深圳市天微电子有限公司 地址：深圳市南山区高新技术产业园北区紫光信息港A栋10层 原厂销售总部：手机18682063283 QQ：709072958 E-mail: [email protected] 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 特性描述 TM1809是9通道LED（发光二极管）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存 器、LED 高压驱动等电路。通过外围 MCU控制实现该芯片的单独辉度、级联控制实现户外大屏 的彩色点阵发光控制。本产品性能优良、质量可靠。 功能特点 采用高压功率CMOS工艺 输出端口耐压24V VDD内部集成5V稳压管 芯片VDD外接串联电阻，电压支持6～24V输入 辉度调节电路,256级辉度可调,低亮度时等效1024级 单线串行级联接口 振荡方式：内置RC振荡并根据数据线上信号进行时钟同步，在接收完本单元的数据后能自 动将后续数据整形后通过数据输出端发送至下级,信号不随级联变远而出现失真或衰减 内置上电复位电路 PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率不低于400Hz 能通过一根信号线完成数据的接收与解码 当刷新速率为30帧/s时，级联点数低速模式下不小于540点，高速模式下不小于1080点 数据发送速度可为400Kbps或800Kbps两种模式 封装形式：SOP14、DIP14 外部应用框图 适用领域：点光源、护栏管、软灯条、户内、外大屏等。 VLED R1 ● ● ● OUT RI DI 控制器 VCC VCC GND VLED VLED R1 R9 VLED ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● OUT OUT DO DIN TM1809 IC1 DIN R VDD 104 GND ©Titan Micro Electronics OUT RO DO SET ● ● ● R9 DO SET D1 VDD TM1809 ICn VDD DO NEXT R D1 104 GND www.titanmec.com V1.4 VDD 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 内部结构框图 DIN 串行解码 输出 驱动 DW 5V GND GND ● ● OUT PWM控制 ● VDD VDD DO 数据整形 ● ● ● SET OUT OSC 管脚信息 VDD 1 14 DIN SET 2 13 1OUTR DO 3 12 1OUTG (TO P VIE W) 3OUTR 4 11 1OUTB 3OUTG 5 10 2OUTR 3OUTB 6 9 2OUTG 7 8 2OUTB GND TM1 809 输出及输入等效电路 VDD VDD DIN SET VDD OUTn DO GND GND ©Titan Micro Electronics GND www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 管脚功能 端口 I/O 功能描述 名称 管脚 DIN 14 I DO 3 O 显示数据级联输出 SET 2 - 接VDD：低速模式；悬空：高速模式 显示数据输入 1OUTR 13 O 第1路 Red PWM控制输出 1OUTG 12 O 第1路 Green PWM控制输出 1OUTB 11 O 第1路 Blue PWM控制输出 2OUTR 10 O 第2路 Red PWM控制输出 2OUTG 9 O 第2路 Green PWM控制输出 2OUTB 8 O 第2路 Blue PWM控制输出 3OUTR 4 O 第3路 Red PWM控制输出 3OUTG 5 O 第3路 Green PWM控制输出 3OUTB 6 O 第3路 Blue PWM控制输出 VDD 1 - DC 5V±10%，内置5V稳压管，须外串电阻 GND 7 - 接系统地 在干燥季节或者干燥使用环境内，容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，天微电子建议采取 一切适当的集成电路预防处理措施，不正当的操作和焊接，可能会造成 ESD 损坏或者性能下降， 芯片无 法正常工作。 绝对最大额定值范围（1）（2） 参数 VDD 逻辑电源电压 VIN 输入端电压范围 DIN,SET 范围 单位 -0.5 ～+7.0 V -0.5～VDD+0.5 V IOUT 输出端电流(DC) OUTR,OUTG,OUTB 60 mA VOUT 输出端电压范围 OUTR,OUTG,OUTB -0.5～+30.0 V FCLK 时钟频率 DIN 800 KHZ Topr 工作温度范围 -40～+85 ℃ Tstg 储存温度范围 -55～+150 ℃ ESD 人体模式（HBM） 机器模式（MM） 2000 200 V V （1）以上表中这些等级，芯片在长时间使用条件下，可能造成器件永久性伤害，降低器件的可靠性。