NJU6060 PWM 制御型 3 色 LED 多色化コントローラドライバ 多色化コントローラドライバ ! 概 要 NJU6060 は、3 色 LED(赤(R), 緑(G), 青(B)を 1 パッケ ージにした LED)の輝度を制御し、多色化が可能な PWM 制御型 3 色 LED 多色化コントローラドライバです。 PWM 調光回路、LED ドライバ、8 ビットシリアルイン ターフェイス回路等で構成され、接続した 3 色 LED を別々 に制御することが可能です。 CPU から PWM 調光回路を制御することにより 32,768 通りの多色化が可能です。 外付け部品は電流調整抵抗 3 つと発振回路用抵抗 1 つと 少ないため、省スペース化できます。 携帯電話、カーステレオ、各種家電、イルミネーション 等に最適です。 ! 外 形 NJU6060V ! 特 徴 # # # # # # # 3 色 LED を別々に輝度制御可能(ILED=10mA x3 出力) PWM 調光回路内蔵（32 ステップ x3） 8 ビットシリアルインターフェイス回路内蔵 発振回路内蔵 動作電圧 2.4 ~ 5.5V 外形 SSOP-10 CMOS 構造 Ver.2004-04-16 -1- NJU6060 LED3 LED2 LED1 VSS OSC VDD RSTb CSb CLK DATA ! PIN 配置図 (TOP VIEW) ! 端子説明 No. -2- 記 号 入出力 1 VDD 電源 2 RSTb 入力 3 CSb 入力 4 CLK 入力 5 DATA 入力 6 OSC 入力 7 VSS 電源 8 LED1 出力 9 LED2 出力 10 LED3 出力 説 明 電源供給端子 リセット信号入力端子 この端子を”L”にすることによりリセット状態となり、”H”に戻す ことで通常状態に戻ります。 チップセレクト端子 この端子の立ち上がりエッジでシリアルデータを内部に取り込 みます。 シリアルクロック入力端子 シリアルデータ入力端子 発振用端子 外部に抵抗を接続することにより発振回路を構成します。 GND 端子 LED 出力端子 オープンドレイン出力。 インストラクションにより 32 ステップ の PWM 波形が出力されます。 LED 各色の LED のカソード側を接続して下さい。 Ver.2004-04-16 NJU6060 ! ブロック図 ブロック図 VDD VLED OSC OSC 32step PWM Driver 32step PWM Driver 32step PWM Driver LED1 RSTb CSb CLK DATA I/F ＣＰＵ VDD Instruction Decoder VSS LED2 LED3 ! 機能説明 (1) ブロック図動作説明 (1-1) PWM 調光制御回路 NJU6060 は、PWM 調光制御回路を 3 チャンネル内蔵しています。内部レジスタに DUTY を設定するこ とにより 32 段階の明るさを任意に設定できます。レジスタと DUTY の関係は下表の通りです。 REGISTER 0,0,0,0,0 0,0,0,0,1 0,0,0,1,0 0,0,0,1,1 0,0,1,0,0 0,0,1,0,1 0,0,1,1,0 0,0,1,1,1 DUTY 1/32 2/32 3/32 4/32 5/32 6/32 7/32 8/32 REGISTER 0,1,0,0,0 0,1,0,0,1 0,1,0,1,0 0,1,0,1,1 0,1,1,0,0 0,1,1,0,1 0,1,1,1,0 0,1,1,1,1 DUTY 9/32 10/32 11/32 12/32 13/32 14/32 15/32 16/32 REGISTER 1,0,0,0,0 1,0,0,0,1 1,0,0,1,0 1,0,0,1,1 1,0,1,0,0 1,0,1,0,1 1,0,1,1,0 1,0,1,1,1 DUTY 17/32 18/32 19/32 20/32 21/32 22/32 23/32 24/32 REGISTER 1,1,0,0,0 1,1,0,0,1 1,1,0,1,0 1,1,0,1,1 1,1,1,0,0 1,1,1,0,1 1,1,1,1,0 1,1,1,1,1 DUTY 25/32 26/32 27/32 28/32 29/32 30/32 31/32 32/32 (1-2) 発振回路 発振回路は、外付け抵抗を接続することにより、PWM を生成するクロックを発生します。 外付け抵抗の抵抗値を変更することにより PWM 周波数(fPWM)の微調整が可能です。 またインストラクションにより発振回路のオン・オフをさせることが可能です。これにより未使用時の 消費電流を下げることが可能です。なお、発振回路をオフすると、その時点での PWM の状態により点灯 したままになる場合があります。必ず出力 OFF インストラクションを併用して消灯させて下さい。 