?一、概述

FZH367 （深圳市方中禾科技）是一種具有獨立自動呼吸功能的LED(12×16)點陣驅(qū)動芯片。芯片通過I2C協(xié)議控制每個LED實現(xiàn) 3種自動呼吸模式及PMW模式的切換控制。 此外，芯片具備對每一個LED的開短路檢測功能，通過I2C讀指令操作可以確定開短路LED在點陣中 的具體位置。芯片主要應(yīng)用于LED屏顯示、家電設(shè)備、游戲設(shè)備等LED的應(yīng)用。本產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。

二、特性說明

l電源電壓范圍:3.0V至 5.5V

l多達(dá) 192個led(12×16)點陣

l點陣的每個LED可以獨立開/關(guān)控制

l點陣的每個LED可以獨立 256級 PWM控制

l點陣的每個LED可以獨立自動呼吸模式選擇

l點陣的每個LED可以獨立開路和短路錯誤檢測功能

l支持多顆芯片級聯(lián)同步

l 256級恒流輸出設(shè)置可調(diào)

l標(biāo)準(zhǔn)I2C接口

l可編程 12×16 (64 RGBs)矩陣大小，消影功能可配置選擇

l自動呼吸循環(huán)功能中斷引腳通知MCU自動呼吸循環(huán)完成

l自動呼吸模式提供 128級顯示灰度校正曲線，呼吸顯示效果更自然飽滿

l封裝形式：QFN-48封裝、LQFP-48封裝

三、內(nèi)部功能框圖

四、管腳圖

五、管腳功能定義

集成電路系靜電敏感器件，在干燥季節(jié)或者干燥環(huán)境使用容易產(chǎn)生大量靜電，靜電放電可能

會損壞集成電路，建議采取一切適當(dāng)?shù)募呻娐奉A(yù)防處理措施，不正當(dāng)?shù)牟僮骱附樱赡軙斐?ESD損壞或者性能下降，芯片無法正常工作。

六、極限工作條件

(1)芯片長時間工作在上述極限參數(shù)條件下，可能造成器件可靠性降低或永久性損壞，不建議實際使 用時任何一項參數(shù)達(dá)到或超過這些極限值。

(2)所有電壓值均相對于系統(tǒng)地測試。

七、推薦工作條件

八、芯片參數(shù)

1、 電氣特性

2、 數(shù)字輸入開關(guān)特性

九、I2C通訊方式說明

1、I2C通訊接口

FZH367 提供了從機 I2C通訊接口，支持與標(biāo)準(zhǔn) I2C匹配的總線協(xié)議。I2C通訊線分別是 SDA、SCL（需接上拉電阻到 VDD）。

2、應(yīng)答信號位（ACK）

在傳輸應(yīng)答信號時，主機控制信號通過上拉電阻將 SDA線拉高；而被尋址的芯片應(yīng)答時將 SDA線直 接拉低，并保持一個位的時間。正確接受一個字節(jié)后，芯片會送出應(yīng)答信號；在第九個時鐘脈沖時，SDA置為低電平；控制部分產(chǎn)生結(jié)束命令來中止傳輸數(shù)據(jù)。

3、 7位尋址

在 7位尋址（D7:D1）的過程中，從機地址在啟動信號后的首個字節(jié)開始傳輸，該字節(jié)前 7位為從 機地址，第 8位 D0為 R/W，其中 0表示 W，1表示 R。位 D1和 D2的值由 ADDR1引腳的連接決定。位 D3和位 D4的值由 ADDR2引腳的連接決定。

4、地址增加模式

使用地址自動加 1模式，設(shè)置地址實際上是設(shè)置傳送的數(shù)據(jù)流存放的起始地址。主機對 FZH367芯 片寫入數(shù)據(jù)，支持單個數(shù)據(jù)寫入或多個數(shù)據(jù)連續(xù)寫入。寫入多個數(shù)據(jù)的格式為：

5、讀操作

FZH367 芯片支持單個數(shù)據(jù)讀出。R/W位為 0表示 W，R/W位為 1表示 R，8位寄存器地址數(shù)據(jù)為 所讀取的寄存器地址，8位寄存器數(shù)據(jù)即為讀取的數(shù)據(jù)。讀一個數(shù)據(jù)的格式為：

十、寄存器定義

1、寄存器說明

（1）FDh總配置寄存器 (W)

（2）FEh總配置寄存器寫鎖 (R/W)

