内容

1.参考文献

2.介绍

3.背景

4.ASM表示GreenPAK设计

5.GreenPAK设计，ASM输入

6.方法1 - 8个DFFs

7.方法#2 - PGEN和时钟复用

8.比较

9.GreenPAK设计，ASM输出

10.决议

11.14总调制输出

12.I2C

13.波形的功能

14.结论

参考文献

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yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供了一个完整的应用笔记[4]库，包括设计示例以及Dialog IC内的功能和模块的说明。

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作者:玉涵太阳

介绍

本应用笔记将解释如何创建一个8输出LED控制器，每个通道8位分辨率PCM(脉冲编码调制)，使用GreenPAK中的ASM块。此外，I2C接口可以从MCU中卸载LED驱动功能，如图1所示。在实施过程中只需要GreenPAK IC的一部分资源;许多块可用来实现其他用户功能。

背景

GreenPAK5中的ASM块具有内置的能力，可以同时驱动8个输出，每个输出具有独立的8位代码，可以由I2C任意设置。代表模拟信号的8位串行码被称为脉冲码调制(PCM)。

图1所示。系统级视图

在这个应用中，我们通过对每个输出位的串行时序进行二进制加权，将PCM码转换为模拟调光电平，这样时间平均电压与码的二进制值成比例。

其结果与PWM(脉冲宽度调制)非常相似，其中数字信号可以简单地通过滤波转换为模拟信号。

PCM方案和PWM方案的区别如图2所示。PCM和PWM波形的平均值相同，均为700mV。然而，PWM每个周期需要更少的转换，因此更适合于需要最小化开关能量损失的应用。亚博国际官网平台网址然而，在LED应用中，周期速率相亚博国际官网平台网址对较慢，所以PCM调光方案的额外过渡没有问题。

优点是，从二进制代码到PCM的自然转换对于在GreenPAK中实现来说更节省资源。

图2。PWM vs PCM

ASM表示GreenPAK设计

设计从ASM开始，这是一个八状态异步状态机。每个状态表示代码中的一个二进制位。

表1。ASM状态机

	State0.	State1.	State2.	立式3.	State4.	State5.	State6.	State7.
位	bit0 (LSB)	bit1	bit2	第3位	相加	bit5	bit6	bit7 (MSB)
时间(T)	T / 256	T / 128	T / 64	T / 32.	T / 16.	T / 8	T / 4	T / 2
责任％	0.390625%	0.78125%	1.5625％	3.125%	6.25%	12.5％	25％	50％
转换	CLK / 2.	CLK / 4.	CLK / 8.	CLK / 16	CLK / 32	CLK / 64	CLK / 128	重启信号

图3。ASM状态机

状态机循环所有状态，确保每个状态持续指定的时间。通过ASM的一个完整循环对应一个周期。请参见图3中的状态图。状态图描述了状态转换的方向，从初始状态0开始，顺时针移动到状态7。状态7然后循环回到状态0，开始一个新的周期。

状态0表示最低有效位，位，而状态7表示最高有效位Bit7。有关该位的比特，部分和占空比的表1是指每个状态所代表的。

状态暂时性信号以严格的间隔发生，以确保每个州只持续指定的时间。

这一数额是计算期间的一小部分分别为州0到7。请参阅图4.每个OSC分部连接到顺序转换信号。由于每个后续状态是左侧的二进制位置，因此每个后续状态持续两倍。IE。状态0具有T / 256的持续时间，状态1具有T / 128的时段。

GreenPAK设计，ASM输入

ASM状态暂时性输入必须是CLK的二进制划分，如前一节所述。在这种设计中，分区使用DFFS完成。有几种方法可以实现这一目标，我们将看出蛮力方法以及更优雅的解决方案。

图4。变化#1，八个DFFs

第一种方法是将一个DFF串接在另一个DFF之后，得到8个被分割的时钟。第二种方法是使用PGEN来产生所有必要的过渡信号。下面将对此进行讨论。

注1：重要的是要记住，ASM转换输入很高，并且在生成ASM输入信号时将考虑到这一点。

方法1 - 8个DFFs

第一种方法使用总共8个DFF，一个用于每个ASM输入。这里，管道延迟用作DFF，但具有额外的反转输出。每个DFF切换到时钟下一个DFF，使每个DFF是其前述DFF的频率的一半，产生必要的输入信号。

每个DFF输出被反向，以防止所有信号在同一时间高，这将导致ASM环路在一个圆。最后，周期通过上升边缘检测器(PDLY)在每个周期结束时重置，这将改变周期宽度从256到255，其影响将在“分辨率”一节中讨论。

注意DFF6采用CLK / 128击中，使得当CLK / 128变高时，CLK / 1被强制为时序图中所示的零。这也是为了防止CLK / 1和CLK / 128相同的高导致从状态7到状态0的不需要转换的时间。

时间图1所示。变体#1的ASM输入

方法#2 - PGEN和时钟复用

第二种方法使用一个PGEN和一个时钟复用电路来产生时间脉冲。PGEN配置为1和0的模式，如图6中的配置所示。选择模式的1和0，使上升和下降边与的时间相对应EDGE_DET0检测上升边，EDGE_DET1检测下降边。当组件检测到边缘时，这些块的输出脉冲高。

我们使用两个边缘探测器而不是一个边缘探测器，使得每个其他ASM输入具有相同的源。
PGEN被限制为只有16位模式，这仅够四个连续的边。为了将PGEN延伸到接下来的4条边，PGEN时钟的输入在快速的2MHz/8时钟和缓慢的2MHz/8/16时钟之间复用。多路复用器的选择位来自DFF5，当检测到两个红色脉冲时从高到低切换。DFF5还启用/16管道延迟分频器。

