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。
　

　CharlieplexをマトリクスLEDで使おうとするとちょっと厳しい。

↑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、

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。

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↓)

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。

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　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。