我们不建议在 其它任何条件下，芯片超过这些极限参数工作。 （2）所有电压值均相对于系统地测试。 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 推荐工作条件范围 （在-40℃~+85℃下,GND=0V）除非另有说明 参数 测试条件 直流参数规格表：VCC= DC4.5V~6.5V VCC 电源电压 VO 输出端耐压范围 OUT VIH 高电平输入电压 VIL 低电平输入电压 IOH 高电平输出电流 VCC=5.0V,SDO=4.8V IOL 低电平输出电流 VCC=5.0V,SDO=0.5V OUTR, OUTG, OUTB = IOLC RGB 通道低电平灌电流 0.5V TA 工作温度范围 TJ 工作结温范围 最小值 TM1809 典型值 4.5 5.0 3.8 GND 最大值 6.5 24.0 VDD 1.5 V V V V mA mA 45 mA +85 +125 ℃ ℃ 1 10 40 -40 -40 单位 电气特性 （在 VCC=4.5V~6.5V 和-40℃~+85℃下，典型值 VCC=5V 和 TA=+25℃）除非另有说明 TM1809 参数 VOH VOL IIN 高电平输出电压 低电平输出电压 输入电流 IDD VDD 电流 IOLC RGB 通道低电平灌电流 IOLKG TPWM IDDdyn 输出漏电流 OUT端口占空比周期 动态电流损耗 测试条件 最小值 IOH=-6mA：DO IOL=10mA：DO DIN =接 VCC 或 GND OUTR, OUTG, OUTB ,DIN, DO=开路,VDD=5.0V OUTR, OUTG, OUTB 开= 0.5V OUTR, OUTG, OUTB =OFF OUT接1K上拉电阻 OUTR, OUTG, OUTB =OFF DO=开路 VDD-0.5 79.2 Rth(j-a) 热阻值 -- PD 消耗功率 (Ta=25°C) RON RGB端口导通电阻 VDD=5.0V ©Titan Micro Electronics 典型值 1 13 V V uA 3 5 mA 40 45 mA 1.3 0.1 1.5 uA ms 1 mA - 190 ℃/W 250 mW 14 ohm www.titanmec.com V1.4 单位 VDD 0.5 1 -1 1 最大值 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 开关特性 （在 VCC=4.5V~6.5V 和-40℃~+85℃下，典型值 VCC=5V 和 TA=+25℃）除非另有说明 参数 测试条件 最小值 典型值 符号 fosc1 低速模式 -400 fosc2 高速模式 -800 tPLZ 传输延迟时间 DIN → DOUT tPZL -CL = 15pF, RL = 10K Ω CL = 300pF， TTHZ 下降时间 OUTR/OUTG/OUTB Fdat 数据传输率 占空比50% 400 CI 输入电容 -- 最大值 300 100 单位 KHz KHz ns ns 120 μs 800 15 Kbps pF 功能描叙 芯片采用单线通讯方式，采用归零码的方式发送信号。芯片在上电复位以后，接收DIN端打来的 数据，接收够3组24bit后，DO端口开始转发数据，为下一个芯片提供输入数据。在转发之前，DOUT 口一直拉低。此时芯片将不接收新的数据，芯片三组OUTR、OUTG、OUTB输出口根据接收到的数据， 发出相应的不同占空比的信号，该信号周期为1.3ms。如果DIN端输入信号为RESET信号，芯片将接 收到的数据送显示，芯片将在该信号结束后重新接收新的数据，在接收完开始的3组24bit数据后，通 过DOUT口转发数据。 芯片采用自动整形转发技术，完全可以避免远距离传输较多点数时的信号衰减和失真，使得该 芯片的级联个数不受信号传输的限制，仅仅受限于刷屏速度之要求。 