PCA9685是NXP公司的一款I(lǐng)2C LED顯示驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，PCA9685是16通道、12位PWM Fm+ I2C總線LED控制器，本站介紹了PCA9685的封裝應(yīng)用圖解、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、功能等，并給出了與PCA9685相關(guān)的NXP元器件型號供參考。
PCA9685 - 16通道、12位PWM Fm+ I2C總線LED控制器 - I2C LED顯示驅(qū)動(dòng)器 - I2C - 恩智浦, LLC
PCA9685是一款I(lǐng)2C總線控制型16通道LED控制器，針對LCD紅/綠/藍(lán)/黃(RGBA)色彩背光應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。 每個(gè)LED輸出都受控于自有的12位分辨率（4096階）固定頻率獨(dú)立PWM控制器，該控制器工作頻率可編程設(shè)置，范圍為40 Hz（典型值）至1000 Hz，占空比可在0 %至100 %范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，允許將LED設(shè)為特定的亮度值。 所有輸出均設(shè)為相同的PWM頻率。
每個(gè)LED輸出均可關(guān)閉或開啟（無PWM控制），或者設(shè)為其各自的PWM控制器值。LED輸出驅(qū)動(dòng)器編程設(shè)置為5 V時(shí)具有25 mA吸電流能力的開漏輸出，或5 V時(shí)具有25 mA吸電流、10 mA源電流能力的圖騰柱。PCA9685工作時(shí)的電源電壓范圍為2.3 V至5.5 V，輸入與輸出具有5.5 V容差。LED可直接連接LED輸出（最高25 mA、5.5 V），而對于電流更大或電壓更高的LED，也可采用外部驅(qū)動(dòng)器配合極少量的分立式元件控制。
PCA9685屬于最新的超快速模式(Fm+)系列產(chǎn)品。Fm+器件具有更高的頻率（高達(dá)1 MHz）和更密集的總線操作（高達(dá)4000 pF）。雖然PCA9635和PCA9685具有很多相似的特性，PCA9685提供某些特有的功能，使其更加適用于LCD背光和Ambilight背光等應(yīng)用：
PCA9685具有令人驚訝的LED輸出開啟和關(guān)閉時(shí)間，可最大程度減少浪涌電流�？舍槍�16通道的每一通道獨(dú)立編程開啟和關(guān)閉時(shí)間延遲。PCA9635不提供此功能。 PCA9685具有4096階（12位PWM）獨(dú)立LED亮度控制。PCA9635僅為256階（8位PWM）。 在系統(tǒng)中集成多個(gè)LED控制器時(shí)，如果使用了PCA9635，則器件間的PWM脈沖寬度可能有所不同。PCA9685集成可編程預(yù)分頻器，用來調(diào)節(jié)多個(gè)器件的PWM脈沖寬度。 PCA9685具有外部時(shí)鐘輸入針腳，可接受用戶提供的時(shí)鐘信號（最大為50 MHz），代替內(nèi)部25 MHz振蕩器。該功能支持多個(gè)器件的同步。PCA9635不提供外部時(shí)鐘輸入功能。 與PCA9635類似，PCA9685同樣內(nèi)置了振蕩器，可用于PWM控制。然而，PCA9685中用于PWM控制的頻率可在大約40 Hz至1000 Hz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而PCA9635的典型頻率為97.6 kHz。因此，PCA9685能與外部電源控制器一同使用。所有位均在相同的頻率下設(shè)置。 PCA9685的LEDn輸出針腳上電復(fù)位(POR)默認(rèn)狀態(tài)為低電平。PCA9635為高電平。低電平有效輸出使能輸入針腳(OE)允許異步控制LED輸出，并且可用來將所有輸出設(shè)為指定的I2C總線可編程邏輯狀態(tài)。OE還可用作輸出的外部脈沖寬度調(diào)制信號，這在需要通過軟件控制對多個(gè)器件進(jìn)行共同調(diào)光或閃爍時(shí)非常有用。
