LED是一種性能優(yōu)良的顯示器件，具有壽命長、節(jié)電、高亮度、多種發(fā)光顏色、響應速度快和驅動電壓低等優(yōu)點，在節(jié)省能源的同時還可以通過pWM器件調(diào)節(jié)LED發(fā)光強度，依據(jù)RGB三原色混光原理調(diào)出多種顏色，再通過MCU智能控制實現(xiàn)多種顯示效果。現(xiàn)正大量應用于城市亮化、建筑景觀照明、舞臺燈光設計等領域。

本設計方法采用恩智浦半導體(NXp)的電源管理芯片、微控制器、I2C器件、LED驅動器件，為LED燈光系統(tǒng)設計供應全套的方法設計。

重要芯片：pCA9633/34/35：NXpI2總線RGB/RGBALED閃爍/混光芯片;TEA152x：NXp電源芯片;LpC92x：NXp900系列MCU;p82B96/pCA9600：NXpI2C總線驅動芯片。

重要應用：

1.點光源：應用LED彩色屏顯示原理，將其像素放大，降低整體造價成本，每個模塊為一個彩色像素點。應用環(huán)境：酒吧、KTV、舞臺、商場、展廳，作為音樂旋律顯示，背景墻裝飾、幕墻廣告等。

2.LED彩虹管：每條燈管由多個彩色像素點(RGB)組成，每個單色像素點可出現(xiàn)256個灰度級的變化。應用環(huán)境：立交橋、河道護欄、建筑外墻等不同場所的裝飾照明。

系統(tǒng)硬件設計：

LED彩燈控制系統(tǒng)重要包含驅動模塊、控制模塊、LED電源三部分。

1.驅動模塊設計

如何實現(xiàn)讓LED模塊呈現(xiàn)不同的顏色，重要依靠人的視覺間歇惰性原理，利用對R、G、B三原色的LED的占空比實現(xiàn)顏色的混合。本設計方法的LED顏色顯示重要依靠NXp公司的I2C接口LED閃爍/混光驅動芯片pCA9633(pCA9633-4位pWM輸出，pCA9634-8位pWM輸出，pCA9635-16位pWM輸出)輸出256灰度級的顏色來實現(xiàn)彩色顯示。控制器只要傳送該模塊的RGB顏色的灰度值即可實現(xiàn)顏色顯示。

pCA9633是I2C總線控制的可編程pWM輸出的四位LED驅動器件，重要應用于LEDRGB/RGBA(Red/Green/Blue/Amber)混光，重要性能指標如下：

1.4路LED驅動，每路驅動可以通過軟件編程為四種狀態(tài)，分別是：開、關、可編程pWM閃爍控制輸出、可編程每路灰度級別，同時支持四路整體亮度調(diào)節(jié)的pWM混光輸出。

2.調(diào)光控制，pWM輸出頻率97kHz，每路有256個灰度級別。

3.閃爍控制，pWM可編程頻率范圍24Hz~10.73s，占空比可編程范圍0%~99.6%。

4.可通過190Hz的pWM輸出對四路pWM輸出整體亮度256級調(diào)節(jié)。

5.四位輸出可編程設置為推拉輸出(在5V時，灌電流25mA，拉電流10mA)。

6.7個硬件地址設定引腳，同一I2C總線最大可接126片。

7.每片pCA9633有四個可編程軟件地址：一個全部響應地址和三個子地址。

8.內(nèi)置25MHz晶振和上電復位電路，也可通過I2C總線實現(xiàn)軟件復位。

9.SDA/SCL內(nèi)置噪聲濾波器，支持1MHz的I2C快速模式。

10.支持熱插入，低待機電流，支持電壓范圍：2.3~5.5V。

下圖為驅動單元的設計，其中紅綠藍3色LED的數(shù)量可以是多個的，根據(jù)自己的設計要求可以選擇并聯(lián)或串聯(lián)的方式，再按照LED的連接方式及電壓/電流等要求選擇適合的開關管即可，少量的LED也可用pCA9633直接驅動，具體參數(shù)見pCA9633資料。驅動模塊通過pCA9633的A6~A0管腳設定訪問地址，接到控制模塊輸出的I2C總線上就可正常工作，每條I2C總線可接126塊調(diào)光驅動模塊。