Ver.2004-04-16 -3- NJU6060 (2) インストラクション NJU6060 は、3 線式シリアルインターフェイスにより、PWM データの設定や、LED の ON/OFF などが可能 です。 CLK 信号に同期してデータを入力し、CSb 信号の立ち上がりで実行されます。データの入力は、MSB(D7) から順に行われます。 NJU6060 のインストラクションセットを表 1 に示します。 インストラクション 表 1 インストラクション インストラクション一覧表 一覧表 コード D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 0 0 0 D D D D D 0 0 1 D D D D D 0 1 0 D D D D D PWM 周波数セット ／発振 ON/OFF ／出力 ON/OFF 0 1 1 fPWM OSC LED1 LED2 LED3 LED1 位相セット 1 0 0 ＊ ＊ ＊ 位相 LED2 位相セット 1 0 1 ＊ ＊ ＊ 位相 LED3 位相セット 1 1 0 ＊ ＊ ＊ 位相 テストモード 1 1 1 LED1 PWM データセット LED2 PWM データセット LED3 PWM データセット 注) テストデータ 説 明 5 ビットの PWM データを セットします。 5 ビットの PWM データを セットします。 5 ビットの PWM データを セットします。 fPWM 0:(fosc/2)/32 1:(fosc/2)/64 OSC 0:発振 OFF 1:発振 ON LED1∼3 0:OFF 1:ON 位相 0,0:同位相 0,1:4 ステップ、ずらす 1,0:8 ステップ、ずらす 1,1:16 ステップ、ずらす 使用しないで下さい。 ＊: Don’t Care PWM のインストラクションの実行と内蔵 PWM カウンターの動作は非同期ですので、ユーザーの設定が IC 動作に反映されるまでの実行時間が発生します。 その時間は、 fPWM=fOSC/2/32 を設定しているときには、 おおよそ 128/fOSC となります。また、その期間中には意図しない設定が IC 動作に反映される事がありま す。実機にてご確認することをおすすめします。 (2-1) インストラクションコード (a) LED1∼3 PWM データセット LED1 PWM データセットインストラクションは、LED を制御する PWM 調光制御回路の DUTY を 設定します。各 LED ポートごとに設定が可能です。 LED1 PWM データセット D7 D6 D5 D4 0 0 0 D D3 D D2 D D1 D D0 D LED2 PWM データセット D7 D6 D5 D4 0 0 1 D D3 D D2 D D1 D D0 D LED3 PWM データセット D7 D6 D5 D4 0 1 0 D D3 D D2 D D1 D D0 D D -4- :DUTY 0,0,0,0,0 ∼ 1,1,1,1,1 Ver.2004-04-16 NJU6060 (b) PWM 周波数セット／発振 ON/OFF／出力 ON/OFF このインストラクションは、PWM 周波数(fPWM)、発振回路のオン／オフ、PWM 出力のオン／オフ を設定します。 PWM 周波数セット／発振 ON/OFF／出力 ON/OFF D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 0 1 1 fPWM OSC LED 1 LED 2 LED 3 PWM 周波数(fPWM)セット 0:fsys：システムクロック(=ｆosc/2)の 1/32 の周波数を選択(デフォルト値) fPWM 1:fsys：システムクロック(=ｆosc/2)の 1/64 の周波数を選択 発振回路 ON/OFF OSC 0:発振 OFF(デフォルト値) 1:発振 ON 出力 ON/OFF LED1∼3 0:出力 OFF(デフォルト値) 1:出力 ON 各 LED ポートごとに設定が可能です。 (c) LED1∼3 位相セット 位相セットは内部 PWM カウンタを基準にして、各々の出力タイミング位置を何カウントずらすか を設定します。 LED1 位相セット D6 D7 1 0 D5 0 D4 * D3 * D2 D1 D0 * 位相 ＊: Don’t Care LED2 位相セット D7 D6 1 0 D5 1 D4 * D3 * D2 D1 D0 * 位相 ＊: Don’t Care LED3 位相セット D7 D6 1 1 D5 0 D4 * D3 * D2 D1 D0 * 位相 ＊: Don’t Care Ver.2004-04-16 D1 D0 0 0 1 1 0 1 0 1 位 相 同位相 4 ステップ、ずらす 8 ステップ、ずらす 16 ステップ、ずらす -5- NJU6060 例）LED1∼LED3 端子の PWM 出力設定を • PWM1 位相を D1=0, D0=0 • PWM2 