LED驱动芯片FZH367，应用开发相关数据技术手册-电子发烧友网

一、概述

FZH367 （深圳市方中禾科技）是一种具有独立自动呼吸功能的LED(12×16)点阵驱动芯片。芯片通过I2C协议控制每个LED实现 3种自动呼吸模式及PMW模式的切换控制。此外，芯片具备对每一个LED的开短路检测功能，通过I2C读指令操作可以确定开短路LED在点阵中的具体位置。芯片主要应用于LED屏显示、家电设备、游戏设备等LED的应用。本产品性能优良，质量可靠。

二、特性说明

l电源电压范围:3.0V至 5.5V

l多达 192个led(12×16)点阵

l点阵的每个LED可以独立开/关控制

l点阵的每个LED可以独立 256级 PWM控制

l点阵的每个LED可以独立自动呼吸模式选择

l点阵的每个LED可以独立开路和短路错误检测功能

l支持多颗芯片级联同步

l 256级恒流输出设置可调

l标准I2C接口

l可编程 12×16 (64 RGBs)矩阵大小，消影功能可配置选择

l自动呼吸循环功能中断引脚通知MCU自动呼吸循环完成

l自动呼吸模式提供 128级显示灰度校正曲线，呼吸显示效果更自然饱满

l封装形式：QFN-48封装、LQFP-48封装

三、内部功能框图

四、管脚图

五、管脚功能定义

集成电路系静电敏感器件，在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电，静电放电可能

会损坏集成电路，建议采取一切适当的集成电路预防处理措施，不正当的操作焊接，可能会造成 ESD损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。

六、极限工作条件

(1)芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，不建议实际使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。

(2)所有电压值均相对于系统地测试。

七、推荐工作条件

八、芯片参数

1、电气特性

2、数字输入开关特性

九、I2C通讯方式说明

1、I2C通讯接口

FZH367 提供了从机 I2C通讯接口，支持与标准 I2C匹配的总线协议。I2C通讯线分别是 SDA、SCL（需接上拉电阻到 VDD）。

2、应答信号位（ACK）

在传输应答信号时，主机控制信号通过上拉电阻将 SDA线拉高；而被寻址的芯片应答时将 SDA线直接拉低，并保持一个位的时间。正确接受一个字节后，芯片会送出应答信号；在第九个时钟脉冲时，SDA置为低电平；控制部分产生结束命令来中止传输数据。

3、 7位寻址

在 7位寻址（D7:D1）的过程中，从机地址在启动信号后的首个字节开始传输，该字节前 7位为从机地址，第 8位 D0为 R/W，其中 0表示 W，1表示 R。位 D1和 D2的值由 ADDR1引脚的连接决定。位 D3和位 D4的值由 ADDR2引脚的连接决定。

4、地址增加模式

使用地址自动加 1模式，设置地址实际上是设置传送的数据流存放的起始地址。主机对 FZH367芯片写入数据，支持单个数据写入或多个数据连续写入。写入多个数据的格式为：

5、读操作

FZH367 芯片支持单个数据读出。R/W位为 0表示 W，R/W位为 1表示 R，8位寄存器地址数据为所读取的寄存器地址，8位寄存器数据即为读取的数据。读一个数据的格式为：

十、寄存器定义

1、寄存器说明

（1）FDh总配置寄存器 (W)

（2）FEh总配置寄存器写锁 (R/W)

CRWL (指令写锁寄存器)：为 0x00时FDh写禁用；为 0xC5时FDh写使能一次

选择总配置寄存器（PG0~PG3任一个）时，需要先解锁该寄存器，防止误操作发生。当总配置寄存器写锁（FEh）配置为 0xC5时，只允许总配置寄存器（FDh）修改一次，总配置寄存器（FDh）被修改后，总配置寄存器写锁（FEh）配置立刻重置为 0x00，不能修改总配置寄存器（FDh）。默认为 0x00。

（3）F0h中断屏蔽寄存器 (W)

IAC（自动清除中断位）：为 1时INTB脚保持为低超过 8ms时，中断自动清除；为 0时中断不能自动清除

IAB (自动呼吸中断位)：为 1时使能自动呼吸循环结束中断；为 0时除能自动呼吸循环结束中断

IS (点短路中断位)：为 1时使能点短路中断；为 0时除能点短路中断

IO (点开路中断位)：为 1时使能点开路中断；为 0时除能点开路中断

中断屏蔽寄存器为IC配置中断功能。默认值为 0x00。

（4）F1h中断状态寄存器 (R)

