一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片制造技术

本发明专利技术公开一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片，其主要包括颜色控制电路、色差补偿校验电路、最小呼吸周期控制电路、自动呼吸控制电路、时间存储器、DAC模块、LED恒流源控制电路以及输出级驱动电路。本发明专利技术内置多重嵌套PWM一次编程模式，可以实现循环自动呼吸，本发明专利技术还通过颜色控制电路和色差补偿校验电路获取准确的颜色信息，时间存储器决定呼吸时间，最小呼吸周期控制电路和自动呼吸控制电路实现亮度变化，自动呼吸；即本发明专利技术可以实现颜色、时间和亮度三者的独立控制，并且具有消耗系统资源少的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED自动呼吸领域，更具体的说涉及一种三维全彩LED自动呼吸驱动-H-* I I心/T O
技术介绍
LED电流从小到大，再从大到小的变化，称为呼吸。呼吸形式可以分为固定颜色呼吸和混合颜色呼吸。所谓固定颜色呼吸，就是保持LED灯颜色不变，循环地改变呼吸的时间。混合颜色呼吸是占空比不断变化，不同占空比组成不同颜色的呼吸过程。通过软件编程，外围分立元件电路的设计，就可以实现上述LED呼吸的效果。呼吸的颜色变化，呼吸的节奏快慢，都可以实时通过软件来监测，并通过更新数据来改变呼吸的状态。目前传统的LED呼吸芯片，采用的就是这种外部PWM模式，利用单片机或者微控制器不断刷新寄存器数据，配合外围分立元件电路的设计来实现呼吸效果。由于呼吸灯效果的实现严重依赖软件的开发，那么在呼吸的过程中就会产生大量的数据，这样就会消耗大量的系统资源。而大量的外围分立元件，使得整个呼吸系统设计的面积较大，成本大幅度增加。现今，LED呼吸芯片在智能手机，笔记本电脑等多媒体便携式电子产品上广泛使用。主要作为呼吸灯，彩灯，指示灯等。而节省系统的资源与面积，对其至关重要。温度的变化对LED的光色是有影响的。当温度变化时，LED的发光波长也会发生变化，从而直接造成人眼对LED发光颜色的不同感受。对于一个LED器件，发光区材料的禁带宽度值直接决定了器件发光的波长或颜色。温度升高时，材料的禁带宽度值将减小，导致器件的发光波长变长，颜色发生红移。因此，当温度变化时，LED就存在色差的问题。在便携式电子产品实际使用过程中，色差的存在使得产品性能的一致性受到挑战。随着LED呼吸灯在便携式电子产品上的广泛使用，解决色差的问题将是未来发展的趋势，但是目前的LED呼吸芯片并没有解决这个问题。有鉴于此，本专利技术人针对现有的LED呼吸芯片的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片，以解决现有LED呼吸芯片大量消耗系统资源以及颜色失真的问题。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是: 一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片，包括依次相连的通讯模块、DAC模块、LED恒流源控制电路和输出级驱动电路，该输出级驱动电路与LED灯组相连；其中，该驱动芯片还包括配置寄存器、临时寄存器、颜色控制电路、色差补偿校验电路、最小呼吸周期控制电路、自动呼吸控制电路和时间存储器；该通讯模块接收外部数字信号并传递数字信息给配置寄存器，该配置寄存器将处理结果存入临时寄存器中；该配置寄存器具有全自动呼吸模式和半自动呼吸模式；该颜色控制电路设置在通讯模块与临时存储器之间，该色差补偿校验电路与颜色控制电路相连，该时间存储器与通讯模块相连并把呼吸时间的信息输入到最小呼吸周期控制电路，该最小呼吸周期控制电路与时间存储器和临时存储器均相连并产生最小周期，该自动呼吸控制电路的输入端与时间存储器、临时存储器和最小呼吸周期控制电路相连，该自动呼吸控制电路的输出端与输出级驱动电路相连。进一步，该通讯模块具有I2C模块、SPI模块和选择器，该I2C模块和SPI模块并联后与选择器相连。进一步，该颜色控制电路具有依次相连的颜色存储器、第一数字比较器和第一计数器，该第一计数器还与颜色存储器相连，该颜色存储器与通讯模块相连并接收来自通讯模块的数据，该颜色存储器的存储空间分为3组；该第一数字比较器将颜色存储器中的3组数据进行比较再由小到大依次送入第一计数器，该第一计数器在接收到任一组数据时均不断进行计数，并在计数值与该组数据相同时产生PWM信号并发送至颜色存储器，即依次产生3个内置的PWM信号。进一步，该颜色存储器由24bit寄存器组成，每8bit为一组。进一步，该色差补偿校验电路具有温度感应电路和占空比补偿电路，该占空比补偿电路具有A/D转换电路和第四计数器，该温度感应电路、A/D转换电路、第四计数器和第一计数器依次相连，该温度感应电路产生一个随温度变化的电流并输入至A/D转换电路，该A/D转换电路进行模数转换后输入至第四计数器，该第四计数器产生温度补偿的数据再送回至第一计数器。