CRWL (指令寫鎖寄存器)：為 0x00時FDh寫禁用；為 0xC5時FDh寫使能一次

選擇總配置寄存器（PG0~PG3任一個）時，需要先解鎖該寄存器，防止誤操作發(fā)生。當(dāng)總配置寄存 器寫鎖（FEh）配置為 0xC5時，只允許總配置寄存器（FDh）修改一次，總配置寄存器（FDh）被修改后， 總配置寄存器寫鎖（FEh）配置立刻重置為 0x00，不能修改總配置寄存器（FDh）。默認(rèn)為 0x00。

（3）F0h中斷屏蔽寄存器 (W)

IAC（自動清除中斷位）：為 1時INTB腳保持為低超過 8ms時，中斷自動清除；為 0時中斷不能自 動清除

IAB (自動呼吸中斷位)：為 1時使能自動呼吸循環(huán)結(jié)束中斷；為 0時除能自動呼吸循環(huán)結(jié)束中斷

IS (點短路中斷位)：為 1時使能點短路中斷；為 0時除能點短路中斷

IO (點開路中斷位)：為 1時使能點開路中斷；為 0時除能點開路中斷

中斷屏蔽寄存器為IC配置中斷功能。默認(rèn)值為 0x00。

（4）F1h中斷狀態(tài)寄存器 (R)

ABM3(自動呼吸模式 3完成位)：為 1時ABM3完成；為 0時ABM3未完成

ABM2(自動呼吸模式 2完成位)：為 1時ABM2完成；為 0時ABM2未完成

ABM1(自動呼吸模式 1完成位)：為 1時ABM1完成；為 0時ABM1未完成

SB (短路位)：為 1時短路發(fā)生；為 0時沒有短路

OB (開路位)：為 1時開路發(fā)生；為 0時沒有開路

中斷狀態(tài)寄存器顯示 IC的中斷狀態(tài)。默認(rèn)值為 0x00。

2、寄存器地址定義

（1）PG0(0x00):LED控制寄存器

①00h~17h：LED開關(guān)寄存器

CX-Y (LED狀態(tài)位)：為 1時LED開；為 0時LED關(guān)

LED開關(guān)寄存器存儲矩陣中每個LED的開關(guān)狀態(tài)。默認(rèn)值為 0x00。

②18h~2Fh：開路寄存器

OPX （LED開路位）：為 1時LED開路；為 0時LED正常

LED開路寄存器存儲矩陣中每個LED的開路或正常狀態(tài)。默認(rèn)值為 0x00。

③30h~47h：短路寄存器

STX （LED短路位）：為 1時LED短路；為 0時LED正常

LED短路寄存器存儲矩陣中每個LED的短路或正常狀態(tài)。默認(rèn)值為 0x00。

（2）PG1(0x01):PWM寄存器

00h~BFh PWM寄存器

PWM：每個LED點都有一個字節(jié)來調(diào)制PWM占空比 256級。默認(rèn)值為 0x00。

（3）PG2(0x02):自動呼吸模式寄存器

00h~BFh：自動呼吸模式寄存器

ABMS（自動呼吸模式選擇位）：為 00時選擇PWM控制模式；為 01時選擇自動呼吸模式 1(ABM-1)； 為 10時選擇自動呼吸模式 2(ABM-2)；為 11時選擇自動呼吸模式 3(ABM-3)

自動呼吸模式寄存器設(shè)置每個網(wǎng)點的操作模式。默認(rèn)值為 0x00。

（4）PG3(0x03):功能寄存器

①00h：配置寄存器

SYNC（同步配置位）：為 00/11時進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)；為 01時進(jìn)入主機模式；為 10時進(jìn)入從機模式

OSD （開短路檢測使能位）：為 1時使能開短路檢測；為 0時不使能開短路檢測

B_EN（自動呼吸使能位）：為 1時自動呼吸模式使能；為 0時PWM模式使能

SSD （軟件關(guān)機控制位）：為 1時正常工作；為 0時軟件關(guān)機

②01h：全局電流控制寄存器

全局電流控制寄存器調(diào)制所有 CSx (x=1~16)直流電流 IOUT為 256級。(IOUT單位：mA)

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

自動呼吸控制寄存器 1在自動呼吸模式下設(shè)置T1和T2時間。默認(rèn)值為 0x00。

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

自動呼吸控制寄存器 2在自動呼吸模式下設(shè)置T3和T4時間。默認(rèn)值為 0x00。

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

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

LB （循環(huán)開始時間位）：為 00時循環(huán)從T1開始；為 01時循環(huán)從T2開始；為 10時循環(huán)從T3開 始；為 11時循環(huán)從T4開始

LE （循環(huán)結(jié)束時間位）：為 00時循環(huán)結(jié)束處于關(guān)閉狀態(tài)（T3結(jié)束）；為 01時循環(huán)結(jié)束處于開 啟狀態(tài)（T1結(jié)束）