图5.变体＃2。DFFS生成的ASM转换信号

时间图2所示。变体#2的ASM输入

图6。PGEN配置

图7。ASM输出和输出配置

比较

方法1使用17个组件，而方法2只使用7个，最多留下12个组合功能组件，其中7个可以配置为计数器。虽然第一种设计易于理解并易于移植到另一个项目中，但第二种方法中的多路复用节省了更多的资源。在这篇应用笔记中，我们将继续分析pgen和时钟复用解决方案。

表2。比较

	方法1 - 8个DFFs	方法#2 - PGEN和时钟复用
使用宏单元	16 + 1	7
剩下的宏单元	3.	12
段	255	255

时间图3所示。ASM输出时序为图6中的输出配置

GreenPAK设计，ASM输出

ASM输出是连接到GPIOS 20到13的PCM代码。

图7中的输出表被配置为每个ASM输出代表一个ASM状态。这将显示每个状态的相对时间，如时序图3所示。OUT0是第一个也是最短的，因为它表示stat0 -bit0。OUT7是最后的也是最长的，因为它代表stat7 -bit7。每个输出都没有与其相邻输出的重叠，每个输出的长度都是前一个的两倍。

决议

唯一的PCM码总数为256，取值范围为0 ~ 255。本设计将周期分为255个部分。通常，GreenPAK的PWM块输出一个带有256段的周期。

最后一段被强制高或低，这样输出占空比范围从0-99.6%或0.4-100%。

为了实现第256个段，我们需要第九州。然而，GreenPak5的ASM只有八个州。

为避免重置，我们强迫段落到255个段。这导致占空比为0至100％的范围，分辨率为0.39215％（1/255），而不是0.390625％（1/256）。该逻辑已集成到具有15位模式的Pgen中。PGEN将在15个快速时钟时钟，然后是15个慢速时钟。每个慢速时钟比快速时钟慢16倍。因此，段的总数是：16 * 15 + 15 = 255。

14总调制输出

除了从ASM的八个输出，我们可以利用剩余的计数器作为更多的调制输出。请参见图8。

由于PCM和PWM是可互换的时间平均电压应用，其余的计数器可以用来创建PWM输出。亚博国际官网平台网址一个计数器创建周期，其余计数器比周期短一杆。8个ASM输出+ 6个CNT输出共14个PWM/PCM输出。

I2C

MCU可以利用I2C来更改PCM值，仅在需要时更新。

ASM输出配置位于字地址(0x0h) D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6和D7。表2视图。

为了改变一个ASM输出，我们必须重写所有8个寄存器。例如，在表2中，OUT2被更改为0x42。这需要我们写入8字节的数据，从D0到D7，其中第三个最低有效位在下面的'红色'被改变。命令如下:

[0xSA，0xD0,0x22,0xe7，0xb0，0xe4,0xb0,0xe4,0x70，0xe8]

sa是从地址。

在400kHz时，不包括启动位和停止位，单片机可以改变输出代码的最大速度为225µs (4.4kHz)。

这使得很多边距，因为肉眼无法更换比24Hz更换。

在I2C写入期间，当数据更新时，输出不会出现故障。这是因为ASM状态输出总是锁存的，在状态转换之前不会改变。

但是，也可能存在一个周期，这个周期既不是一个PCM代码也不是另一个，而是由于在周期中间的数据变化而将两者混合在一起。

其他示例命令是：

[0xSA, 0xD0, 0xAA 0xCC 0xF0 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00]输出7,6,5,4,3,2,1,0

[0xSA，0xD0，0x01 0x02 0x04 0x08 0x10 0x20 0x40 0x80]从图6输出身份矩阵

图8。额外的计数器输出

表3。I2C字地址和数据字节示例

字地址	7	6	5	4	3.	2	1	0	数据字节
D0	0	0	1	0	0	0	1	0	0将
D1	1	1	1	0	0	1	1	1	0 xe7
D2	1	0	1	1	0	0	0	0	0 xb0
D3	1	1	1	0	0	1	0	0	0 xe4
D4	1	0	1	1	0	0	0	0	0 xb0
D5	1	1	1	0	0	1	0	0	0 xe4
D6	0	1	1	1	0	0	0	0	0 x70
D7	1	1	1	0	1	0	0	0	0 xe8
小数	190	234	255	84	128	42	3.	2

波形的功能

D0 -引脚#20 (out0)

D1 -引脚#19 (out1)

D2 -引脚#18 (out2)

D3 -引脚#17 (out3)

D4 -引脚#16 (out4)

D5 -引脚#15 (out5)

D6 -引脚#14 (out6)

D7 -引脚#13 (out7)

D8 -(红色)

D9 -(美联储)

D10 - (PGEN out)

D11 -引脚#8 (scl)

D12 -引脚9号(sda)

图9。单位矩阵

图10。放大(20人/ div)

图11。I2C写入0xD7

图12。I2C写入0xD6

结论

SLG46531V ASM可以配置为实现八个通道的PCM输出，每个通道的分辨率为8位。所有输出同步到ASM周期，输出代码可以用I2C重写。这使得GreenPAK5可以独立于MCU运行，MCU可以偶尔唤醒来更新PCM代码，节省功耗和gpio。

使用多路复用时钟和图案生成器，使用7个组件来制作ASM输入，留下12个其他部件来备用。

在计数器/延迟模式下配置组合宏单元允许多达6个PWM输出信号，总共14个脉冲调制输出。在一个20引脚的GreenPAK5中，我们可以有效地驱动14个输出，接收来自2个I2C输入的信息，并且仍然有2个gpio，可以用来在MCU和GreenPAK之间使能或中断。从这篇应用笔记中，您应该能够使用GreenPAK5和ASM制作自己的基本资源高效PCM输出。

AN-1118八输出8位PCM使用ASM的LED调光