Контроллеры индикатора ТВ-боксов : FD6551

1. Обзор

FD6551 - специальная микросхема управления (контроллер) цифрового индикатора ( 7-сегментного, 5-разрядного светодиодного дисплея)

внутренний интегрированный цифровой интерфейс микроконтроллера

универсальный последовательный протокол

регистр данных

встроенная схема генерации синхроимпульсов

схема сброса при включении питания

2. Параметры и характеристики

Использование технологии CMOS

Рабочее напряжение: 3,0 В - 5,0 В

Суперпомехоустойчивость входного порта

Режим отображения: 5 цифр x 7 сегментов

Схема регулировки яркости (8-уровневый регулируемый рабочий цикл)

Универсальная последовательная шина (CLK, DAT)

Встроенный RC-генератор

Встроенная схема сброса при включении питания

ESD HBM: > 6 кВ

Тип упаковки: SOP16

3. Область применения

Дисплей VCD, DVD, DVB

Индукционная плита, мультиварка, кондиционер, ТВ-приставка с дисплеем

Драйвер цифрового светодиодного дисплея для небольших бытовых приборов

4. Цоколевка

5. Блок-схема

На блок-схеме цифрами обозначены (примерный перевод с китайского):

1 - последовательный интерфейс

2 - декодер команд

3 - память отображения

4 - генератор синхроимпульсов

5 - выходной регистр

6 - сегмент индикатора

6. Описание функций контактов

DIG0...DIG4: Выходы разрядов - выходы десятичных разрядов (цифр на индкаторе), активный низкий уровень

DAT: Ввод/вывод данных - данные универсального последовательного интерфейса

CLK: Синхронизация - вход синхроимпульсов универсального последовательного интерфейса

SEG0...SEG6: Выход сегменов - выход светодиодного сегмента, активный высокий уровень

VCC: Питание - 3 В-5,0 В

GND: Земля - подключение к земле системы

Примечание. Контакт SEG подключается к аноду светодиода (сегмента индикатора), контакт DIG подключен к катоду светодиода.

Соответствие номеров сегментов (контактов микросхемы) буквенным обозначениям на индикаторе:

SEG0 - сегмент A

SEG1 - сегмент B

SEG2 - сегмент C

SEG3 - сегмент D

SEG4 - сегмент E

SEG5 - сегмент F

SEG6 - сегмент G

7. Основные электрические параметры

Предельные параметры

(Ta = 25°C)

Напряжение питания VDD: от -0,5 до +7 В

Входное напряжение VI1: от -0,5 до VDD + 0,5 В

Ток включения сегмента IO1: -80 мА

Ток питания разряда IO2: +700 мА

Рабочая температура ТOPT: -40 ~ +80 °

Температура хранения TSTG: -65 ~ +150 °

Электрические параметры

(Ta = 25 °)

VDD Напряжение питания 3.3 - 5.5 В Типичное 5В

VIL Входное напряжение низкого уровня : 0 - 0.3 * VDD В

VIH Входное напряжение высокого уровня : 0.7 * VDD В

IDD Ток покоя (VDD=5В, без нагрузки, дисплей выключен): max 0.8 mА

RDAT, RCLK Подтягивающий резистор DAT, CLK: 12 кОм

ISEG Ток включения сегмента : -80 mA (VDD = 5 В, сегмент подключен к GND через резистор 2 Ом)

IDIG Ток питания разряда (цифры): +700 mA (VDD = 5 В, DIG подключен к VDD через резистор 2 Ом)

FDIG Частота [обновления ?] цифры: 240 Гц (VDD=5 В )

TTZH(SEG) Передний фронт импульса сегмента: 5 нсек (*)

TTLZ(DIG) Передний фронт импульса цифры: 5 нсек (*)

TTZH(SEG) Задний фронт импульса сегмента: 6 нсек (*)

TTLZ(DIG) Задний фронт импульса цифры: 3 нсек (*)

FCLK(max) Максимальная тактовая частота: 1 МГц (Рабочий цикл 50%)

(*) VDD =5,0 В, SEGn подключен к подтягивающему резистору 100 Ом, DIGn подключен к подтягивающему резистору 100 Ом, CL=15 пФ

Внутренние временные параметры

(Ta = 25°C)

PWCLK Длительность тактового импульса: 400 нсек

TSETUP Время установки данных: 100 нсек

THOLD Время хранения данных: 100 нсек

TACK Длительность импульса ACK: 1 мксек

8. Корпус микросхемы

Корпус SO16:

9. Типовая схема применения

Схема применения в устройствах OTT (Over The Top) - видео через интернет (ТВ-бокс)

Примечания:

1) Максимально уменьшите площадь контура сети питания и заземления FD6551

2) Толщина линии питания и сети заземления не должна быть менее 0,5 мм

Примечания к программному обеспечению (подробности см. в Примечаниях по применению)

1) должен быть инициализирован для отображения

2) рекомендуется, чтобы частота CLK была ниже 100 кГц, что более подходит

3) тайминг на ACK не позволяет полувысокие и не низкие уровни

4) должен быть добавлен механизм обновления времени

Служебные значки на индикаторе:

A5 - Двоеточие

B5 - [ WiFi ]

C5 - Ethernet

D5 - Воспроизведение

E5 - Пауза

F5 - [ USB ]

G5 - Будильник

Примечание ред.
1. Показанные здесь значки отображаются на индикаторе реального ТВ-бокса, на других типах индикаторов они могут оказаться другими.
2. На схеме показан вид индикатора и расположение значков при условии, что плата перевернута, т.е. индикатор установлен снизу платы. При верхнем положении картинка будет перевернута зеркально.

