 RGB灯阵方案如何实现?

1小时前
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AiP3368(中文).pdf

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应用背景 Application Background

数字时代人们渴望可触摸的实体温度,16*16RGB灯阵应运而生。它体积小巧,能承载丰富的光影世界,既可作为氛围灯记录情绪,也能显示行情天气。它连接虚拟数据与现实生活,让生活信息被光影呈现,成为精致的现代生活社交符号。

简介 Introduction

中微爱芯深耕LED显示驱动领域,针对16*16 RGB灯阵场景,提供多种成熟方案。以下为四款核心产品及其典型应用架构。

1)AiP3368:16通道高精度恒流LED驱动芯片,OUT端口最大输出电流为45mA,多颗可级联。

2)AiP3358:8路行扫描控制芯片,提供8个高电平有效的功率输出端口,单个输出端口的最大驱动电流为2A,可两颗级联。

3)AiP3318:8通道LED行驱动电路,集成串行译码电路及功率PMOS关。单个输出端口的最大驱动电流为2.2A,可多颗级联。

4)AiP33648LS:带低功耗模式的IIC接⼝共阴极32段9位恒流LED驱动芯片,SEG端口最大电流为45mA,支持四种从机地址。

5)AiP33632:8X16共阳极恒流LED驱动控制芯片,提供8通道阳极公共输出端和16通道阴极恒流输出,SEG端口最大电流为40mA,多颗可级联。

上述芯片可灵活组合,设计RGB灯阵时,需重点关注COM/GRID驱动能力、单个SEG端口峰值与平均电流(直接影响亮度),以及软件通信控制方式。

方案一:两颗AiP3358+三颗AiP3368

1)实现方式:两颗AiP3358级联作为COM阳极行驱动,三颗AiP3368级联作为SEG阴极列驱动,共有16个COM、48个SEG,可驱动控制16*48/3=256颗RGB三色灯,原理图设计见图1。

2)硬件要点:考虑到COM端口的最大驱动电流为2A,以及每个COM最多控制48个SEG,推荐REXT为450Ω,SEG输出电流约为40mA,此时单个SEG的平均电流理论上为2.5mA,电流不宜过高;全亮时最大电流为256*3*2.5mA=1.9A。

3)软件要点:在软件刷新控制方面,推荐的画面刷新时间在12ms以下;假设每帧画面数据已设定好,MCU只负责发送数据,每帧画面需要发送16组数据,发送一组数据的时间在0.375ms以下,发送间隔0.75ms。

4)优势:常见的实现方案,成本低,点阵配置灵活;适用于大屏点阵。

  由两颗AiP3358和三颗AiP3368H实现的16X16 RGB灯阵方案,可实现全屏呼吸、音频律动、文字显示、时间显示等效果。

方案二:两颗AiP3318+三颗AiP3368

1)实现方式:两颗AiP3318级联作为COM阳极行驱动,三颗AiP3368级联作为SEG阴极列驱动,共有16个COM、48个SEG,可驱动控制16*48/3=256颗RGB三色灯,原理图设计见图2。

2)硬件要点:考虑到COM端口的最大驱动电流为2.2A,以及每个COM最多控制48个SEG,推荐REXT为450Ω,SEG输出电流约为40mA,此时单个SEG的平均电流理论上为2.5mA,电流不宜过高;全亮时最大电流为256*3*2.5mA=1.9A。

3)软件要点:在软件刷新控制方面,推荐的画面刷新时间在12ms以下;假设每帧画面数据已设定好,MCU只负责发送数据,每帧画面需要发送16组数据,发送一组数据的时间在0.375ms以下,发送间隔0.75ms。

4)优势:常见的实现方案,成本低,点阵配置灵活;适用于大屏点阵。

方案三:两颗AiP33632+一颗AiP3368

1)实现方式:两颗AiP33632级联,可组成16个COM;再级联一颗AiP3368以增加SEG数量,共有16个COM、48个SEG,可驱动控制16*48/3=256颗RGB三色灯,原理图设计见图3。

2)硬件要点:考虑到COM端口存在导通电阻约为0.6R(VDD=5V,Iload=1.2A),会分掉一部分电压,以及每个COM最多控制48个SEG,推荐REXT为560Ω,SEG输出电流约为32mA,此时单个SEG的平均电流理论上为2mA。

3)软件要点:在软件刷新控制方面,推荐的画面刷新时间在12ms以下;假设每帧画面数据已设定好,MCU只负责发送数据,每帧画面需要发送16组数据,发送一组数据的时间在0.375ms以下,发送间隔0.75ms。

4)优势:所需芯片数量较少,占用IO资源少,成本低,点阵配置灵活。

方案四:三颗AiP33648LS

1)实现方式:每颗AiP33648LS可控制9*32/3=96颗RGB三色灯,三颗即可控制256颗,每颗LED均可单独256级调光,原理图设计见图3。

2)硬件要点:SEG端口设置电流为45mA时,单颗的平均电流为5mA左右;全亮时最大电流为256*3*5mA=3.8A,可以适当降低亮度以降低对电源的要求。

3)软件要点:在软件刷新控制方面,AiP33648LS内置DDRAM,因此只需发送数据即可,每帧画面数据建议在10ms内发送完成,因此IIC通信时钟频率建议在800KHz以上。