軟件可編程LED全部調(diào)用(All Call)和三個(gè)子集調(diào)用I2C總線地址允許全部或指定的PCA9685器件集群響應(yīng)一般I2C總線地址，從而可實(shí)現(xiàn)諸如同時(shí)開啟或關(guān)閉所有紅燈LED的功能，或者滾動(dòng)追逐效應(yīng)(marquee chasing effect)，最大程度減少I2C總線命令。 6個(gè)硬件地址針腳允許在一條總線上連接最多62個(gè)器件。
軟件復(fù)位(SWRST)一般調(diào)用(General Call)可讓主機(jī)通過I2C總線復(fù)位PCA9685，與上電復(fù)位(POR)功能相同；后者可將寄存器初始化為它們的默認(rèn)狀態(tài)，將輸出設(shè)為低電平。 這便提供了方便而快捷的方法，通過軟件將所有器件寄存器重新配置為相同條件。
- 16個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器。所有輸出可編程：
- 關(guān)
- 開
- 可編程LED亮度
- 提供可編程LED開啟時(shí)間，有助于減少EMI
- 1 MHz超快速模式(Fm+)兼容I2C總線接口，SDA輸出端具有30 mA高驅(qū)動(dòng)能力，可驅(qū)動(dòng)高容性總線
- 提供4096階（12位）線性可編程亮度，每路LED輸出可在完全熄滅（默認(rèn)）與最大亮度之間變化
- LED輸出頻率（所有LED）通常在40 Hz至1000 Hz范圍內(nèi)變化（PRE_SCALE寄存器中的默認(rèn)值1Eh使刷新速率為200 Hz，振蕩器時(shí)鐘為25 MHz）。
- 16個(gè)圖騰柱輸出（5 V時(shí)的吸電流為25 mA，源電流為10 mA），提供軟件可編程開漏LED輸出選擇（默認(rèn)為圖騰柱）。 無輸入功能。
- 通過確認(rèn)(Acknowledge)或停止(STOP)命令可對輸出狀態(tài)的變化進(jìn)行編程，以便逐字節(jié)更新輸出，或同時(shí)更新全部輸出（默認(rèn)為“通過STOP命令更改(Change on STOP)”）。
- 低電平有效輸出使能(OE)輸入針腳。OE為高電平時(shí)，LEDn輸出可編程為邏輯1、邏輯0（上電默認(rèn)）或“高阻抗”。
- 6個(gè)硬件地址針腳，允許在一條I2C總線上連接62個(gè)PCA9685器件
- 切換OE可通過硬件控制LED閃爍
- 4個(gè)軟件可編程I2C總線地址（一個(gè)LED全部調(diào)用地址和三個(gè)LED子集調(diào)用地址）允許以任何組合同時(shí)尋址集群器件（例如，某寄存器用作“全部調(diào)用 (All Call)”，則可同時(shí)尋址I2C總線上的全部PCA9685器件；第二個(gè)寄存器用作三個(gè)不同的地址，則可同時(shí)尋址總線上一個(gè)集群內(nèi)全部器件的1/3）。軟件可以使能和禁用這些I2C總線地址。
- 軟件復(fù)位功能（SWRST一般調(diào)用）允許通過I2C總線復(fù)位器件
- 集成25 MHz（典型值）內(nèi)部振蕩器，無需外部元件
- 外部時(shí)鐘輸入：50 MHz（最大值）
- 內(nèi)部上電復(fù)位
- SDA/SCL輸入端提供噪音濾波器
- 輸出端邊沿速率控制
- 上電時(shí)無輸出干擾
- 支持熱插拔
- 低待機(jī)電流
- 電源電壓工作范圍：2.3 V至5.5 V
- 輸入容差：5.5 V
- 工作溫度范圍：-40 ℃至+85 ℃
- ESD保護(hù)：超過2000 V HBM（符合JESD22-A114標(biāo)準(zhǔn)），超過200 V MM（符合JESD22-A115標(biāo)準(zhǔn)）以及超過1000 V CDM（符合JESD22-C101標(biāo)準(zhǔn)）
- 已完成JEDEC標(biāo)準(zhǔn)JESD78閂鎖測試（超過100 mA）
- 封裝類型：TSSOP28, HVQFN28
- RGB或RGBA LED驅(qū)動(dòng)器
- LED狀態(tài)信息
- LED顯示器
- LCD背光
- 手機(jī)或手持設(shè)備的鍵盤背光