10. Последовательный интерфейс

FD6551 имеет 2-проводной последовательный интерфейс, реализованный аппаратно, включая 2 основные сигнальные линии:

1) линия ввода тактовых импульсов последовательных данных CLK, CLK — линия входного сигнала с подтяжкой, по умолчанию — высокий уровень,

2) линия ввода и вывода последовательных данных DAT, DAT — квазидвунаправленная сигнальная линия с подтяжкой, по умолчанию — высокий уровень

DAT используется для ввода и вывода последовательных данных, высокий уровень означает битовые данные 1, низкий уровень означает битовые данные 0, порядок ввода последовательных данных: сначала старший бит, затем младший бит.

CLK используется для обеспечения последовательного тактового сигнала, FD6551 вводит данные от DAT по переднему фронту и выводит данные от DAT по заднему фронту.

Задний фронт DAT, возникающий при высоком уровне CLK, определяется как сигнал запуска последовательного интерфейса, а передний фронт DAT, возникающий при высоком уровне CLK, определяется как стоп-сигнал последовательного интерфейса. FD6551 получает и анализирует команды только после обнаружения сигнала запуска.

Процесс связи между микропроцессором MCU и FD6551 всегда состоит из 6 шагов, которые делятся на два типа в соответствии с направлением работы MCU, один — операция записи,которая используется для вывода данных, второй — операция чтения, которая используется для ввода данных. Конкретный процесс может ссылаться на описание в образце программы.

Операция записи включает в себя следующие 6 шагов:

вывод сигнала запуска

вывод байта 1

ответ 1

вывод байта 2

ответ 2

вывод стоп-сигнала

При этом сигнал запуска и стоп-сигнал остановки являются такими, как описано выше, ответ 1 и ответ 2 равны 0, а выходной байт 1 и выходной байт 2 содержат по 8 бит данных, то есть один байт данных.

Операция чтения включает в себя следующие 6 шагов:

вывод сигнал запуска

вывод байта 1

ответ 1 ввод байта 2 ответ 2

вывод стоп-сигнала

При этом сигнал запуска и стоп-сигнал остановки являются такими, как описано выше, ответ 1 и ответ 2 равны 0, а выходной байт 1 и входной байт 2 содержат по 8 битов данных, то есть один байт данных.

На рисунке ниже показан пример операции записи,

байт 1 — 01001000 Bin - это 48 Hex (0x48),

байт 2 - 00000001 Bin - это 01 Hex (0x01)

11. Описание команд

Рабочие команды FD6551 разделены на 3 группы. Сигнал запуска, сигнал остановки, ответ 1 и ответ 2 каждой команды одинаковы, разница в том, что данные выходного байта 1 и байта 2 различны, и направление передачи байта 2 различно.

1. Команды управления дисплеем

Команды управления дисплеем разделены на два байта:

вывод байта 1 этой команды — 01001000B, что равно 48H,

вывод байта 2 этой команды — 0000 [три бита яркости INTENS (B2,B1,B0)] [бит включения DISP]

Команда установки системных параметров используется для установки параметров системного уровня FD6551:

DISP - включает дисплей

INTENS - управление яркостью дисплея

Управление включением-выключением

бит DISP равен 1, вывод на дисплей включен,

бит DISP равен 0, драйвер дисплея отключен.
Эта команда не влияет на данные во внутреннем буфере данных.

Яркость дисплея INTENS управляется 3-битными данными, которые устанавливают одно из восьми значений длительности импульса :

B2 B1 B0 Длительность

0 0 0 14/16

0 0 1 12/16

0 1 0 10/16

0 1 1 8/16

1 0 0 6/16

1 0 1 4/16

1 1 0 2/16

1 1 1 1/16

Примечание ред.

Хотя эти три бита и называются INTENS (яркость), но фактически они управляют длительностью (а значит, и скважностью) импульсов, изменение которой визуально воспринимается как изменение яркости индикатора. Реальная яркость свечения светодода, которая определяется током, при этом не меняется. Вероятно, максимальная яркость - 000, минимальная - 111

Заметим, что в аналогичной микросхеме 1628 длительность импульса устанавливается другими значениями битов, в порядке убывания длительности 000 - 1/16 ... 111 - 14/16

2. Команда загрузки слова данных

Выходной байт 1 этой команды представляет собой адрес 66H, 68H, 6AH, 6CH или 6EH, соответствующий цифре (символу) DIG0 - DIG4.

0x66 - DIG0
0x68 - DIG1
0x6A - DIG2
0x6C - DIG3
0x6E - DIG4

Команда загрузки слова данных используется для записи слова данных DIG_DATA в регистр данных по адресу, указанному байтом 1.

Например, данные команды 01101100B (то есть 0x6C) соответствует символу DIG3, а 01111001B означает запись слова данных 0x79 в первый регистр данных, чтобы цифровой индикатор, управляемый выводом DIG3, отображала символ E.

После сброса при включении данные во внутреннем регистре данных FD6551 являются неопределенными, поэтому перед включением дисплея следует очистить данные в регистре данных или напрямую загрузить данные для отображения, процесс сброса не повлияет данные в регистре данных.

3. Рабочие режимы

1) режим автоматического увеличения адреса (одной командой несколько символов)

Здесь:

Command1 - установить адрес

Data1 - DataN: передача данных для отображения (до 5 байт)

Command2 (2 байта) - управление отображением

2) режим фиксированного адреса (одной командой один символ)

Здесь:

Command1 - установить адрес

Data1 - DataN: передача данных для отображения

Command2(2 байта) - управление отображением