利用 555 定时器取代 LED 驱动器的uP控制

发布时间:2011-11-1 阅读量:1161 来源: 我爱方案网 作者:

中心议题:
    * 利用随处可见的555定时器
    * 取代LED驱动器的uP控制
解决方案:
    * 维持 LED 驱动器的恒定电流

摘要

本文详细介绍如何使用便宜的 555 定时器,在一些不需要 LED 驱动器全部功能的应用中,代替微处理器对专用 LED 驱动器实施控制。这样做可让用户在降低总系统成本的同时,维持 LED 驱动器的恒定电流。
 
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。
 
 
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 / 178 ohm = 0.105A。将所有输出并联连接,得到 0.842 A 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 10 kHz 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。

 
 
图 2 10 kHz 时钟频率时的 LED 开启和关闭情况
相关资讯
全球芯链共融:新质生产力驱动工业数字化转型新格局

2025年5月14日,全球半导体分销巨头大联大控股在深圳成功举办以「新质工业·引领未来」为主题的峰会,汇聚英飞凌、意法半导体、瑞芯微等16家顶尖原厂及逾500名行业精英。面对全球制造业智能化、低碳化转型浪潮,此次峰会聚焦人工智能、边缘计算、电力电子等新质生产力的技术融合,通过主论坛、分论坛及技术展区三大板块,全方位展示从芯片设计到系统集成的全产业链创新方案。中国工业增加值连续三年稳步增长(2023年4.6%、2024年5.7%、2025年一季度6.5%),印证了“新质工业时代”的全面开启。大联大中国区总裁沈维中在开幕致辞中强调,中国制造业正以技术韧性重构全球供应链,而半导体技术的全链路赋能将成为驱动产业升级的核心引擎。

体积缩小37.7%!看LM-R2S系列如何重塑工业电源格局

根据金升阳官方技术白皮书数据显示,其最新发布的LM-R2S系列机壳开关电源通过8项核心技术创新,实现了工业供电设备在功率密度、环境耐受性及能效表现的三维突破。作为LM-R2系列的迭代产品,该系列解决了传统工业电源在设备小型化与复杂工况适配性之间的矛盾,为智能制造升级提供了高可靠性的供电保障。

存储器市场回暖驱动威刚科技2025年第一季业绩显著增长

2025年第一季度,全球存储器市场迎来关键转折点。DRAM与NAND Flash现货价自2月止跌回升,带动行业库存去化加速,需求端逐步回温。威刚科技董事长陈立白指出,存储器原厂自2024年末起减产调控供给,叠加AI服务器、智能终端等新兴应用需求增长,推动市场价格走出低谷。根据TrendForce数据,尽管此前预测Q1合约价可能下跌,但实际现货市场受备货动能及库存策略影响,价格反弹超预期,成为威刚业绩增长的直接推力。

全大核架构革新旗舰体验 天玑9400e芯片深度解析

MediaTek于5月14日正式推出天玑9400e旗舰移动平台。作为天玑系列的全新力作,该芯片凭借全大核架构设计、第三代4nm制程工艺及多项创新技术,在计算性能、能效管理和AI应用领域实现突破性进展,为智能手机用户提供更卓越的游戏、影像与通信体验。

韩国半导体出口突破116亿美元:存储芯片涨价与HBM需求推高增长

根据韩国产业通商资源部5月14日发布的《2025年4月ICT进出口趋势》报告,韩国4月信息通信技术(ICT)出口额达189.2亿美元,同比增长10.8%,创下有记录以来4月份的最高值。同期贸易顺差为76.1亿美元,主要得益于半导体等高附加值产品的强劲表现。然而,对华、对美两大核心市场的出口增速显著放缓,反映出全球贸易政策不确定性的深远影响。