进一步，该时间存储器包括并联设置的呼吸启动时间寄存器、呼吸上升时间寄存器、呼吸停滞时间寄存器、呼吸下降时间寄存器、呼吸等待时间寄存器、时间更新寄存器和呼吸次数寄存器，该时间更新寄存器用于更新时间存储器中的所有数据；该最小呼吸周期控制电路具有分频器和周期译码器，该分频器和周期译码器在接收到时间存储器的数据后，分频器的输出信号会通过周期译码器进行译码以得到一个当前的最小呼吸周期；该自动呼吸控制电路具有第二计数器、第二数字比较器、第三计数器、级数控制器以及全自动半自动控制器；该第三计数器与级数控制器、全自动半自动控制器、第二数字比较器以及输出级驱动电路均相连，该全自动半自动控制器与临时寄存器相连，该第二计算器与周期译码器相连并计算各个呼吸阶段的时间，该第二数字比较器用来比较第二计数器的输出值与时间存储器的输入值是否相等，如果相等则表示该阶段的呼吸已经完成；该第三计数器用于计算整个呼吸周期的次数，该级数控制器则控制呼吸上升和下降过程中的阶数。采用上述结构后，本专利技术涉及一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片，该通讯模块可以写入数据，再通过颜色控制电路定义呼吸的颜色，由时间存储器来定义呼吸的五个阶段的时间、呼吸的周期以及呼吸的次数，再通过最小呼吸周期控制电路来选择最小呼吸周期，数据最后被送入自动呼吸控制电路；另外本专利技术由DAC模块和LED恒流源控制电路来改变呼吸最大的亮度，而通过自动呼吸控制电路来控制实际亮度；如此本专利技术最终将颜色、时间和亮度三者结合在一起，通过内置PWM控制，实现三维全彩LED自动呼吸功能；由于所有的计算和分析都是由芯片来完成，在有电源的情况下，甚至不需要任何微控制器，就可以实现呼吸的效果，解决了大量消耗系统资源的问题。另外，本专利技术还通过设置色差补偿校验电路，如此可以消除色差并解决颜色失真的问题。附图说明图1为本专利技术涉及一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片的结构原理 图2为本专利技术涉及一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片的具体结构框 图3为全自动呼吸模式、半自动呼吸模式的示意 图4为通讯模块时序图。图中: LED恒流源控制电路I配置寄存器2 全自动呼吸模式21半自动呼吸模式22 临时存储器3颜色控制电路4 颜色存储器41第一计数器42 第一数字比较器43色差补偿校验电路 5 温度感应电路51占空比补偿电路52 A/D转换电路521第四计数器522 时间存储器6呼吸启动时间寄存器61 呼吸上升时间寄存器62呼吸停滞时间寄存器63 呼吸下降时间寄存器64呼吸等待时间寄存器65 呼吸次数寄存器66时间更新寄存器67 最小呼吸周期控制电路7分频器71 周期译码器72自动呼吸控制电路8 第二计数器81第二数字比较器82 第三计数器83级数控制器84 全自动半自动控制器85输出级驱动电路9· DAC模块10通讯模块11 I2C模块111SPI模块112 驱动芯片200选择器113 LED 灯组300。具体实施例方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。如图1至图4所示，其为本专利技术涉及的一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片200，该驱动芯片20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维全彩LED自动呼吸驱动芯片，包括依次相连的通讯模块、DAC模块、LED恒流源控制电路和输出级驱动电路，该输出级驱动电路与LED灯组相连；其特征在于，该驱动芯片还包括配置寄存器、临时寄存器、颜色控制电路、色差补偿校验电路、最小呼吸周期控制电路、自动呼吸控制电路和时间存储器；该通讯模块接收外部数字信号并传递数字信息给配置寄存器，该配置寄存器将处理结果存入临时寄存器中；该配置寄存器具有全自动呼吸模式和半自动呼吸模式；该颜色控制电路设置在通讯模块与临时存储器之间，该色差补偿校验电路与颜色控制电路相连，该时间存储器与通讯模块相连并把呼吸时间的信息输入到最小呼吸周期控制电路，该最小呼吸周期控制电路与时间存储器和临时存储器均相连并产生最小周期，该自动呼吸控制电路的输入端与时间存储器、临时存储器和最小呼吸周期控制电路相连，该自动呼吸控制电路的输出端与输出级驱动电路相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏峰，
申请(专利权)人：矽恩微电子厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：