1、概 述

FZH364（深圳市方中禾科技）是一款8×8點陣恒流LED驅(qū)動芯片?？蓮V泛應(yīng)用于各種單色調(diào)光LED顯示系統(tǒng)，或RGB全彩LED顯示系統(tǒng)。

每顆LED都可以通過8bit數(shù)據(jù)控制輸出有效時間占空比，從而對每個LED單獨進行256級輝度調(diào) 節(jié)。

芯片集成MCU接口，可以通過類IIC通信協(xié)議的兩線串行接口受主控IC控制。

FZH364集成LED消隱功能，可有效避免拖影等異常顯示問題發(fā)生。

其主要特點如下：

● 典型工作電壓4.5～5.5V

● 8路共陰極LED點陣驅(qū)動

● 8路陽極恒流驅(qū)動，最大輸出電流30mA

● 支持最大8×8矩陣掃描，共64顆LED

● 指令集兼容傳統(tǒng)恒壓型LED產(chǎn)品，方便程序快速移植，縮短方案開發(fā)周期

● 單點調(diào)節(jié)，每點支持256級輝度調(diào)節(jié)

● 整體調(diào)節(jié)，整個點陣同步的32級恒流調(diào)節(jié)

● 兩線串行接口

● 內(nèi)置RC振蕩

● 內(nèi)置上電復(fù)位電路

● 內(nèi)置低電壓復(fù)位電路

● 內(nèi)置消隱電路

● 封裝形式：SOP20/QFN20/SSOP20

2、功能框圖及引腳說明

2.1、功能框圖

2.2、引腳排列圖

2.3、引腳說明

注：P：供電；I：輸入；O：輸出；F：浮空。

3、電特性

3.1、極限參數(shù)

除非另有規(guī)定，Tamb=25℃

3.2、推薦使用條件

3.3、電氣特性

3.3.1、直流參數(shù)

（除非另有規(guī)定，Tamb=25℃，VDD=5V）

3.3.2、交流參數(shù)

（除非另有規(guī)定，Tamb=25℃，VDD=5V）

4、功能介紹

4.1、通信接口

FZH364提供簡化的 IIC 格式通信接口，其特點如下：

● SCLK、DIN兩線通信，端口內(nèi)置 10KΩ上拉電阻

● 與標(biāo)準(zhǔn) IIC接口相同的 start和 stop標(biāo)志

● 無需從機地址

● 無需握手信號 ACK位

● 8個時鐘一個周期，高位在前

注：開顯示后，建議通信時 SCLK的頻率>100KHz,否則可能出現(xiàn) RAM中數(shù)據(jù)寫入錯誤的現(xiàn)象。

4.1.1、Start和 Stop標(biāo)志

FZH364 在時鐘信號高電平時檢測 start和 stop標(biāo)志。

4.1.2、單字節(jié)通信

數(shù)據(jù)只能在時鐘低電平時變化，否則會有錯誤的 start和 stop標(biāo)志出現(xiàn)，單字節(jié)通信的波形如下 圖所示。

數(shù)據(jù)在時鐘上升沿時被鎖存。

注：

單字節(jié)通信中，上圖所示標(biāo)注時段，內(nèi)部顯示地址總線將被通信接口模塊占用，此時將暫停顯示。 因此如果主機在第 7和第 8個時鐘時暫停通信，會導(dǎo)致顯示暫時關(guān)閉。

4.1.3、多字節(jié)通信

可以對 FZH364進行多字節(jié)連續(xù)通信，即在一組 start和 stop標(biāo)志之間連續(xù)傳輸多個字節(jié)，如下 圖所示。

在多字節(jié)通信時，第一個字節(jié)為指令，第二個字節(jié)開始是 RAM的數(shù)據(jù)。

第二個字節(jié)開始，數(shù)據(jù)會從地址 0x00開始，依次存入 RAM中。

注：

上圖所示標(biāo)注時段，不管是從“指令>RAM 數(shù)據(jù)”或“RAM數(shù)據(jù)>RAM數(shù)據(jù)”，從一組通信數(shù) 據(jù)的第 7個時鐘開始，到下一組通信數(shù)據(jù)的第 1個時鐘上升沿期間，內(nèi)部顯示地址總線將被通信接口 模塊占用，此時將暫停顯示。因此如果主機在第 7和第 8個時鐘時暫停通信，會導(dǎo)致顯示暫時關(guān)閉。

