帶I2C總線接口的LED驅(qū)動(dòng)器SAA1064及其應(yīng)用

摘要：SAA1064是Philips公司生產(chǎn)的帶總線接口的4位LED驅(qū)動(dòng)器?？捎糜隍?qū)動(dòng)4位帶小數(shù)點(diǎn)的七段顯示器，并可通過(guò)多路開(kāi)關(guān)對(duì)兩個(gè)2位顯示器進(jìn)行切換顯示，文中介紹了SAA1064的功能、工作原理及通訊規(guī)約，并給出了該芯片與80C552的接口電路和程序框圖。
關(guān)鍵詞：接口；SAA1064；LED；80C552；動(dòng)態(tài)顯示

1．概述

SAA1064是PHILIPS公司生產(chǎn)的4位LED驅(qū)動(dòng)器，為雙極型電路，具有接口。該電路是特別為驅(qū)動(dòng)4位帶有小數(shù)點(diǎn)的七段顯示器而設(shè)計(jì)的，通過(guò)多路開(kāi)關(guān)可對(duì)兩個(gè)2位顯示器進(jìn)行切換顯示。該器件內(nèi)部帶有總線從發(fā)送接收器，可以通過(guò)地址引腳ADR的輸入電平編程為4個(gè)不同的從器件地址。內(nèi)部的模式控制器可以控制LED的各個(gè)位以使其能夠工作于靜態(tài)模式、動(dòng)態(tài)模式、熄滅模式及段測(cè)試模式。

2．引腳功能及封裝形式

SAA1064采用24腳DIP和SOT兩種封裝形式，圖1所示為24腳DIP封裝的引腳排列。各主要引腳的功能如下：

ADR（1）：地址輸入線；
（2）：內(nèi)部振蕩器電容輸入端，典型值為2.7nF；
    P8～P1(3～10)：段數(shù)據(jù)輸出口1；
    P9～P16(15～22)：段數(shù)據(jù)輸出口2；
    MX1（11）：多路選擇開(kāi)關(guān)輸出1；
    MX2（14）：多路選擇開(kāi)關(guān)輸出2：
    （12）：地；
    （13）：電源；
    SDA（23）：總線串行數(shù)據(jù)線；
    SCL（24）：總線串行時(shí)鐘線；
 

3．功能說(shuō)明

3．1 通訊規(guī)約

主器件CPU通過(guò)總線對(duì)SAA1064進(jìn)行讀或?qū)?，讀/寫(xiě)方式中總線上的信息傳送格式如圖2所示，圖中：S為啟動(dòng)信號(hào)；P為結(jié)束信號(hào)；A為響應(yīng)位；X為任意值；A1A0由ADR輸入電位確定2位地址位；SC SB SA為單元地址位；C6～C0為控制位;PR為上電復(fù)位標(biāo)志。

3.2 SAA1064的從地址

SAA1064的從地址是由引腳ADR上的輸入電平?jīng)Q定的。ADR引腳在接、3/8、5/8和時(shí)分別對(duì)應(yīng)于4個(gè)不同的從地址（A1A0=00、01、10、11）。在寫(xiě)方式時(shí)，它們對(duì)應(yīng)的從地址字節(jié)值為70H、72H、74H、76H，而在讀方式時(shí)，它們對(duì)應(yīng)的從地址字節(jié)值為71H、73H、75H、77H。其他的地址不為該器件所響應(yīng)。

3.3狀態(tài)字節(jié)

SAA1064的狀態(tài)字節(jié)中只用1位：即上電復(fù)位標(biāo)志位PR，它為邏輯“1”時(shí)，表示從上次讀狀態(tài)以后出現(xiàn)過(guò)掉電和加電，而在讀狀態(tài)字節(jié)操作完成以后，該標(biāo)志清0。

3.4單元地址

用位SC、SB、SA形成1個(gè)指針以確定指令字節(jié)以后的數(shù)據(jù)字節(jié)寫(xiě)入哪個(gè)寄存器，而其它的數(shù)據(jù)依次寫(xiě)入后繼單元中，這種特性稱(chēng)為單元地址增量。單元地址指針?lè)秶鸀?～7。單元地址分配如表1所列。

3.5 控制字節(jié)