ABM3(自动呼吸模式 3完成位)：为 1时ABM3完成；为 0时ABM3未完成

ABM2(自动呼吸模式 2完成位)：为 1时ABM2完成；为 0时ABM2未完成

ABM1(自动呼吸模式 1完成位)：为 1时ABM1完成；为 0时ABM1未完成

SB (短路位)：为 1时短路发生；为 0时没有短路

OB (开路位)：为 1时开路发生；为 0时没有开路

中断状态寄存器显示 IC的中断状态。默认值为 0x00。

2、寄存器地址定义

（1）PG0(0x00):LED控制寄存器

①00h~17h：LED开关寄存器

CX-Y (LED状态位)：为 1时LED开；为 0时LED关

LED开关寄存器存储矩阵中每个LED的开关状态。默认值为 0x00。

②18h~2Fh：开路寄存器

OPX （LED开路位）：为 1时LED开路；为 0时LED正常

LED开路寄存器存储矩阵中每个LED的开路或正常状态。默认值为 0x00。

③30h~47h：短路寄存器

STX （LED短路位）：为 1时LED短路；为 0时LED正常

LED短路寄存器存储矩阵中每个LED的短路或正常状态。默认值为 0x00。

（2）PG1(0x01):PWM寄存器

00h~BFh PWM寄存器

PWM：每个LED点都有一个字节来调制PWM占空比 256级。默认值为 0x00。

（3）PG2(0x02):自动呼吸模式寄存器

00h~BFh：自动呼吸模式寄存器

ABMS（自动呼吸模式选择位）：为 00时选择PWM控制模式；为 01时选择自动呼吸模式 1(ABM-1)；为 10时选择自动呼吸模式 2(ABM-2)；为 11时选择自动呼吸模式 3(ABM-3)

自动呼吸模式寄存器设置每个网点的操作模式。默认值为 0x00。

（4）PG3(0x03):功能寄存器

①00h：配置寄存器

SYNC（同步配置位）：为 00/11时进入高阻抗状态；为 01时进入主机模式；为 10时进入从机模式

OSD （开短路检测使能位）：为 1时使能开短路检测；为 0时不使能开短路检测

B_EN（自动呼吸使能位）：为 1时自动呼吸模式使能；为 0时PWM模式使能

SSD （软件关机控制位）：为 1时正常工作；为 0时软件关机

②01h：全局电流控制寄存器

全局电流控制寄存器调制所有 CSx (x=1~16)直流电流 IOUT为 256级。(IOUT单位：mA)

③02h、06h、0Ah:ABM-1、ABM-2、ABM-3 的自动呼吸控制寄存器 1

自动呼吸控制寄存器 1在自动呼吸模式下设置T1和T2时间。默认值为 0x00。

④03h、07h、0Bh:ABM-1、ABM-2、ABM-3 的自动呼吸控制寄存器 2

自动呼吸控制寄存器 2在自动呼吸模式下设置T3和T4时间。默认值为 0x00。

⑤04h、08h、0Ch:ABM-1、ABM-2、ABM-3 的自动呼吸控制寄存器 3

05h、09h、0Dh:ABM-1、ABM-2、ABM-3 的自动呼吸控制寄存器 4

LB （循环开始时间位）：为 00时循环从T1开始；为 01时循环从T2开始；为 10时循环从T3开始；为 11时循环从T4开始

LE （循环结束时间位）：为 00时循环结束处于关闭状态（T3结束）；为 01时循环结束处于开启状态（T1结束）

LTA （8-11位的循环字节配置位）：配置表格如下

LTB （0-7位的循环字节配置位）：配置表格如下

总循环时间T计算公式：

⑥0Eh:定时更新寄存器 02h~0Dh

发送到自动呼吸控制寄存器（02h~0Dh）的数据存储在临时寄存器中。写入数据 0x00到定时更新寄存器中,更新自动呼吸控制寄存器（02h~0Dh）。

⑦0Fh:SWy上拉电阻选择寄存器

PUR（SWy上拉电阻选择位）：配置表格如下

设置SWy的上拉电阻为 0~32KΩ。默认值为 0x00。

⑧10h:CSx下拉电阻选择寄存器

PDR（CSx下拉电阻选择位）：配置表格如下

设置CSx的下拉电阻为 0~32KΩ。默认值为 0x00。

⑨11h:复位寄存器

刚上电时，FZH367所有寄存器均配置为 0x00。当用户读取复位寄存器时，FZH367会将所有寄存器重置为默认值 0x00。

十一、功能描述

1、扫描时间

LED矩阵扫描开关（SW1~SW12）通过串行方式开启，每个SWy(y=1~12)在导通时间内驱动 16个LED，其中一个SW的显示周期为 256us，非重叠消影时间为 16us，扫描期间SWy(低电平有效，y=1~12)占空比为：

2、工作模式

FZH367 的每个点都有两种可选择的工作模式，PWM模式和自动呼吸模式。

PWM模式

芯片的每个点阵LED都可独立设置模式：PWM模式或者自动呼吸模式，将Page2(PG2,00h

~BFh)寄存器配置为“00h”，芯片点阵LED对应的点位就工作在PWM模式。

当芯片点阵LED对应的点位处在PWM模式下，每个点阵LED亮度由PWM寄存器数据进行控制，256 级可调。用户通过不断更新芯片的PWM灰度数据便可以调节不同点位led的亮度以达到呼吸效果。

