目前，通過芯片本身能驅動的每個LED電流範圍為25mA到100mA之間。當然，對於一些大電流的應用場合，我們隻需用外加場效應管的方式來實現。LED無疑是當前最熱的一個應用，無論是手持設備、遊戲機、霓虹燈
、廣告牌等等，眩目的色彩及高質的光亮，總能第一時間吸引人的眼球。在當前眾多的LED控製器麵前
，如何選擇一款功能豐富且性價比又高的產品來迎合自己的設計

，無疑是擺在每個設計師麵前的問題。

　　

最簡單的LED驅動，我們可以用普通的I/O來實現。但I/O控製隻能實現LED 的ON與OFF，無法用來進行混光
、閃爍等功能，而且每個LED都需要占用一個單獨的I/O資源
，無疑性價比很低。我們也可以用專用的大電流LED控製器來設計，但昂貴的成本首先會成為問題，而且設計複雜，程度也會跟著各種幹擾的出現相應地提高。基於這些，恩智浦（NXP）推出一係列使用I2C接口的 LED驅動器，它可以通過I2C接口的兩根線
，去同時控製從4個到24個不等LED的ON/OFF、閃爍及RGB混光。在混光方案裏

，每個LED都是由一個獨立的8bit/256階PWM來驅動。這種基於I2C的LED控製方式，增加了設計的方便性與靈活性，而且也會減少在軟硬件方麵的投入，使披著神秘麵紗的LED對我們來講頓時顯得簡單和精彩。下麵
，我們將會以恩智浦LED驅動器PCA9633(＄0.4800)為例
，通過幾個簡單的應用來全麵闡述這種LED驅動器的優勢所在。

　　

PCA9633是四路LED驅動器，且每路可驅動最大25mA電流
，並根據封裝的不同提供了可選的固定I2C地址和帶4位或7位硬件可編硬件地址。如下圖所示。

從圖1我們可以看到

，每一路LED都是由一個單獨的8bit/256階的PWM來控製，且由於PWM足夠快，使其理論上可以通過它所驅動的四個LED混出任意顏色的光。除了每一路單獨的PWM
，PCA9633還提供了一個Group PWM
，通過它我們可以用來控製所調混色光的亮度及頻率，彌補了隻調單個PWM不能實現的一些功能。那麼PCA9633究竟如何來實現調光呢？秘密還是在 PWM上麵。如果不使用PWM
，那麼它隻能完成開和關的動作;低速的PWM隻能實現LED閃爍，並不足以達到混色的目的;高速的PWM就可以實現RGB混色;如果PWM速度可控，那麼就可以實現閃爍和混色的雙重功能。而且通過可控的8bit/256階PWM，加大了色階提升了色彩的層次感。見下圖2所示。

知(zhi)道(dao)了(le)混(hun)色(se)的(de)原(yuan)理(li)，那(na)麼(me)一(yi)個(ge)具(ju)體(ti)的(de)色(se)彩(cai)又(you)是(shi)如(ru)何(he)產(chan)生(sheng)的(de)呢(ne)？我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)人(ren)眼(yan)對(dui)色(se)彩(cai)的(de)感(gan)知(zhi)是(shi)各(ge)種(zhong)色(se)彩(cai)亮(liang)度(du)均(jun)值(zhi)的(de)疊(die)加(jia)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi) PCA9633每個PWM的占空比，去控製所驅動LED的亮度。根據三基色原理
，如果我們驅動的是RGB（或者RGBA）LED
，那麼通過調節這三個 LED的不同光亮

，就可以得到所要的色彩。圖3是PCA9633控製RGB三個LED來調粉色光的例子。

通過以上的描述，我們基本知道了PCA9633的內部結構和驅動原理。下麵我們將會以PCA9633固定I2C地址的幾個應用
，來進一步理解這種LED控製器的優勢所在。

　　

第一個應用，我們將用PCA9633來控製亮度條。我們知道一般像亮度條這樣的應用，往往需要用到大量LED串聯來進行。如果用單個接口去控製每個LED，會使成本和軟件複雜度大大增加。而通過I2C，在硬件上隻需要兩條控製線，在軟件上隻需發一條字節命令，就可以輕鬆進行操控。除此之外，由於I2C器件地址的唯一性，可以按所驅動LED的數量使用幾個PCA9633來進行控製。如果實際應用中PCA9633本身的驅動電流不夠，隻需在外圍加一個FET就可以輕鬆解決。另外，PCA9633獨有的Group PWM使得控製整個亮度條的光強和閃爍變的得心應手。下麵是其原理圖（見圖4），其中I2C master由係統提供，可以是MCU
，也可以是邏輯電路。