控制字節(jié)各位（C0～C6）的含義如下：
    C0=0 靜態(tài)顯示，數(shù)字位1和2可以連續(xù)顯示；
    C0=1動(dòng)態(tài)顯示，數(shù)字位1、3和2、4交替顯示；
    C1=0/1數(shù)字位1、3暗/亮選擇位；
    C2=0/1數(shù)字位2、4暗/亮選擇位；
    C3=1 所有段導(dǎo)通以便段測(cè)試，其電流由C4、C5、C6所決定；
    C4=1 段輸出電流增加3mA；
    C5=1 段輸出電流增加6mA；
    C6=1 段輸出電流增加12mA；

3.6數(shù)據(jù)字節(jié)

數(shù)據(jù)字節(jié)中數(shù)據(jù)為1時(shí)為對(duì)應(yīng)的段導(dǎo)通（亮），數(shù)據(jù)字節(jié)D17～D10、D27～D20、D37～D30、D47～D40分別對(duì)應(yīng)于位1、2、3和4的顯示器，高位對(duì)應(yīng)于輸出端P8或P16，低位對(duì)應(yīng)于輸出端P1或P9，顯示器1～4顯示的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于單元地址1～4的內(nèi)容。

3.7SDA、SCL

SDA、SCL分別為總線的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線。為防止這些引腳上出現(xiàn)過(guò)壓脈沖，應(yīng)接一個(gè)穩(wěn)壓管（5.5V）至，即正常的線電壓不應(yīng)超過(guò)5.5V。正常情況下，數(shù)據(jù)在響應(yīng)位的時(shí)鐘上跳變鎖存。

3.8上電復(fù)位

上電復(fù)位信號(hào)是在SAA1064芯片的內(nèi)部產(chǎn)生的，該信號(hào)能使內(nèi)部各位清0而顯示全暗，此時(shí)只有掉電標(biāo)志置位。

3.9外部定時(shí)控制電容

在SAA1064的引腳（2腳）上接一個(gè)定時(shí)電容到地可使內(nèi)部多路轉(zhuǎn)換的振蕩器工作。在靜態(tài)工作方式中，因?yàn)椴恍枰袷幤鞴ぷ?，因此，該引腳可接或浮空。

3.10段數(shù)據(jù)輸出端

P1～P16是吸收電流可控的段數(shù)據(jù)輸出端，可用相應(yīng)的數(shù)字位控制其導(dǎo)通，并由C4、C5、C6控制位控制其電流的大小。
   
3.11 多路輸出端

SAA1064的多路輸出端MX1和MX2在動(dòng)態(tài)顯示方式中交替導(dǎo)通，它們均由內(nèi)部時(shí)鐘的分頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。在靜態(tài)方式中，MX1總是導(dǎo)通，其輸出由內(nèi)部射極跟隨器組成，可直接驅(qū)動(dòng)2位顯示器的公共極，如果超過(guò)了電路的總功耗，應(yīng)當(dāng)用晶體管把11腳和14腳相連在一起。

4.典型應(yīng)用

圖3（略）給出了SAA1064和4位顯示器（動(dòng)態(tài)顯示）的接口電路，圖中的顯示器為共陽(yáng)極發(fā)光二極管組成的七段顯示器。

此電路可以用在電源模塊電路中作模塊電壓或電流值的顯示，也可用于檢測(cè)模塊電路中上報(bào)給CPU的電壓、電流值與實(shí)際值是否一致。用于控制總線的單片機(jī)電路的方框圖如圖4所示。其中的80C552是飛利浦（PHILIPS）公司的80C51單片機(jī)，它具有256字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、8路10位A/D轉(zhuǎn)換器、3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及一個(gè)監(jiān)視定時(shí)器；具有串行總線等特點(diǎn)。圖4中，模塊中的電壓值V、電流值I經(jīng)變換后送入A/D轉(zhuǎn)換口，經(jīng)采樣并將采樣值轉(zhuǎn)化為段數(shù)據(jù)經(jīng)總線串行輸出到SAA1064。

控制SAA1064顯示電壓、電流的程序流程圖如圖5（略）所示?？蓪?shí)現(xiàn)的功能為：最高位LED1顯示“U”，則表明顯示的是電壓值，如顯示“C”，則表明顯示的是電流值，后3位顯示的是電壓、電流的具體數(shù)值，如顯示“U45.0”表示電壓值為45.0V。電壓電流值每隔5秒交替顯示。在程序中，電壓、電流、顯示時(shí)間是由主程序的大循環(huán)控制的，這樣可提高CPU的工作效率。

筆者已將此電路用在48V/50A通信電源模塊上作調(diào)試和顯示使用，實(shí)際使用結(jié)果表明，SAA1064與80C552單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單，使用方便，效果良好.