自动呼吸模式

FZH367 有三种自动呼吸模式可选择：自动呼吸模式 1，自动呼吸模式 2和自动呼吸模式 3。

将PG2 (PG2, 00h~BFh)寄存器配置为“01h”(ABM-1)，“02h”(ABM-2)或“03h”(ABM-3)，并且Page3（PG3，00h）寄存器的B_EN位配置为“1”,芯片点阵LED对应的点位就工作在自动呼吸模式，当置B_EN位为“0”，呼吸功能不启用。

每一种自动呼吸模式有t1、t2、t3、t4，如下图所示:

t1：表示LED亮度由灭到亮，并且灰度的变化经过伽马校正，曲线更贴切人眼视觉效果；取值范围为 0.42s ~ 53.76s

t2：表示LED持续高亮，保持最大灰度等级；取值范围为 0s ~ 53.76s

t3：表示LED亮度由亮到灭，并且灰度的变化经过伽马校正，曲线更贴切人眼视觉效果；取值范围为 0.42s ~ 53.76s

t4：表示LED亮度持续灭；取值范围为 0s ~ 215.04s

每次呼吸模式的开始点可设置为t1~t4中的任意一个，停止点可设置为t2或者t4，循环时间可设为 1~2^12次或无限次。ABM-1~ABM-3 (PG2, 02h~0Dh)的设置需要在PG3中写入 0Eh进行更新后才能生效。

如果不遵循此流程，第一个循环的起始点可能是错误的。

3、关机模式

FZH367 有软件关机和硬件关机两种关机模式。

处于关机模式下，FZH367不仅电流功耗低（5uA），还可以配置功能寄存器。

3.1硬件关机模式

FZH367 的SDB引脚可以控制FZH367进入或退出硬件关机模式。

当SDB脚被拉低，FZH367进入硬件关机模式。反之，若SDB脚被拉高，FZH367退出硬件关机模式。

3.2软件关机模式

配置寄存器（PG3,00h）的SSD位为“0”，FZH367进入软件关机模式。

4、独立开路和短路检测功能

FZH367具备对每一个LED的开路和短路检测功能，可以将开路/短路信息存储在LED开路/短路寄存器中。开路/短路检测是一次性事件。每次进行开/短路检测前，Page0（PG0，00h）寄存器的OSD位要先清“0”，再置“1”,再将Page3(PG3, 03h)寄存器配置为“01h”（GCC=0x01），FZH367 开启开短路检测功能。至少经过 3个扫描周期（10ms）后，MCU才可通过I2C接口读LED开路寄存器（18h~2Fh）/LED短路寄存器（30h~47h）数据，确定开短路LED在点阵中的具体位置。

5、级联同步功能

FZH367 的SYNC引脚可以用来级联芯片的同步功能。配置Page3(PG3, 03h)寄存器的SYNC位可以控制SYNC引脚输入或输出同步时钟信号。

SYNC位配置为“00”或“11”，SYNC引脚输出高阻态，同步功能不启用。SYNC位配置为“01”，芯片配置为主机模式，SYNC引脚输出同步时钟信号，同步其他芯片。SYNC位配置为“10”，芯片配置为从机模式，SYNC引脚输入同步时钟信号，并和该输入信号芯片同步工作。SYNC位默认值是“00”，所以开机时SYNC引脚输出高阻态。

6、中断控制功能

FZH367 的INTB引脚为中断控制引脚，可以作为LED开路标志、LED短路标志和自动呼吸模式 1、自动呼吸模式 2和自动呼吸模式 3循环结束的标志。

LED开路标志：将中断屏蔽寄存器(F0h)的IO位配置为“1”，当有LED开路，INTB引脚会被拉低，同时中断状态寄存器(F1h)的OB位存储开路状态信息。

LED短路标志：将中断屏蔽寄存器(F0h)的IS位配置为“1”，当有LED短路，INTB引脚会被拉低，同时中断状态寄存器(F1h)的SB位存储短路状态信息。

将中断屏蔽寄存器(F0h)的IAC位配置为“1”，INTB引脚会在保持 16ms的低电平后被拉高，中断自动清除。INTB引脚在读取中断状态寄存器(F1h)后也会被拉高。INTB引脚被拉高后，中断状态寄存器(F1h)恢复默认值 0x00。

7、I2C重置功能

FZH367 的IICRST引脚为I2C复位引脚，当I2C总线正常工作时，IICRST引脚保持为低；若置

高，I2C总线被复位重置。

8、消影功能

LED矩阵在行扫和列扫时无法同时进行切换，会存在一定时差，这个时差内会出现不该点亮的LED点发出微亮的光，这种现象就是“鬼影”。

为了消除这种“鬼影”现象，FZH367给每个SWy(y=1~12)引脚集成了上拉电阻和每个CSx(x=1~16)引脚集成了下拉电阻，SWy上拉电阻和CSx下拉电阻只在SWy/CSx输出在关闭状态时有效,配置SWy上拉电阻和CSx下拉电阻，启动消影功能，消除“鬼影”现象。

十二、应用电路