LTA （8-11位的循環(huán)字節(jié)配置位）：配置表格如下

LTB （0-7位的循環(huán)字節(jié)配置位）：配置表格如下

總循環(huán)時間T計算公式：

⑥0Eh:定時更新寄存器 02h~0Dh

發(fā)送到自動呼吸控制寄存器（02h~0Dh）的數(shù)據(jù)存儲在臨時寄存器中。寫入數(shù)據(jù) 0x00到定時更新寄 存器中,更新自動呼吸控制寄存器（02h~0Dh）。

⑦0Fh:SWy上拉電阻選擇寄存器

PUR（SWy上拉電阻選擇位）：配置表格如下

設(shè)置SWy的上拉電阻為 0~32KΩ。默認(rèn)值為 0x00。

⑧10h:CSx下拉電阻選擇寄存器

PDR（CSx下拉電阻選擇位）：配置表格如下

設(shè)置CSx的下拉電阻為 0~32KΩ。默認(rèn)值為 0x00。

⑨11h:復(fù)位寄存器

剛上電時，F(xiàn)ZH367所有寄存器均配置為 0x00。當(dāng)用戶讀取復(fù)位寄存器時，F(xiàn)ZH367會將所有寄存器 重置為默認(rèn)值 0x00。

十一、功能描述

1、掃描時間

LED矩陣掃描開關(guān)（SW1~SW12）通過串行方式開啟，每個SWy(y=1~12)在導(dǎo)通時間內(nèi)驅(qū)動 16個LED， 其中一個SW的顯示周期為 256us，非重疊消影時間為 16us，掃描期間SWy(低電平有效，y=1~12)占空比為：

2、工作模式

FZH367 的每個點都有兩種可選擇的工作模式，PWM模式和自動呼吸模式。

PWM模式

芯片的每個點陣LED都可獨立設(shè)置模式：PWM模式或者自動呼吸模式，將Page2(PG2,00h

~BFh)寄存器 配置為“00h”，芯片點陣LED對應(yīng)的點位就工作在PWM模式。

當(dāng)芯片點陣LED對應(yīng)的點位處在PWM模式下，每個點陣LED亮度由PWM寄存器數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，256 級可 調(diào)。用戶通過不斷更新芯片的PWM灰度數(shù)據(jù)便可以調(diào)節(jié)不同點位led的亮度以達(dá)到呼吸效果。

自動呼吸模式

FZH367 有三種自動呼吸模式可選擇：自動呼吸模式 1，自動呼吸模式 2和自動呼吸模式 3。

將PG2 (PG2, 00h~BFh)寄存器配置為“01h”(ABM-1)，“02h”(ABM-2)或“03h”(ABM-3)，并且Page3（PG3，00h）寄存器的B_EN位配置為“1”,芯片點陣LED對應(yīng)的點位就工作在自動呼吸模式，當(dāng)置B_EN位為“0”，呼吸功能不啟用。

每一種自動呼吸模式有t1、t2、t3、t4，如下圖所示:

t1：表示LED亮度由滅到亮，并且灰度的變化經(jīng)過伽馬校正，曲線更貼切人眼視覺效果；取值范圍 為 0.42s ~ 53.76s

t2：表示LED持續(xù)高亮，保持最大灰度等級；取值范圍為 0s ~ 53.76s

t3：表示LED亮度由亮到滅，并且灰度的變化經(jīng)過伽馬校正，曲線更貼切人眼視覺效果；取值范圍 為 0.42s ~ 53.76s

t4：表示LED亮度持續(xù)滅；取值范圍為 0s ~ 215.04s

?

每次呼吸模式的開始點可設(shè)置為t1~t4中的任意一個，停止點可設(shè)置為t2或者t4，循環(huán)時間可設(shè)為 1~2^12次或無限次。ABM-1~ABM-3 (PG2, 02h~0Dh)的設(shè)置需要在PG3中寫入 0Eh進(jìn)行更新后才能生效。

如果不遵循此流程，第一個循環(huán)的起始點可能是錯誤的。

3、關(guān)機模式

FZH367 有軟件關(guān)機和硬件關(guān)機兩種關(guān)機模式。

處于關(guān)機模式下，F(xiàn)ZH367不僅電流功耗低（5uA），還可以配置功能寄存器。

3.1硬件關(guān)機模式

FZH367 的SDB引腳可以控制FZH367進(jìn)入或退出硬件關(guān)機模式。

當(dāng)SDB腳被拉低，F(xiàn)ZH367進(jìn)入硬件關(guān)機模式。反之，若SDB腳被拉高，F(xiàn)ZH367退出硬件關(guān)機模式。