72bit的数据结构 MSB R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 BIT71-BIT64 设定1OUTR输出PWM占空比 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 BIT63-BIT56 设定1OUTG输出PWM占空比 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BIT55-BIT48 设定1OUTB输出PWM占空比 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 BIT47-BIT40 设定2OUTR输出PWM占空比 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 BIT39-BIT32 设定2OUTG输出PWM占空比 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BIT31-BIT24 设定2OUTB输出PWM占空比 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 BIT23-BIT16 设定3OUTR输出PWM占空比 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 BIT15-BIT8 设定3OUTG输出PWM占空比 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 LSB BIT7-BIT0 设定3OUTB输出PWM占空比 高位先发，按照RGB的顺序发送数据。 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 低速模式时间 符号 参数 测试条件 T0H T1H T0H’ T1H’ T 输入0码，高电平时间 输入1码，高电平时间 输出0码，高电平时间 输出1码，高电平时间 0码或1码的周期时间 Treset Reset码，低电平时间 最小值 典型值 最大值 单位 500 1600 ---- 700 1800 700 1300 2.5 900 2000 ---- ns ns ns ns us 8 24 VDD=5.0V GND=0V us 注意：低速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 2.5us（频率 400KHz） 。 高速模式时间 符号 T0H T1H T0H’ T1H’ T 参数 输入0码，高电平时间 输入1码，高电平时间 输出0码，高电平时间 输出1码，高电平时间 0码或1码的周期时间 Treset Reset码，低电平时间 测试条件 VDD=5.0V GND=0V 最小值 350 700 ---- 典型值 400 850 320 700 1.25 8 24 最大值 450 1000 ---- 单位 ns ns ns ns us us 注意：高速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 1.25us（频率 800KHz）。高低速模式的 Treset 复位 时间是一样的。字节之间的低电平时间不要超过 8us，否则芯片会复位，复位后又重新接收数据，则 无法实现数据传送。 时序图 逻辑 0 逻辑 1 T0H RESET信号 Treset T1H VIH VIL DIN T tPLZ T T0H' T1H' RESET信号 DO 数据传输和转发 O UT PU T D1 控制器 D IN DO D2 D IN 芯片1 DO D3 D IN 芯片2 DO D4 芯片3 其中D1为控制器发送的数据，D2、D3、D4为级联TM1809转发的数据 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 数据刷新周期2 数据刷新周期1 D1 第一72位bit D2 第二72位bit 第三72位bit RESET 第二72位bit 第三72位bit RESET 第三72位bit RESET D3 TM1809 第一72位bit 第二72位bit 第三72位bit RESET 第二72位bit 第三72位bit RESET 第三72位bit RESET D4 芯片级联和数据传输并转发过程：控制器发来数据（D1）， 当芯片1接收完第一72bit，芯片1 还没有转发数据（D2），接着控制器继续发来数据，芯片1再接收第二72bit，由于芯片1已经存有了 第一72bit，因此，芯片1通过DO把第二72bit转发出去,芯片2接收芯片1转发来的数据（D2），此时， 芯片2还没有转发数据（D3）；控制器继续发来数据,芯片1又把接收到的第三72bit转发到芯片2，由 于芯片2也已经存有一个72bit，所以，芯片2又把第三72bit转发（D3）,芯片3接收到第三72bit，此 时如果控制器发送一个大于15us的RESET低电平信号，所有芯片就会复位并把各自接收到的72bit数 据解码后控制RGB端口输出，完成一个数据刷新周期，芯片又回到接收准备状态。 