逐飞科技基于TLD7002驱动LED点阵开源项目

介绍

受组委会及英飞凌委托，逐飞科技针对第十九届智能汽车竞赛摩托组与独轮组的LED应用需求，精心设计了符合赛事需求的TLD7002驱动LED点阵的方案，支持字母、数字、常见符号的显示，支持实时亮度调节功能。驱动模块推荐供电电压范围6-10V。

芯片简介

软件架构说明

1. 引脚图

2. 引脚说明

3. 芯片功能介绍 1、最多16路恒流输出通道。 2、每个通道可以单独调节占空比，分辨率14bit。 3、通道电流可调节，调节范围5 mA到76.5mA，分辨率6bit。 4、PWM频率可调节，100Hz到2kHz，分辨率4bit。 5、可配置热降额，过热时降低输出功率。 6、支持LED开路、短路检测，并可调节阈值。 7、HSLI最高通讯速率高达2Mbit/s。

4. 注意事项 1、芯片在第一次使用时需要对芯片进行一次编程或者进入仿真模式设置对应的参数，才能正常使用。 a、采用编程的方式缺点在于，参数固定不能再次修改，优点是之后使用无需再次进行编程，芯片上电之后可以直接设置通道的占空比，即可进行使用。 b、采用仿真模式的缺点在于，参数不会保存到芯片内部，每次上电都需要进入仿真模式，这个缺点也正是优点，由于每次都需要修改参数，这样便于在开发阶段设置不同的参数进行调试，当开发工作完成之后再进行编程即可。 2、在进行编程时要求给芯片的供电电压大于15.5V，最大不超过20V。 3、在进行编程或者仿真模式时务必将GPIN0引脚连接到微控制器，并且微控制器将引脚设置为高电平。编程或者仿真结束时将引脚设置为低电平。 4、推荐使用OTP Wizard软件为TLD7002配置新的参数。 5、采用逐飞科技的开源方案，无需对芯片进行烧录，开源方案采用的方法是每次上电后进入仿真模式对参数进行配置。

基于TLD7002点阵屏硬件组成部分

1. LED点阵屏原理图 使用3个57的点阵屏构成一个715的点阵屏，可用于显示一些图案、字母、数字、符号等。

2. TLD7002驱动板原理图 此驱动板是配合7*15的点阵屏进行设计的，可控制7行15列的显示屏进行显示，如果有需求更大的显示屏可增加行的数量，但需要注意增加过多的行会导致扫描时间增加，出现显示闪烁的问题。 TLD7002的第十六通道用于同步，后续章节会说明同步的重要性。

基于TLD7002点阵屏扫描方案解析

1. 缺陷分析以及解决方案 在第二个章节中已经构建好了，基于TLD7002为驱动的点阵屏，当按照传统的点阵屏控制方式去进行扫描显示时，显示屏会出现显示不全、亮度不均，并且亮度不均的位置会随着时间发生移动。显示不全是因为默认我们设置的PWM频率较低，导致的某些扫描到某些行的时候，正处于PWM低电平期间。亮度不均是因为TLD7002输出的是PWM信号，我们扫描显示的时候没有遇到PWM信号进行同步，导致每行显示的时间不一致，从而出现了这样的现象。 根据这个现象，进行以下两种优化的方式进行尝试： 1、提高TLD7002芯片输出的PWM频率，将频率提高到2kHz，显示不全的问题得以解决，但是亮度不均的问题有所好转但是无法解决。 2、在单片机中打开一个周期定时器，根据PWM频率来设置定时器的周期值，在周期定时中断内进行点阵屏的扫描显示，亮度不均的问题好转了很多，但是稍加仔细还是能看出亮度不均的问题，主要原因还是在于单片机与TLD7002的时钟无法做到完全的同步，导致单片机无法与TLD7002输出的PWM进行同步。 在上诉两种方案都尝试无法解决之后，咨询英飞凌的资深主任工程师苏星后，帮忙思考出来一种更为优秀的方案，首先将所有通道的相移关闭，然后使用单片机去监测TLD7002的输出通道，我们按照这个思路，设计了一个小电路，最后通过单片机的IO中断来进行实时的同步，电路图如下所示： 将OUT15通道（网络标号C15）接一个100R的负载，作为固定负载，程序中将OUT15通道打开设置占空比为50%即可，然后将OUT15通道的信号通过一个电容去除直流分量后接入到运放，由于运放时单电源供电的，因此将信号叠加1/2 VCC的直流分量，叠加直流分量之后的信号与阈值（1/2 VCC）进行比较，大于阈值输出高电平，小于阈值输出低电平。最终同步信号通过SYNC进行输出。通过这个电路完美的解决了同步的问题。实际测试显示效果非常好，亮度均匀。

