术语和定义
参考文献
//www.xmece.com/configurable-mixed-signal．
下载免费的GreenPAK设计软件[1]打开。gp文件[2]，并查看建议的电路设计。使用GreenPAK开发工具[3.]可在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供完整的应用说明库[4]，介绍设计实例，以及Dialog IC内的功能和模块的说明。
- GreenPAK设计软件，软件下载和用户指南，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
- AN-CM-xxx汽车转向灯动画。gpGreenPAK设计文件，Dialog Syabo国际娱乐emiconductor
- GreenPAK开发工具，GreenPAK开发工具网页，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
- GreenPAK申请说明，GreenPAK应用说明网页，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
- SLG46620，数据表，Dialog Syabo国际娱乐emiconductor。
简介
最近，动画指示灯前后LED图案已成为汽车行业的常态。这些运行的LED图案通常代表汽车制造商的商标，也用于视觉美学。动画可以是不同的运行模式，可以实现没有任何MCU使用几个离散的ic。
这种设计的主要要求是:正常运行时的再现性能，强制所有LED打开的选项，低功耗，在故障时禁用所使用的LDO调节器，在启用LED驱动器之前加载LED驱动器等。此外，不同制造商的要求也不同。此外，通常在汽车应用中，TSSOP ic通常是首选，因为与QFN亚博国际官网平台网址 ic相比，TSSOP ic具有坚固性，因为QFN ic容易出现焊接疲劳问题，特别是在恶劣的环境中。幸运的是，对于这种汽车应用，Dialog Semiconductor提供了合适的Greenyabo国际娱乐PAK IC，即SLG46620，可在QFN和TSSOP包中使用。
目前，汽车行业使用离散ic满足了动画指示灯LED模式的所有要求。然而，GreenPAK IC提供的灵活性水平是无与伦比的，可以很容易地满足几个制造商的不同要求，而无需改变硬件设计。此外，还实现了显著的PCB占地面积减少和成本节约。
在这个应用程序注释中，详细描述了使用SLG46620实现不同的动画指示灯模式。
产业价值
本应用程序注释中显示的转向灯模式目前在汽车行业中使用许多离散的ic来控制汽车指示灯LED模式的顺序。选定的GreenPAK IC SLG46620将至少取代当前工业设计中的以下组件:
- 1个555号定时器IC(例如TLC555QDRQ1)
- 1没有。庄臣柜台(例如CD4017)
- 2没有。d型正边触发触发器(如74HC74)
- 1没有。OR门(例如CAHCT1G32)
- 几种无源元件，如电感、电容器、电阻等。
成本比较
表1与目前的工业解决方案相比，使用Dialog GreenPAK IC为指示灯顺序转向灯模式提供了成本优势。
|
集成电路的名字 |
数量 |
单价(编号:Digi-key 23-05-2018) ($) |
价格($) |
|---|---|---|---|
|
TLC555QDRQ1 |
1 |
0.86 |
0.86 |
|
SN74HC74QDRG4Q1 |
2 |
0.58 |
1.16 |
|
CD74HC4017E |
1 |
0.58 |
0.58 |
|
CAHCT1G32QDBVRQ1 |
1 |
0.42 |
0.42 |
|
总价格: |
3.02 |
||
注1其他辅助元件的成本(即几个电阻，电容器，电感)是额外的。
选用的GreenPAK IC SLG 46620成本低于0.5美元，因此LED控制电路的总成本显著降低。此外，还实现了显著的相对PCB占地面积减少。
系统设计
图1显示了第一个提出的方案的图表。该方案的主要组成部分包括一个LDO稳压器，一个汽车LED驱动器，GreenPAK IC SLG46620, 11个逻辑级mosfet和10个LED。LDO电压调节器确保适当的电压提供给GreenPAK IC，如果电池电压从一定水平下降，GreenPAK IC通过PG (Power Good)引脚复位。在任何故障条件下，由LED驱动器检测到，LDO电压调节器被禁用。SLG46620 IC产生数字信号，通过mosfet驱动指示灯转动标记为1-10的led。此外，所选的GreenPAK IC还为单通道驱动器产生使能信号，从而驱动MOSFET Q1加载以恒流模式运行的驱动器。
该方案的变体也是可能的，其中使用多通道驱动程序，如图所示图2．在此选项中，与单通道驱动器相比，每个通道的驱动电流减小。
GreenPak设计
实现灵活LED指示灯模式目标的合适方法是使用有限状态机(FSM)概念。yabo国际娱乐Dialog semiconductor提供了几个包含内置ASM块的GreenPAK ic。然而，不幸的是，所有这些GreenPAK ic都在QFN包中可用，不建议用于恶劣环境。所以选择SLG46620，它有QFN和TSSOP两种包装。
给出了三个不同LED动画的例子。对于前两个示例，我们考虑单个通道驱动程序，如所示图1．对于第三个例子，我们假设有多个通道驱动程序可用，如图2，每个通道用于驱动一个单独的LED。使用相同的概念还可以获得其他模式。
在第一个示例设计中，从1到10的led依次打开，一旦某个可编程时间段到期，如图所示图3．
在第二个示例设计中，在图案中依次添加2个led，如图所示图4．
图5描述了在第三个设计方案中如何在图案中依次添加替代led。
由于SLG46620中没有ASM的内置块，因此利用可用的块即计数器、dff和lut开发了有限状态摩尔机。利用该方法研制了16态摩尔机表2对于这三个例子。在表2，给出了当前状态和下一状态的所有位。此外，还提供了所有输出信号的位。从表2下一个状态的方程和所有输出都用当前状态位来计算。
|
指示器
信号 |
现状
ABCD |
下一个状态
ABCD |
在
(例1) |
发光二极管上
(例1) |