4.2、指令系統(tǒng)

4.2.1、指令集

FZH364 提供 5條指令，用于設(shè)置顯示相關(guān)功能。指令集如下：

4.2.2、恒流設(shè)置

VGD：

復(fù)位值：0

設(shè)置電流小于 10mA時，建議設(shè)置為 1，可以提高電流精度。

設(shè)置電流大于 10mA時，建議設(shè)置為 0，可以適應(yīng)各種 LED在較大電流條件下的飽和壓降。

CURRENT[4:0]：

復(fù)位值：00000

設(shè)置 SEG輸出恒流的大小，電流計算公式

ISEG=6.75mA+CURRENT×0.745mA

最小設(shè)置 00000，輸出瞬間電流 6.75mA

最大設(shè)置 11111，輸出瞬間電流 29.85mA

輸出平均電流需要配合 G_N位、G_DT位和 RAM中數(shù)據(jù)進行計算，參考章節(jié)“4.5、輸出平均電 流計算”。

4.2.3、點陣設(shè)置

G_N[2:0]：

復(fù)位值：000

選擇 GRID有效數(shù)量：

ADINC：

復(fù)位值：0

設(shè)置 0，對 RAM進行寫操作時，RAM地址會在寫完一個字節(jié)后自加，自加范圍受到 G_N位控 制。自加到最后一個地址后，會返回 0x00地址，然后繼續(xù)自加。

設(shè)置 1，對 RAM進行寫操作時，RAM地址不會變化。此時 RAM地址受到指令編號 5的

RAM_ADDR位控制，且操作范圍不受 G_N位限制。始終可以操作整片 RAM空間。

T_E：

復(fù)位值：0

設(shè)置 0，正常工作

設(shè)置 1，進入測試狀態(tài)，該狀態(tài)下顯示異常。

T_S：

復(fù)位值：0

測試狀態(tài)下的功能控制位，T_E設(shè)置 0時，該 T_S位的值不影響正常工作。

4.2.4、顯示設(shè)置

FRAME[1:0]

復(fù)位值：00

控制 GRID掃描時間

DIS：

復(fù)位值：0

SEG 使能控制位

設(shè)置 1后，SEG可以正常顯示（*使能顯示過程參照“4.4、工作控制流程”章節(jié)）

G_O：

復(fù)位值：0

SEG 端口消隱功能開關(guān)控制。

設(shè)置 1，開啟 SEG端口的消隱功能

G_DT[1:0]：

復(fù)位值：00

GRID 掃描間隔時間控制

在掃描間隔時間內(nèi)，電路自動執(zhí)行 GRID端口的消隱操作。

4.2.5、RAM地址設(shè)置

RAM_AD6、RAM_ADDR[5:0]

復(fù)位值：000 0000

ADINC=1 時，該 RAM_ADDR位用于設(shè)置 RAM的操作地址。

ADINC=0 時，可以通信設(shè)置該 RAM_ADDR位，但設(shè)置的值不起任何作用。

4.3、RAM

FZH364 電路內(nèi)置 64×8bit的 RAM，用于存儲顯示數(shù)據(jù)。

RAM 共有 64個有效地址，每個地址 8bit數(shù)據(jù)。每個地址的數(shù)據(jù)用于控制一個 LED的輸出占空 比。以一個 GRID有效低電平的總時間為基準(zhǔn)，RAM中設(shè)置數(shù)據(jù) 0x00時，對應(yīng) LED的點亮?xí)r間占 空比為 0/257；RAM中設(shè)置數(shù)據(jù) 0xFF時，對應(yīng) LED的點亮?xí)r間占空比為 255/257。

RAM 地址與 LED點陣對應(yīng)關(guān)系：

注：GnSn代表陰極連接 GRIDn，陽極連接 SEGn的 LED

地址范圍 0x20～0x2F的 RAM存儲空間實際存在，地址自加也會經(jīng)過這些地址，但由于沒有對 應(yīng)的 SEG驅(qū)動端口，因此在該范圍內(nèi)寫入數(shù)據(jù)不會影響到電路的功能。

