基于I2C接口的LED驅動器優(yōu)勢探討

　　led無疑是當前最熱的一個應用，無論是手持設備、游戲機、霓虹燈、廣告牌等等，眩目的色彩及高質的光亮，總能第一時間吸引人的眼球。在當前眾多的LED控制器面前，如何選擇一款功能豐富且性價比又高的產(chǎn)品來迎合自己的設計，無疑是擺在每個設計師面前的問題。

　　最簡單的LED驅動，我們可以用普通的I/O來實現(xiàn)。但I/O控制只能實現(xiàn)LED的ON與OFF，無法用來進行混光、閃爍等功能，而且每個LED都需要占用一個單獨的I/O資源，無疑性價比很低。我們也可以用專用的大電流LED控制器來設計，但昂貴的成本首先會成為問題，而且設計復雜，程度也會跟著各種干擾的出現(xiàn)相應地提高?；谶@些，恩智浦（NXP）推出一系列使用I2C接口的LED驅動器，它可以通過I2C接口的兩根線，去同時控制從4個到24個不等LED的ON/OFF、閃爍及RGB混光。在混光方案里，每個LED都是由一個獨立的8bit/256階PWM來驅動。目前，通過芯片本身能驅動的每個LED電流范圍為25mA到100mA之間。當然，對于一些大電流的應用場合，我們只需用外加場效應管的方式來實現(xiàn)。

　　這種基于I2C的LED控制方式，增加了設計的方便性與靈活性，而且也會減少在軟硬件方面的投入，使披著神秘面紗的LED對我們來講頓時顯得簡單和精彩。下面，我們將會以恩智浦LED驅動器PCA9633為例，通過幾個簡單的應用來全面闡述這種LED驅動器的優(yōu)勢所在。

　　PCA9633是四路LED驅動器，且每路可驅動最大25mA電流，并根據(jù)封裝的不同提供了可選的固定I2C地址和帶4位或7位硬件可編硬件地址（圖1）。

　　圖1：PCA9633引腳及內部結構示意圖

　　從圖1我們可以看到，每一路LED都是由一個單獨的8bit/256階的PWM來控制，且由于PWM足夠快，使其理論上可以通過它所驅動的四個 LED混出任意顏色的光。除了每一路單獨的PWM，PCA9633還提供了一個Group PWM，通過它我們可以用來控制所調混色光的亮度及頻率，彌補了只調單個PWM不能實現(xiàn)的一些功能。那么PCA9633究竟如何來實現(xiàn)調光呢？秘密還是在PWM上面。如果不使用PWM，那么它只能完成開和關的動作；低速的PWM只能實現(xiàn)LED閃爍，并不足以達到混色的目的；高速的PWM就可以實現(xiàn)RGB混色；如果PWM速度可控，那么就可以實現(xiàn)閃爍和混色的雙重功能。而且通過可控的8bit/256階PWM，加大了色階提升了色彩的層次感（見圖2）。

　　圖2：混色原理（點擊圖片查看清晰原圖）

　　知道了混色的原理，那么一個具體的色彩又是如何產(chǎn)生的呢？我們知道人眼對色彩的感知是各種色彩亮度均值的疊加，我們可以通過控制PCA9633 每個PWM的占空比，去控制所驅動LED的亮度。根據(jù)三基色原理，如果我們驅動的是RGB（或者RGBA）LED，那么通過調節(jié)這三個LED的不同光亮，就可以得到所要的色彩。圖3是PCA9633控制RGB 三個LED來調粉色光的例子。

　　圖3：PCA9633控制RGB三個LED來調粉色光