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(yīng)速度快和驅(qū)動電壓低等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)省能源的同時(shí)還可以通過pWM器件調(diào)節(jié)LED發(fā)光強(qiáng)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(shí)現(xiàn)多種顯示效果。現(xiàn)正大量應(yīng)用于城市亮化、建筑景觀照明、舞臺燈光設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

本設(shè)計(jì)方法采用恩智浦半導(dǎo)體(NXp)的電源管理芯片、微控制器、I2C器件、LED驅(qū)動器件，為LED燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)供應(yīng)全套的方法設(shè)計(jì)。

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(qū)動芯片。

重要應(yīng)用：

1.點(diǎn)光源：應(yīng)用LED彩色屏顯示原理，將其像素放大，降低整體造價(jià)成本，每個(gè)模塊為一個(gè)彩色像素點(diǎn)。應(yīng)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(gè)彩色像素點(diǎn)(RGB)組成，每個(gè)單色像素點(diǎn)可出現(xiàn)256個(gè)灰度級的變化。應(yīng)用環(huán)境：立交橋、河道護(hù)欄、建筑外墻等不同場所的裝飾照明。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：

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

1.驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)

如何實(shí)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(shí)現(xiàn)顏色的混合。本設(shè)計(jì)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(qū)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(shí)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(shí)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(qū)動器件，重要應(yīng)用于LEDRGB/RGBA(Red/Green/Blue/Amber)混光，重要性能指標(biāo)如下：

1.4路LED驅(qū)動，每路驅(qū)動可以通過軟件編程為四種狀態(tài)，分別是：開、關(guān)、可編程pWM閃爍控制輸出、可編程每路灰度級別，同時(shí)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(gè)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(shè)置為推拉輸出(在5V時(shí)，灌電流25mA，拉電流10mA)。

6.7個(gè)硬件地址設(shè)定引腳，同一I2C總線最大可接126片。

7.每片pCA9633有四個(gè)可編程軟件地址：一個(gè)全部響應(yīng)地址和三個(gè)子地址。

8.內(nèi)置25MHz晶振和上電復(fù)位電路，也可通過I2C總線實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)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(jī)電流，支持電壓范圍：2.3~5.5V。

下圖為驅(qū)動單元的設(shè)計(jì)，其中紅綠藍(lán)3色LED的數(shù)量可以是多個(gè)的，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)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(guān)管即可，少量的LED也可用pCA9633直接驅(qū)動，具體參數(shù)見pCA9633資料。驅(qū)動模塊通過pCA9633的A6~A0管腳設(shè)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(qū)動模塊。