圖4中左半部為I2C的master，不作細述。右邊最上為LED限流電阻，通常LED的前向電壓為3V左右
，根據不同的顏色和製造工藝會有一些差別。我們可以通過所需LED電流去計算這個限流電阻的值：R=（Vsupply-Vfsum）/If.如果所需的LED電流大於25mA
，那麼圖中所加的FET可以輕鬆解決這一問題。當我們外加了FET以後，隻需把PCA9633的相應寄存器的OUTDRV設為高就可以了，以區別於它的默認值。現在我們可以看到用PCA9633去控製如此多的LED，原理圖相當簡潔

，同樣在軟件設置寄存器上也同樣方便。PCA9633提供了簡易且完整的內部寄存器
，例如LED輸出結構設置
、節電模式設置、芯片使能模式設置、LED的輸出狀態設置
，以及每個PWM和Group PWM的控製寄存器設置等。除此之外，PCA9633還hai提ti供gong了le一yi個ge寄ji存cun器qi設she置zhi遞di增zeng位wei，也ye就jiu是shi說shuo如ru果guo我wo們men設she置zhi了le這zhe一yi位wei，那na麼me我wo們men可ke以yi通tong過guo一yi個ge指zhi令ling序xu列lie來lai完wan成cheng內nei部bu所suo有you寄ji存cun器qi的de順shun序xu配pei置zhi
，這zhe在zai一yi些xie特te定ding的de應ying用yong中zhong是shi非fei常chang有you用yong的de，能neng最zui大da程cheng度du節jie省sheng軟ruan件jian和he係xi統tong資zi源yuan。下xia麵mian，我wo們men將jiang通tong過guo另ling外wai一yi個ge例li子zi來lai說shuo明ming內nei部bu寄ji存cun器qi的de設she置zhi。

　　

第二個例子是我們用PCA9633來完成呼吸燈的功能。雖然PCA9633內(nei)部(bu)不(bu)帶(dai)呼(hu)吸(xi)燈(deng)模(mo)塊(kuai)，但(dan)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)寄(ji)存(cun)器(qi)設(she)置(zhi)來(lai)實(shi)現(xian)這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)
，這(zhe)樣(yang)相(xiang)比(bi)於(yu)專(zhuan)用(yong)的(de)呼(hu)吸(xi)燈(deng)芯(xin)片(pian)在(zai)成(cheng)本(ben)上(shang)無(wu)疑(yi)有(you)很(hen)大(da)的(de)優(you)勢(shi)。為(wei)了(le)便(bian)於(yu)說(shuo)明(ming)，我(wo)們(men)隻(zhi)用(yong)PCA9633來控製一個LED的呼吸動作
，原理圖很簡單，在此略去，通過控製這一個LED的漸亮與漸暗過程以達到呼吸的目的。要實現這個功能，PCA9633的獨立PWM將是最主要的因素。如前我們已經提到每個 LED都是由一個8bit/256階PWM來控製，那麼也就是說，每個燈有256段亮暗色階可調，可以完美實現呼吸功能。具體，我們通過控製PWM的占空比來完成。如果我們的LED是由PCA9633的PWM0來控製，那麼PWM0的占空比將決定這個LED的亮度：Bright（duty cycle）=PWM0［7:0］/256.daoci
，yigewanzhengdehuxiguochengjiuwanchengle
，yongjigejiandandejicunqishezhi
，jiuwanchenglekanqilaisihuzhiyouyongfuzaxitonghuozhuanyongxinpiancainengzuodeshiqing。congyishanglianggelizi，womenkeyikandaoyongenzhipudeI2C LED驅動器，不論是硬件上還是軟件上都是非常簡單和易操作的，而且用此類器件所能實現的功能，絲毫不比一些係統和專有芯片遜色。

　　

總之，I2C LED驅動器提供了高性價比的LED設計方案，相比於用GPIO或專用LED驅動器，不僅節省了係統資源
，也使設計的成本和複雜度大大減少，並可以有效提高設計的可靠性和驅動光的均勻性。此外，采用此類LED驅動器，可以很有效地幫助我們減少設計周期並提升設計靈活性。