2. 最终扫描显示方案解析 上一个小结中将同步的问题解决之后，相比传统的扫描显示多了一个同步引脚，那这个同步的引脚在实际扫描显示的时候，需要在哪个地方进行使用呢？接下来将会完整的描述基于TLD7002的扫描显示方案。 首先我们将同步引脚，连接到单片机的GPIO中断引脚，程序中设置为下降沿触发中断，当进入中断后表示通道正在输出，这个时候我们如果修改通道的占空比，需要等到下一个周期才会生效，这点需要特别注意。 因此最终的扫描显示方案为，当同步引脚输出下降沿信号的时候，单片机进入中断内进行统计进入的次数，次数如果是偶数则关闭所有的行，并将需要点亮的列对应的通过打开。进入的次数为奇数的时候，则打开需要显示的行，这样对应的LED灯就会立即点亮，如此往复直到所有的行完成了显示，即可实现扫描显示，并且所有的LED显示的时长都是一样的，因此显示的亮度是完全一致的，不会出现亮度不均匀的情况。 为了便于显示大小写字母、数字、符号等，逐飞科技专门基于5*7显示大小制作了一个专用的字库，便于在点阵屏上快捷显示各种字符。

3. 取模说明

上图中详细的介绍了开源项目中的取模过程，了解取模过程有助于显示字库不包含的符号，根据自己想要显示出来的形状，按照图片中的规则进行取模，编可以快速的显示任意的图形。

TLD7002驱动LED点阵开源项目文件简述

1. 【程序】各单片机例程 这里保存的是基于不同单片机编写的驱动程序，目前支持TC264、TC364、TC377、TC387主控，可以对TLD7002芯片进行参数配置、通道占空比调节，单片机与TLD7002以及LED点阵屏连接好之后，下载程序并运行，点阵屏会依次显示4个模式。 1、模式1，依次显示OK、NG、A1、B2。 2、模式2，固定显示字符666，并伴有呼吸灯效果。 3、模式3，固定显示字符888，并伴有闪烁的效果。 4、模式4，滚动显示字库支持的所有字母、数字、符号。

2. 【原理图】 这里保存的是基于TLD7002芯片的驱动板原理图，原理图仅提供PDF的文档，需要同学们自行消化其中原理，然后结合自己的想法、创意绘制出属于自己的TLD7002驱动板，希望同学们能做出更多有创意的作品。

显示效果

1. 显示大写、小写字母

2. 显示数字、符号

3. 亮度调节

结束语

以上就是本次TLD7002驱动LED点阵方案分享的全部内容了，以上提到的TLD7002驱动功能均已验证，基于TLD7002的驱动学习板和7X15的LED点阵也已经上架逐飞淘宝店，感谢各位的支持你们的支持是我们开源的动力，如果能帮到大家，深感荣幸。点击此处进入店铺。 点击此处购买7X15 LED点阵屏。 点击此处购买英飞凌TLD7002驱动板。

同时也在此感谢英飞凌工程师苏星的技术支持，在英飞凌TLD7002驱动LED点阵开源项目的研发过程中，苏星老师给我们提供了很多技术支持和帮助，同时也非常感谢组委会和英飞凌对我们的信任，也期待能与英飞凌开展更深入的合作，让我们能获得更多学习和进步机会。更要感谢英飞凌对智能车竞赛提供的大力支持。这里面包括为办比赛提供经费，为参赛同学们提供芯片，为大赛提供奖品，也通过我们为同学们提供技术支持。 同学们也可以通过英飞凌官方渠道获得学习英飞凌各类芯片应用开发的更多官方资料。欢迎关注“英飞凌汽车电子生态圈”微信公众号，点击最左边菜单“智能车竞赛”，查看“芯片申请计划”，“芯片申请模板”，以及竞赛用英飞凌AURIX™等产品资料。