3.3 通用RGB LED通信接口

为了实现逼真的照明图形， 主机微控制器与 LED 驱动器之间的 高速通信接口 非常重要。 让我们深入了解一下RGB 通信接口的基础知识。 那么，您究竟如何选择LED 驱动器接口呢？ 通常，需要考虑三个关键方面， 即应用、控制器资源 和其他一些因素。 就应用而言，一些共同的要求 会导致共同的使用偏好。 例如，I2C 广泛应用于个人电子产品， 如智能扬声器和游戏键盘。 而 SPI 通常用于工业应用， 例如工厂环境中的LED 显示器和可编程 水控制器。 还有一些应用， 如建筑照明，使用 LED 灯带。 在这些情况下，需要单线接口。 此外，您还需要考虑控制器资源。 您的系统中可能有I2C、SPI 或 GPIO， 因此您应该相应地使用该接口。 但是，还有一些其他限制。 例如，如果您需要使用多个级联的 LED 驱动器来驱动适当数量的 LED， 那么您需要使用 SPI 接口。 有时您可能使用较小的柔性 PCB， 这需要较少的导线，因此单线接口 可能更合适。 那么所有这些接口之间的区别是什么？ I2C 使用两根导线来控制 LED 驱动器， 数据传输速率低于 1 兆赫兹。 它还可以同时并联使用多个驱动器。 对于 SPI 来说，数据传输速率要高得多， 最高可达 35 兆赫兹。 SPI 适用于需要高速数据 传输速率的应用。 在这种情况下，您应该使用多个级联的 LED 驱动器来驱动整个 LED 或 LED 阵列。 由于数据传输速率高， 大量的 LED 驱动器可以一起使用。 单线接口适用于需要级联的 多个 LED 驱动器和 需要避免数据丢失的 长信号线应用。 单线接口的最大数据传输速率为 3 兆赫兹。 现在，让我们来看看 I2C 接口。 从方框图中可以看到， 两个 LED 驱动器由一个控制器 通过 I2C 接口并行驱动。 使用了两条导线，即 SDA 和 SCL。 SDA 用于数据，而 SCL 用于时钟。 地址用于区分不同的驱动器。 根据接口的最大 SDA 频率不同， I2C 接口可分为三种类型。 标准型支持高达 100 千赫兹， 快速模式 I2C支持高达 400 千赫兹。 快速模式增强型 I2C可支持最高频率， 最高可达 1 兆赫兹。 有两种方法可以用于驱动多个 LED 驱动器。 一种是为每个驱动器使用 I2C 地址 并逐个控制它们。 例如，您可以使用地址 1 来控制第一个驱动器， 然后使用地址 2来控制第二个驱动器， 然后使用地址 3来控制第三个驱动器。 您还可以使用广播地址 来控制所有驱动器。 例如，您可能希望以相同的方式 控制所有驱动器，因此使用广播地址 可确保所有驱动器一起响应。 现在，您看到的是使用级联拓扑 异步控制多个LED 驱动器的 串行接口的方框图。 这个串行接口包括两到五条 采用不同协议的线。 例如，方框图显示了一个带有四条 导线的接口。 SN 用于数据输入，SCLK 用于 与 SN 比较以将数据移位到驱动器中。 LAT 用于将数据锁存到驱动器的 内部寄存器中。 GCLK 是输出PWM 信号的时钟参考。 对于带内部振荡器的驱动器来说， 不需要 GCLK。 简而言之，级联拓扑支持同步使用 多个器件，高达 35 兆赫兹的 数据传输速率可以实现较高的刷新速率。 串行接口也适用于驱动时分多路 复用矩阵显示屏。 我们将在本培训系列的第 5 部分中 进行详细介绍。 总之，单线接口，顾名思义 使用一根线 与主机通信。 您的驱动器具有用于数据输入的 SDI 和用于输出到下一个驱动器的 SDO， 因此控制器的信号线不会很长。 为确保没有数据丢失， 需要使用内部缓冲区。 这使得串联连接无限多的器件 成为可能。 另一方面，单线接口 可降低导线成本和通信故障， 使其成为使用长 LED灯带的应用的理想 选择。 现在我们已经回顾了如何选择合适的 LED 驱动器接口， 我们希望您可以将其重新用于您的 RGB 项目。 我们希望您今天学习到了一些有用的东西。 请观看我们的下一个