RAM 中數(shù)據(jù)與 LED點亮?xí)r間占空比對應(yīng)關(guān)系：

若 ADINC位設(shè)置為 0，在對 RAM 進行寫操作時，每次寫操作 RAM地址必定會從 0x00開始， 每寫完一個地址，RAM的地址會自動加 1。

RAM 地址自加的范圍會隨 G_N[2:0]設(shè)置的不同而發(fā)生變化，根據(jù) G_N[2:0]不同，F(xiàn)ZH364會跳 過不使用的 RAM地址。

若 G_N[2:0]=111，則地址自加的范圍為 0x00～0x4F，當(dāng)寫完地址 0x4F后，地址會重新返回 0x00。

若 G_N[2:0]=110，則地址自加的范圍會自動跳過與 GRID8相關(guān)的地址，即地址從 0x00自加到 0x06，后跟地址 0x08～0x0E，再后跟地址 0x10～0x16等。

該特性使得設(shè)置任意大小的點陣時，可以連續(xù)刷新整個點陣的圖形數(shù)據(jù)，而不需要插入額外的數(shù) 據(jù)。

若 ADINC位設(shè)置為 1，在對RAM進行寫操作時，RAM的地址由RAM_AD6RAM_ADDR[5:0]位控制。此時 RAM地址不會受到 G_N[2:0]位設(shè)置值的限制。整片 RAM的所有地址都是可以隨時訪 問的。

由于 FZH364有 256級的 PWM 調(diào)整能力，使用有 gamma矯正效果的方式來控制 PWM占空比變 化，可以手動實現(xiàn)類似呼吸燈的控制效果。這樣雖然會減少 PWM對亮度的調(diào)整級數(shù)（小于 256級），但 會使得人眼感覺到的 LED的亮度以更加線性的方式變化。

GAMMA 矯正技術(shù)，或稱 GAMMA壓縮技術(shù)、GAMMA編碼技術(shù)，用于對線性變化的光源編碼 以適應(yīng)人眼感受到的光源非線性變化其亮度的特征。由于 FZH364具有逐點調(diào)節(jié) PWM的功能，因此 可以在設(shè)置每個 LED的亮度時使用 GAMMA矯正的方式，使得亮度符合人眼的光感曲線。

選取高階數(shù)的 GAMMA矯正編碼方式可以改善呼吸燈效果下的亮度變化連續(xù)性。這對一個擁有 較長的呼吸周期的呼吸燈顯示效果時十分有用的。推薦的配置方法會受到呼吸周期（T）的影響，當(dāng) T=1s時，建議使用 32階的 GAMMA矯正表。當(dāng) T=2s時，建議使用 64階的 GAMMA矯正表。使用 者在決定最終的 GAMMA矯正方式時，不僅要考慮 LED本身的性能，還要考慮最終產(chǎn)品的顯示效果。

一個呼吸周期指完成一次從亮度最暗到最亮（或相反）的變化過程所使用的時間。

4.4、工作控制流程

為防止上電過程中 LED點陣出現(xiàn)亂顯現(xiàn)象，F(xiàn)ZH364設(shè)計有一定的預(yù)防機制，該機制要求控制 流程中初始化顯示圖形時必須寫滿整個 RAM空間的 80個地址。

4.5、輸出平均電流

假設(shè)：

CURRENT[4:0]設(shè)置的瞬間電流為 IMAX

G_N[2:0]設(shè)置的有效 GRID數(shù)為 n

G_DT[1:0]設(shè)置的掃描間隔時間 a/257×G_ST

RAM中對一顆 LED的點亮?xí)r間占空比設(shè)置為 b/257×G_ST

則對應(yīng) LED上的平均電流為 Iaverage=IMAX×b / (n×(257+a))

例：

CURRENT[4:0]=11111，即 IMAX=30mA

G_N[2:0]=111，即 n=8

G_DT[1:0]=00，即 a=9

RAM中數(shù)據(jù) 0xFF，即 b=255

則 Iaverage=30mA×255/(8×(257+9))=3.595mA

5、典型應(yīng)用線路與說明

6、封裝尺寸與外形圖

6.1、SOP20外形圖與封裝尺寸

6.2、SSOP20外形圖與封裝尺寸

審核編輯 黃宇