4)优势:标准IIC通信接口;占用的IO口资源最少;待机功耗<1uA;LED亮度高;支持单灯PWM调光;显示效果丰富细腻。

上述四种方案,如果每帧画面数据需要MCU进行计算处理,推荐使用32位MCU作为主控;如果方案上有多颗MCU,推荐其中的一颗MCU(8位单片机即可)专门用于刷新;如果所有需要显示的画面数据已经计算存储,使用8位单片机即可。前三种方案,推荐使用定时器进行定时刷新,数据传输过程应尽量缩短,并设置为最高优先级,防止数据发送期间导致的闪屏。

方案应用图 Scheme Application Diagram

图1 两颗AiP3358+三颗AiP3368

图2 两颗AiP3318+三颗AiP3368

图3 两颗AiP33632+一颗AiP3368

图4 三颗AiP33648LS

应用领域 Application fields

幻彩广告电子屏、DIY屏幕、DIY桌面摆件、智能软屏、智能氛围灯墙、滚动字幕屏等。

结语 Conclusion

  上述四种16*16 RGB灯阵方案,兼顾不同应用场景与设计需求。若追求高性价比,可选择方案一、二、三;若追求丰富显示效果与细腻调光表现,方案四则更为适合。中微爱芯提供完整的LED驱动显示方案,具备高性能、低开发成本的优势,助力客户快速实现多样化视觉应用。

如需了解更多产品方案资讯,请联系我司授权代理商或销售工程师。

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无锡中微爱芯电子有限公司成立于2004年,是一家以集成电路设计、测试、方案开发、销售和服务为主的高新技术企业,是工信部认定的集成电路设计企业,是国家鼓励的重点集成电路设计企业。公司总部位于无锡国家集成电路设计中心,在深圳、顺德、武汉设有分公司,在合肥、顺德设有研发中心。 中微爱芯拥有一支有着丰富专业知识和经验的团队,拥有完善的IC设计系统,具备CMOS、BCD、VDMOS等设计能力。产品已形成MCU、显示驱动(LED/LCD)、通用逻辑、信号链、马达&栅驱动、功率器件、电源、音响、遥控器、通信、配套等多个系列数千款产品,为汽车电子、工业控制、网络通信、新能源、消费电子等领域提供全面的芯片解决方案。 中微爱芯高度重视产品质量和知识产权建设, 先后通过了ISO 9001:2015质量管理体系、知识产权管理体系以及EHS环境与职业健康安全体系认证,赢得了广泛的市场认同和客户赞誉。此外,公司按AEC-Q100标准建立可靠性实验室并已完成CNAS实验室认可的一阶段审核,进一步提升测试验证能力和管理水平。 中微爱芯本着“合作、开放、责任、执行”的企业精神,秉承“专业、规范、服务、高效”的经营理念,坚持以客户为中心,积极面对未来,不断创新进取,以雄厚的技术实力,优良的服务品质,为客户提供自主可控的高质量、高可靠产品,致力于打造国内一流的集成电路设计企业,诚愿与各界朋友紧密合作,携手发展,共创美好未来。

无锡中微爱芯电子有限公司成立于2004年,是一家以集成电路设计、测试、方案开发、销售和服务为主的高新技术企业,是工信部认定的集成电路设计企业,是国家鼓励的重点集成电路设计企业。公司总部位于无锡国家集成电路设计中心,在深圳、顺德、武汉设有分公司,在合肥、顺德设有研发中心。 中微爱芯拥有一支有着丰富专业知识和经验的团队,拥有完善的IC设计系统,具备CMOS、BCD、VDMOS等设计能力。产品已形成MCU、显示驱动(LED/LCD)、通用逻辑、信号链、马达&栅驱动、功率器件、电源、音响、遥控器、通信、配套等多个系列数千款产品,为汽车电子、工业控制、网络通信、新能源、消费电子等领域提供全面的芯片解决方案。 中微爱芯高度重视产品质量和知识产权建设, 先后通过了ISO 9001:2015质量管理体系、知识产权管理体系以及EHS环境与职业健康安全体系认证,赢得了广泛的市场认同和客户赞誉。此外,公司按AEC-Q100标准建立可靠性实验室并已完成CNAS实验室认可的一阶段审核,进一步提升测试验证能力和管理水平。 中微爱芯本着“合作、开放、责任、执行”的企业精神,秉承“专业、规范、服务、高效”的经营理念,坚持以客户为中心,积极面对未来,不断创新进取,以雄厚的技术实力,优良的服务品质,为客户提供自主可控的高质量、高可靠产品,致力于打造国内一流的集成电路设计企业,诚愿与各界朋友紧密合作,携手发展,共创美好未来。收起

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