位相を D1=1, D0=0 • PWM3 位相を D1=1, D0=1 • PWM 周波数セット／発振 ON/OFF／出力 ON/OFF を D4=0, D3=1, D2=1, D1=1, D0=1 • PWM データを (PWM 4, PWM 3, PWM 2, PWM 1, PWM 0)=(1,0,0,0,0) に設定した場合 内部 PWM カウンタ 31 0 1 15 16 17 18 2 30 31 0 PWM 周波数(fPWM)＝195Hz LED1 端子 1 1 32 1 8 ステップ fOSC = 12.48kHz 時 32 17 18 LED3 端子 (d) ※ 17 18 LED2 端子 1 17 18 32 8 ステップ テストモード IC のテストモードです。通常は使用しないで下さい。 設定する場合は、”11100000” (テストモード解除)を設定して下さい。 D7 1 -6- D6 １ D5 1 D4 D3 D2 D1 テストデータ D0 Ver.2004-04-16 NJU6060 (3) シリアルインターフェイス NJU6060 は、シリアルインターフェイスにより、LED の点灯のコントロールが出来ます。 CSb CLK SIO ＊ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ＊ 注 1)データは CSb の信号に関わらず、CLK の立ち上がりエッジで内部シフトレジスタに取り込まれます。 注 2)シフトレジスタの内容は、CSb の立ち上がりエッジで内部インストラクションデコーダに取り込まれます。 注 3)インストラクション及びデータは必ず 8 ビットを入力してください。もし、8 ビットを越えた場合には、最後 の 8 ビットが有効になります。 (4) リセット回路 リセット回路は、RSTb 端子に１μｓ以上の ”L” レベルパルスを入力すると下記の設定を行います。 設定状態 １、fPWM ２、OSC ３、LED1∼3 ４、位相 ５、PWM データ Ver.2004-04-16 0:(fosc/2)/32 0:発振 OFF 0:OFF 0,0:同位相 0,0,0,0,0: 1/32 -7- NJU6060 ! 絶対最大定格 項 目 電源電圧 Ta=25℃ Ta=25℃ 記号 条 件 定 格 単位 VDD VDD 端子 -0.3∼+6.0 V ドライバオフ耐圧 Voffmax LED1, LED2, LED3 端子 7.0 V ドライバオン耐圧 Vonmax LED1, LED2, LED3 端子 CSb, RSTb, CLK, DATA, OSC 端子 Ta=25℃ 5.5 V -0.3∼VDD+0.3 V 250 mW 入力電圧 VIN1 許容損失 Pdmax 動作温度 Topr -40∼+85 ℃ 保存温度 Tstg -55∼+125 ℃ (注 1): 電圧は全て VSS=0V を基準とした値です。 (注 2): 絶対最大定格を超えて LSI を使用した場合、LSI の永久破壊となることがあります。 また、通常動作で は電気的特性の条件で使用することが望ましく、 この条件を超えると LSI の誤動作の原因になると共に、 LSI の信頼性に悪影響を及ぼすことがあります。 -8- Ver.2004-04-16 NJU6060 ! 電気的特性 ＤＣ特性 ＤＣ特性 VDD=2.4V∼5.5V、Ta= -40∼85℃（特に指定の無い限りこの条件に適用） 項 目 記号 電源電圧 条 件 MIN TYP MAX 単位 注 2.4 5.5 V VIH RSTb, CSb, CLK, DATA 0.8VDD VDD V 1 入力”L”レベル電圧 VIL RSTb, CSb, CLK, DATA 0 0.2VDD V 1 入力”H”レベル電流 IIH RSTb, CSb, CLK, DATA, VIN= VDD 5.0 μA 1 入力”L”レベル電流 IIL RSTb, CSb, CLK, DATA, VIN=0V μA 1 6.0 μA 1 0.5 V 1 14.72 kHz VDD 入力”H”レベル電圧 -5.0 出力オフリーク電流 IOFFH 出力”L”レベル電圧 VOL LED1, LED2, LED3: VO=5.5V, インス トラクションにより、出力を OFF LED1, LED2. LED3, IO=10mA fOSC VDD=3V，ROSC=910kΩ, Ta=25℃ tRW RSTb IDD VDD=3V, PWM DUTY: 17/32、 出力オープン、ROSC=910kΩ, Ta=25℃ 発振周波数 リセット”L”パルス幅 消費電流 (注 1): 10.23 12.48 μs 1.0 6.0 12.0 μA 入力端子の形状 VDD 適用端子: RSTb, CSb, CLK, DATA Ver.2004-04-16 適用端子: LED1, LED2, LED3 -9- NJU6060 発振周波数とＰＷＭ周波数（フレーム周波数）の関係は下記のようになります。 (1) LED1 ~ LED3 端子の PWM 出力設定を ・ PWM1 位相を D1=0, D0=0 ・ PWM2 位相を D1=1, D0=0 ・ PWM3 位相を D1=1, D0=1 ・ PWM 周波数セット／発振 ON/OFF／出力 ON/OFF を D4=0, D3=1, D2=1, D1=1, D0=1 ・ PWM データを (PWM 4, PWM 3, PWM 2, PWM 1, PWM 0)=(1,0,0,0,0) に設定した場合 fOSC = 12.48kHz fsys = fOSC / 2 = 6.24kHz fPWM= fsys / 32 = 195Hz PWM 周波数(fPWM)=195Hz LED1 端子 1 17 18 1 LED2 端子 32 17 18 32 1 LED3 端子 1 2 3 4 5 6 7 8 17 18 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 32 Tsys=1/fsys=2/fOSC (f sys: 内部システムクロックの周波数) Tsys (2) LED1 ~ LED3 端子の PWM 出力設定を ・ PWM 位相を D1=1, D0=0 ・ PWM 周波数セット／発振 ON/OFF／出力 ON/OFF を D4=1, D3=1, D2=1, D1=1, D0=1 ・ PWM データを (PWM 4, PWM 3, PWM 2, PWM 1, PWM 0)=(1,0,0,0,0) に設定した場合 fOSC = 12.48kHz fsys = fOSC / 2 = 6.24kHz fPWM= fsys / 64 = 97.5Hz PWM 周波数(fPWM)=97.5Hz LED1 端子 1 17 18 1 LED2 端子 32 17 18 1 LED3 端子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 32 17 18 32 TTsys =2/(2/f ) = sys 2/fsys = OSC 4/fosc sys=1/f (f sys: 内部システムクロックの周波数) Tsys - 10 - Ver.2004-04-16 NJU6060 ＡＣ特性 ＡＣ特性 VDD=2.4V∼5.5V、Ta= -40∼85℃（特に指定の無い限りこの条件に適用） 項 目 “L”レベルクロックパルス幅 “H”レベルクロックパルス幅 データセットアップ時間 データホールド時間 CSb セットアップ時間 CSb ホールド時間 CLK ウェイト時間 記号 条 件 MIN TYP MAX 単位 tWCLL CLK 160 ns tWCLH CLK 160 ns tDS CLK, DATA 150 ns tDH CLK, DATA 150 ns tCS CSb, CLK 160 ns tCH CSb, CLK 640 ns CSb 640 ns tWCH 立ち上がり時間 tr 15 ns 立ち下がり時間 tf 15 ns 注 CSb tWCLL tWCLH tCH CLK tCS DATA tf tWCH D0 D7 tDS tr tDH 注) 全てのタイミングは VDD の 20%および 80%を基準にして規定されます。 Ver.2004-04-16 - 11 - NJU6060 ! • 応用回路 応用回路例 VLED VSS + VDD LED3 VDD LED2 LED1 RLED RLED RLED NJU6060 RSTb CSb CPU VSS CLK OSC DATA ROSC R の抵抗値決定方法 RLED = VLED - VF - VOL RLED: VLED: VF: VOL: ILED: ILED LED 電流制限抵抗 LED 駆動電圧 LED 順方向電圧(@ILED) 出力 L レベル電圧(@ILED) LED 順方向電流 (例) ILED = 10mA, VLED = 5.0V, VF = 2.0V(@ILED = 10mA), VOL=0.5V RLED = 5.0V – 2.0V – 0.5V 10mA = 250Ω (注) VF, VOL は使用条件により変化します。 RLED の抵抗値決定にあたっては、実機にて確認の上で最適な値を 決定してください。 インストラクションと PWM 発生回路は非同期タイプですので、インストラクションを高速で変化させると PWM が追いつかない可能性があります。この場合は、ROSC の抵抗値を小さくし、発振周波数を上げてくだ さい。なお、実機にて十分な確認を行うことをお勧めします。 ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 本製品を、特に高度の信頼性が要求される 機器(車載電装品など)でご使用になる場合は、 必ず事前に当社営業窓口までご相談願います。 - 12 - Ver.2004-04-16