在
(例2) |
发光二极管上
(例2) |
En1
(例3) |
En2
(例3) |
发光二极管上
(例3) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
0 |
0000 |
1111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0001 |
1111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0010 |
1111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0011 |
1111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0100 |
1111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0101 |
1111 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0110 |
1111 |
1 |
1 + 2 |
1 |
1 + 2 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0111 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 + 3 |
|
0 |
1000 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1001 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 + 3 + 5 |
|
0 |
1010 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1011 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 + 3 + 5 + 7 |
|
0 |
1100 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1101 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 + 3 + 5 + 7 + 9 |
|
0 |
1110 |
1111 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0000 |
0001 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0001 |
0010 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0010 |
0011 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0011 |
0100 |
0 |
0 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0100 |
0101 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0101 |
0110 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0110 |
0111 |
1 |
1 + 2 |
1 |
1 + 2 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0111 |
1000 |
1 |
1 + 2 + 3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 + 3 |
|
1 |
1000 |
1001 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
1001 |
1010 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 + 3 + 5 |
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1 |
1010 |
1011 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
1011 |
1100 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 + 3 + 5 + 7 |
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1 |
1100 |
1101 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1101 |
1110 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 + 3 + 5 + 7 + 9 |
|
1 |
1110 |
0000 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1111 |
0000 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
1 |
1 |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 |
注2前三列对于每个示例都是通用的
4位摩尔机开发的核心是4个DFF块。每个DFF块在功能上表示四位中的一位:ABCD。当指示灯信号高时(对应于开灯开关)，每个时钟脉冲都需要从一个状态转换到下一个状态，从而产生不同的LED图案。另一方面，当指示器信号较低时，一个固定的模式，在每个设计示例中让所有led都亮起是目标。
