[發明專利]基于無線通信的LED驅動調光芯片

在審

• 申請號: 201610461606.4
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107548183A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 牟志強;程玉華
• 申請（專利權）人: 上海北京大學微電子研究院
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于LED驅動控制技術領域，尤其涉及無線通信方式下的LED驅動芯片。

背景技術

目前，在照明領域中，由于應用場合的需要，對LED燈光的顏色及亮度提出了不同要求。比如在商業娛樂、辦公等公共場所，不同區域對燈光的色溫及亮度需求不同，即使在同一區域，不同時間段或不同情境下也存在著不同亮度及色溫的需求。市面上的智能照明系統一般都是采用藍牙或WIFI（Wireless Fidelity）作為無線接收和發送模塊，搭載一個低配置MCU(Micro Control Unit)，處理無線通信系統中傳輸的數據，從中獲取控制信號和顯示數據。但是由于MCU作為處理單元，有很多功能處于未使用狀態，造成利用率較低；同時，新燈點加入網絡一般是在數據可以雙向傳輸模式下進行的，這樣就限制了在單向傳輸模式下芯片的應用場合。隨著價格與性能日益成為消費者的關注目標，研究一款成本低、高性能、功能齊全且符合市場需求的無線LED驅動芯片就顯得意義更加重大，以ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片來取代通用的MCU作為信號處理單元，在節省成本的同時提高傳輸的效率。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于無線通信方式的LED驅動調光芯片，旨在替代目前調光系統中的控制單元MCU，節省成本。

本發明是這樣實現的，一種基于無線通信方式的LED驅動調光芯片，所述芯片包括內部環振、采樣時鐘提取電路、同步濾波電路、密勒碼解碼電路、協議解析電路、PWM漸變輸出電路、I2C總線接口電路和信號編碼電路。

上電時芯片通過I2C總線接口電路將非易失性存儲單元中的地址信息配置給驅動芯片，芯片默認該地址信息為信號傳輸過程中的受控地址。

信號采用單線傳輸，利用密勒碼作為信道碼元進行信號傳輸，節省傳輸帶寬。

傳輸數據波特率在一定范圍內，利用內部環振準確獲取采樣時鐘，正確對串行數據進行密勒碼解碼，恢復原始數據。

數據傳輸的幀格式由幀頭、指令和數據三個部分組成，協議解析模塊根據數據幀中不同的指令信息完成不同的功能。

配置地址信息和亮度值信息時，將地址和亮度值通過I2C總線存儲到非易失性存儲單元中，在下次上電時，將地址信息和亮度值信息配置給芯片。

接收完一幀數據后，內部信號編碼模塊根據密勒碼編碼原理，將應答信號、存儲器亮度值信息或外圍傳感器數據編碼打包后傳輸到無線發射模塊中去。

芯片在刷新率不滿足人眼視覺暫留要求時，將PWM波漸變輸出，實現亮度平滑過渡。

芯片在上電后，通過I2C總線接口電路將非易失性存儲單元中的地址信息配置給驅動芯片；所述驅動芯片接收無線射頻模塊的串行數據；在信號傳輸過程中根據接收到的單線信號，產生同步采樣時鐘，并采集數據，進而對單線信號進行密勒碼解碼；協議解析模塊對數據幀進行解包操作，提取幀頭、指令和數據信息，將匹配本地地址信息的數據接收下來，并根據本地解碼得到的數據對顯示輸出模塊進行控制，從而實現顯示輸出，同時通過I2C總線接口電路將解碼得到的數據存儲到非易失性存儲單元中；芯片在接受到固定比特數的數據后，將所應答信號、存儲器亮度值信息或外圍傳感器數據根據密勒碼編碼原理，將數據編碼打包后傳輸到無線發射模塊中去。

本發明的有益效果是：傳輸信號只需要進行簡單的串行編碼，即可實現可靠高效的數據傳輸；芯片上電后支持自行配置地址信息和外部設置地址信息；本設計滿足無線傳輸模式下，各驅動芯片的工作狀態可獨立于其他驅動芯片的工作狀態，實現智能調光的要求。

附圖說明

圖1為本發明的芯片架構圖；

圖2為本發明實現的LED驅動芯片單線傳輸示意圖；

圖3為本發明地址配置方式示意圖；

圖4為本發明所用的密勒碼編碼協議；

圖5為本發明數據幀格式示意圖。

具體實施方式

為了詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現功能及效果，下面結合實施方式并配合附圖詳細予以詳細說明。