应用信息 1、如何计算数据刷新速率 数据刷新时间是根据一个系统中级联了多少像素点来计算的，一组 RGB 通常为一个像素，一个 TM1809 芯片控制三个像素点。例如，当刷新速度为 30 帧/秒时，芯片所能控制的点数计算方法为： （1）30 帧/秒相当于每帧占用的时间为 t1=1S÷30=0.033333S=33333μS； （2）高速模式时，数据 Bit 位周期为 1.25μS，低速模式时，数据 Bit 位周期为 2.5μS。而每个像 素点应接收的数据为 24 个 Bit 位，故传输每个像素点所需时间为：高速模式下 t2=24x1.25μS=30μS， 低速模式下 t3=24x2.5μS=60μS。 （3）所能控制的点数为：高速模式下 N=t1/t2=33333μS÷30μS=1111 点，低速模式下 N=t1/t3=33333μS÷60μS=555 点。 根据上述计算所得点数，再去掉芯片及导线传输延时，保守结论为：当刷新速度为30帧/秒时， 高速模式可以级联控制1024个像素点（342片TM1809级联）不会有任何闪烁，低速模式可以级联控 制512个像素点（171片TM1809级联）不会有任何闪烁。 以下是级联点数对应最高数据刷新率表格： 像素点 1~50 1~100 1~200 1~400 1~800 1~1000 高速模式 最快一次刷新数据 最高刷新率（Hz） 时间（mS） 1.44 694 2.88 347 5.76 174 11.52 87 23.04 43 28.8 35 低速模式 最快一次刷新数据 最高刷新率（Hz） 时间（mS） 2.88 347 5.76 174 11.52 87 23.04 43 46.08 22 57.6 17 如果系统对数据刷新率要求不高，则对级联像素点数量无要求，只要供电正常，理论上可用 TM1809无限级联。 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 2、应用电路和电源配置 VLED VLED R1 ● ● ● OUT VCC ● ● ● ● ● ● OUT ● ● ● OUT DO TM1809 IC1 GND RO DO SET VCC ● ● ● ● ● ● DIN 控制器 R1 R9 VLED ● ● ● RI DI VLED R VDD OUT ● ● ● DIN DO SET D1 VDD 104 R9 TM1809 ICn GND VDD DO NEXT R D1 VDD 104 GND R1~R9 的阻值可根据 OUT 端口串接的 LED 个数来自行调节，RI 与 RO 建议接 100~200 欧姆电 阻，作信号隔离用，防止下一级芯片损坏后对上一级造成影响。 TM1809 可以配置成 6～24V 电压供电，但根据输入电压不同，应配置不同的电源电阻，该阻值 列表如下： 电源电压 建议电源与 VDD 间连接电阻 R 阻值 6V 9V 12V 330 1.2K 2.4K 24V 6.8K 说 明 如果用 DC=5V 直接供电，R 电阻不用接； D1 二极管的作用是防止电源接反造成芯片烧 坏。 3、使用TM1809扩流 在实际应用中，经常需要驱动大功率或更多的 LED 灯，为了得到更大的驱动电流，可以按如下 方法进行扩流使用，根据 LED 灯的功率选择适合的 PNP 三极管或 P 沟道 MOS 管（场效应管）。 VLED J1 DIN DO VLED U1 R VLED 1 2 14 3 R* R* VDD SET DIN DO 1OUTR 1OUTG 1OUTB ... 4 3 2 1 VLED GND C1 104 13 12 11 7 TM1809 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 封装示意图 SOP14 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 DIP14 All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正，恕不另行通知。) ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4 9 通道 LED 驱动控制专用电路 TM1809 修订历史 版本 发行日期 修订简介 V1.1 2012-01-30 V1.2 V1.3 V1.4 2012-5-2 2012-05-08 2012-06-21 1、规范了文档排版格式。 2、增加芯片内部结构框图。 3、规范了应用原理图。 4、修正了少量参数。 5、修正了 0、1 码的时序。 6、增加了应用信息。 7、规范了封装尺寸图。 改版发行 改版发行 改版发行 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.4