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2013年1月15日 (火)

Charlieplexing (2)

基本的、拡張Charlieplexingについて書いた。(2012/12/28)

 Chipiplexing方式(Charlieplexの拡張)を使うと、7segLEDは9桁が9本のI/Oで駆動できる、DPを使用しないなら8本のI/Oで8桁が制御可能である。
 Charlieplex7seg

 CharlieplexをマトリクスLEDで使おうとするとちょっと厳しい。
Charlieplexmatrix1
↑のように接続すると、左上を(0,0)とすると(1,1), (2 2)...(n,n)が駆動できない。

1本追加して↓のように配線すると全てのLEDが駆動できるのだが、
Charlieplexmatrix3

巷で売られているマトリクスLEDは
全て↓のように配線されている。
Matrix

このような配線のマトリクスLEDは何本のI/Oで駆動できるか考えてみた。

 Chipiplexing方式のトランジスタをサイリスタに変えると、N×NのマトリクスLEDは同じようにN+1本で制御できる。サイリスタは一旦ONするとゲート電流を流し続ける必要がなくなるのでLED点灯用データが出力できるようになるというもの。
(8x8マトリクスLEDを8つのI/Oで駆動する例↓)
8x8matrixled

任意の列(X列)の制御方法は

  1. P8←L、P(X)←H
  2. P(0-7)←表示データ(ActiveL)
  3. P8←Z
  4. P(0-7)←’ZZZZZZZZ’

解説

  1. カラムを選択してSCRをONする。
    一旦SCRがONするとゲート電流は流さなくても良いのでP(X)←Lが可能となる。
  2. 表示データを表示させる。
  3. 電流節約のため。
    秋月で売ってるMCR22-8は小ぶりのSCRだけれど保持電流 IH はtyp2mA, max5mA @TC=25℃ である。
    P←ZでなくP8←HとするとP(0-7)のいずれかがHとなった場合に予期しないLEDが点灯してしまう。
  4. 全て消灯する。
    SCRは電流を保持電流以下にしないとOFFにならない。

###
 LPC1114FN28で8×8のマトリクスLEDを駆動することを考えてみる。(LPC1114FN28である必要はないけど)

 LPC1114はI/Oポートのドライブ能力が低く IOL=4mA@VOH=0.4v(PIO0_7だけIOL=20mA@VOH=0.4v)である。

 最近のLEDは1mAも流すと結構明るいが、Duty=1/8なので8倍の電流を流さなければならない。ピークで8mA以上必要か。

 IOL vs VOLをデーターシートで見ると、VOL=0.6vを許すなら10mA以上取れそうだけれど、トータルの消費電流(IDD<100mA)なのでこちらが制限になりそうである。

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