3.2軟件關(guān)機模式

配置寄存器（PG3,00h）的SSD位為“0”，F(xiàn)ZH367進(jìn)入軟件關(guān)機模式。

4、獨立開路和短路檢測功能

FZH367具備對每一個LED的開路和短路檢測功能 ，可以將開路/短路信息存儲在LED開路/短路寄存器中。開路/短路檢測是一次性事件。每次進(jìn)行開/短路檢測前，Page0（PG0，00h）寄存器的OSD位 要先清“0”，再置“1”,再將Page3(PG3, 03h)寄存器配置為“01h”（GCC=0x01），F(xiàn)ZH367 開啟 開短路檢測功能。至少經(jīng)過 3個掃描周期（10ms）后，MCU才可通過I2C接口讀LED開路寄存器 （18h~2Fh）/LED短路寄存器（30h~47h）數(shù)據(jù)，確定開短路LED在點陣中的具體位置。

5、級聯(lián)同步功能

FZH367 的SYNC引腳可以用來級聯(lián)芯片的同步功能。配置Page3(PG3, 03h)寄存器的SYNC位可以 控制SYNC引腳輸入或輸出同步時鐘信號。

SYNC位配置為“00”或“11”，SYNC引腳輸出高阻態(tài)，同步功能不啟用。SYNC位配置為“01”，芯 片配置為主機模式，SYNC引腳輸出同步時鐘信號，同步其他芯片。SYNC位配置為“10”，芯片配置為從 機模式，SYNC引腳輸入同步時鐘信號，并和該輸入信號芯片同步工作。SYNC位默認(rèn)值是“00”，所以開機時SYNC引腳輸出高阻態(tài)。

6、中斷控制功能

FZH367 的INTB引腳為中斷控制引腳，可以作為LED開路標(biāo)志、LED短路標(biāo)志和自動呼吸模式 1、 自動呼吸模式 2和自動呼吸模式 3循環(huán)結(jié)束的標(biāo)志。

LED開路標(biāo)志：將中斷屏蔽寄存器(F0h)的IO位配置為“1”，當(dāng)有LED開路，INTB引腳會被拉低，同 時中斷狀態(tài)寄存器(F1h)的OB位存儲開路狀態(tài)信息。

LED短路標(biāo)志：將中斷屏蔽寄存器(F0h)的IS位配置為“1”，當(dāng)有LED短路，INTB引腳會被拉低，同 時中斷狀態(tài)寄存器(F1h)的SB位存儲短路狀態(tài)信息。

將中斷屏蔽寄存器(F0h)的IAC位配置為“1”，INTB引腳會在保持 16ms的低電平后被拉高，中斷自 動清除。INTB引腳在讀取中斷狀態(tài)寄存器(F1h)后也會被拉高。INTB引腳被拉高后，中斷狀態(tài)寄存器(F1h)恢復(fù)默認(rèn)值 0x00。

7、I2C重置功能

FZH367 的IICRST引腳為I2C復(fù)位引腳，當(dāng)I2C總線正常工作時，IICRST引腳保持為低；若置

高，I2C總線被復(fù)位重置。

8、消影功能

LED矩陣在行掃和列掃時無法同時進(jìn)行切換，會存在一定時差，這個時差內(nèi)會出現(xiàn)不該點亮的LED點 發(fā)出微亮的光，這種現(xiàn)象就是“鬼影”。

為了消除這種“鬼影”現(xiàn)象，F(xiàn)ZH367給每個SWy(y=1~12)引腳集成了上拉電阻和每個CSx(x=1~16)引 腳集成了下拉電阻，SWy上拉電阻和CSx下拉電阻只在SWy/CSx輸出在關(guān)閉狀態(tài)時有效,配置SWy上拉電阻 和CSx下拉電阻，啟動消影功能，消除“鬼影”現(xiàn)象。

十二、應(yīng)用電路

注意：（1）VDD-GND的 0.47uF和 0.1uF電容，盡量靠近VDD。

十三、級聯(lián)方式

級聯(lián)四顆FZH367芯片如上圖接法，第一顆芯片為主機模式，其余三顆芯片為從機模式。第

一顆在 主機模式的芯片輸出同步時鐘信號，并作為工作在從機模式的三顆芯片的輸入時鐘。芯片工作在主機模式還是從機模式由配置寄存器（功能寄存器，地址為 00h）決定。

十四、封裝示意圖（QFN48）

封裝示意圖（LQFP48）

審核編輯 黃宇