图3为每个例子展示了所开发的4位(ABCD)摩尔机的功能。开发这种FSM的基本思想是根据当前状态表示下一个状态的每一位，使能信号和每个输出引脚信号(分配给led)。这就是lut发挥作用的地方。所有当前状态的4位都被馈送到不同的lut，以基本实现时钟脉冲边缘下一个状态所需的信号。对于时钟脉冲，配置计数器以提供具有合适周期的脉冲序列。
对于每个例子，下一个状态的每一位都是根据当前状态来计算的，使用以下从k - map中导出的方程:
A = d ' (c ' + c (A b)') & ind + ind '
B = c ' d + c d ' (a B)' & ind + ind '
C = b ' C d + b (C' + a ' d ') & ind + ind '
D = a b ' + a ' b c D + a b c ' & ind + ind '
其中IND为指示器信号。
下面给出了这三个例子的进一步细节。
设计实例一
的使能信号和LED驱动信号的方程圣例中，每个LED依次打开图1，如下图所示。
En = A + A' B (C+D)
| Do1 = a ' b ' c ' d | Do2 = a ' b c d ' | Do3 = a ' b c d | Do4 = a b ' c ' d ' |
| Do5 = a b ' c ' d | Do6 = a b ' c d ' | Do7 = a b ' c d | Do8 = a b c ' d ' |
| Do9 = a b c ' d | Do10 = a b c |
在图7，给出了例1的Matrix-0 GreenPAK设计。4个dff用于开发4位摩尔机。选择具有复位选项的dff (Matrix-0中3个，Matrix-1中1个)，方便摩尔机复位。计数器的适当时间段为72 mS，它被配置为在每个时间段之后改变机器的状态。具有适当配置的lut用于派生dff输入、驱动器使能信号(En)和输出引脚的函数:DO1-DO10。
在矩阵中图8，其余的GreenPAK使用前面描述的方法利用资源来完成设计。为了清晰起见，这些数字都作了适当的标记。
设计实例二
使能信号和LED驱动信号的方程为2nd例如，使用中的方案将两个led依次添加到模式中图1，如下图所示。
En = D' (A' B C + A B' C' + A B' C + A B) + A B C
| Do1 = 0 | Do2 = a ' b c d ' | Do3 = 0 | Do4 = a b ' c ' d ' |
| Do5 = 0 | Do6 = a b ' c d ' | Do7 = 0 | Do8 = a b c ' d ' |
| Do9 = 0 | Do10 = a b c |
在图9而且图10，给出了例2的Matrix-0和1 GreenPAK设计。基本设计类似于示例1的设计。相比之下，主要的区别在于Driver Enable (En)功能，没有连接DO1, DO3, DO5, DO7和DO10，在本设计中是下拉的。
设计例三
3 .使能信号和LED驱动信号的方程理查德·道金斯例，使用中的方案生成交替的LED顺序添加图案图2，如下所示。
En1 = (A' B C' + A B' C' + B C) D
| En2 = (A B' C + A B) D | |||
| Do1 = d (a + b) | Do2 = a b c d | Do3 = d (a + c b) | Do4 = a b c d |
| Do5 = d | Do6 = a b c d | Do7 = d a (c ' b + c) | Do8 = a b c d |
| Do9 = d | Do10 = a b c d |
在图11而且图12，矩阵-0 & 1GreenPAK给出了算例3的设计。在这个设计中，有两个单独的驱动使能信号(En1和En2)用于驱动1和2。此外，输出引脚连接到适当配置的lut的输出。
这就结束了GreenPAK例1、例2和例3的设计部分。
实验结果
测试例1、例2和例3的设计的一个方便的方法是实验和目视检查。使用逻辑分析仪分析每种方案的时间行为，并在本节中介绍结果。
图13显示了例1中当指示灯打开(IND=1)时不同输出信号的时间行为。可以观察到，输出引脚DO1-DO5的信号在设定的时间段到期后依次依次接通表2．提供给引脚DO6-DO10的信号模式也类似。当任何信号DO1-DO10打开时，驱动使能(En)信号打开，否则关闭。在动画过程中，每当指示器信号变低(IND=0)， En和DO10信号就会打开并保持逻辑高电平。总之，结果满足要求，验证了例1的理论建议。
在图14，描绘了例2中指示灯信号开启(IND=1)时，不同输出信号的时序图。可以观察到，输出引脚DO1-DO5的信号在一段时间后按顺序交替打开表2．引脚DO1, DO3和DO5保持低电平，而DO2和DO4的信号交替依次打开。DO6-DO10也观察到相同的模式(由于分析仪输入数量有限，图中没有显示)。当任何信号DO1-DO10打开时，驱动使能(En)信号也打开，否则保持关闭。在整个动画过程中，每当指示器信号变低(IND=0)， En和DO10信号就会打开并保持逻辑上的高电平。结果完全符合例2的要求和理论思想。
图15示为例3中，当指示灯信号开启(IND=1)时，不同输出信号的时序图。可以观察到输出引脚DO1-DO7的信号打开，如图所示表2．此外，引脚DO9信号也表现为表2(图中未显示)。引脚DO2, DO4, DO6, DO8, DO10保持低位。当来自DO1、DO3和DO5的信号打开时，En1就会变成逻辑高电平，当来自DO7和DO9的信号变高时，En2就会变成逻辑高电平。在整个动画过程中，每当指示器信号变低(IND=0)，所有的输出信号:En1, En2和DO1-DO10打开并保持逻辑高。因此，可以得出结论，结果满足了例3的要求和理论建议。
结论
详细描述了各种汽车转向灯的动画方案。Dialog GreenPAK IC SLG46620被选择用于此应用，因为它也可用于TSSOP封装，适用于恶劣环境的工业应用。亚博国际官网平台网址提出了采用单通道和多通道汽车驱动程序开发柔性顺序LED动画模型的两种主要方案。开发适当的有限状态摩尔机模型以生成所需的动画。为了验证所建立的模型，进行了方便的实验。结果表明，所建模型的功能与理论设计基本一致。