1.导言
LED以其运用时刻长、大视角、高亮度、色彩斑斓等特色而在近年来敏捷的开展，它是继白炽灯、高强度放电灯、荧光灯之后第四代新能源。LED归于P/N结型半导体，它作为一种固态冷光源，与传统光源比较，具有耗电量小、环保、安全可靠、体积小的长处。为了加强节能减排的目，所以各种类型的LED驱动器中加上调光的功用是大势所趋。一般，LED驱动器的调光办法有3种：可控硅调光、模仿调光、PWM（脉宽调制）调光。每种调光办法都有其长处及局限性。为了便于数字信号操控，本芯片首要选用脉宽调制（PWM）来调光。脉冲宽度调制（PWM）便是脉冲调制办法中的一种，是指作业频率安稳（即作业周期不变），经过改动功率开关管导通时刻或截止时刻来改动占空比。占空比是指高电平在一个周期之内所占的时刻比率，经过占空比的调整使输出电压安稳的办法。广泛应用在从丈量、通信到功率操控与改换及LED照明等许多领域中。
2.芯片结构框图
图1所示为该调光芯片的结构框图，其间SDI用于接纳数据，SDO用于数据的向后传输，振荡器为芯片供给时钟晶振，VLED为芯片供给电源，LDO为一线性稳压器，数字操控单元包含decode模块、PWM模块，OUTR、OUTG、OUTB为芯片的三个输出端，用于色彩显现。
3.芯片的作业原理
本芯片选用单线通讯办法传输数据，选用归零码的办法发送信号。体系在上电今后，SDI接纳从操控器传输来的数据流，该数据流为根据归零码的二进制数据，当每个芯片接纳36bit后，SDO输出口开端转发数据，为下一个芯片供给输入数据。RGB是工业界的一种色彩规范，是经过红（R）、绿（G）、蓝（B）三个色彩通道的改变以及它们相互之间的叠加来得到林林总总的色彩。
体系OUTR、OUTG、OUTB三个PWM输出端经过数字操控单元，每通道接纳到12bit数据，每通道有12位PWM灰阶操控，有4096灰度等级。每通道宣布相应不同占空比的信号，假如输入的是RESET信号，体系将接纳到的数据送LED显现。
4.首要功用模块的完结
4.1 decode模块
该模块用于数据的收集，判别输入的数据是1仍是0，而且将数据传送到R、G、B端口。选用脉冲边缘检测法，取得输入数据的上升沿sdi_posedge和sdi_negedge信号，将一个数据周期的高电平时钟数、低电平时钟数、整个周期的时钟数别离存放在high_count、low_count、count_cycle三个寄存器中，在数据的下降沿来暂时，将high_count寄存器中的数据与count_cycle寄存器右移一位的数据进行比较，当high_count中的数值大于count_cycle右移一位的数值时，咱们判别此刻输入的数据位1，反之为0.将此刻取得的0或许1存储在8位寄存器data_reg的最终一位，每来一位数据下降沿，将sdi_negedge_count寄存器加1，当该寄存器的数值别离为12、24、36时，将8为寄存器data_reg中的数据赋与rdata、gdata、bdata用于PWM模块的编码。在sdi_negedge_count为36时，将frame_flag寄存器置1，表明该模块现已接纳完数据，剩余的信号经过SDO转宣布去。图2所示为各个寄存器的Modelsim的仿真波形。
4.2 PWM模块
该模块用于将decode模块收集的数据，用于PWM编码，输出不同占空比的波形。
图3中，当来一个时钟脉冲时，循环计数器的输出增大，寄存器锁存一个12bit信号，锁存信号不断与循环计数器的数据进行比较，当锁存信号小于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，不然输出低电平。
循环计数器循环一个周期后，向寄存器宣布一个使能信号EN，寄存器锁存下一个信号。
在每一个计数器计数周期，因为输入的调制信号的巨细不同，比较器输出端输出的高电平个数不一样，因此产生出占空比不同的脉冲宽度调制信号。图4所示为各通道PWM波形。
5.芯片的级联验证和验证剖析
该芯片选用单线传输的办法进行级联，它的特色是：仅用一根数据线进行信号传输，极大缩小了印刷电路板尺度，降低了布线的难度，需求外围器材也少，一起进步了芯片的可靠性和安稳性。如图5所示为该芯片的三颗级联作业示意图。
数据从左边S D I进入第一颗芯片，每个芯片截取36bit数据，剩余的数据进行转发，SDO1、SDO2、SDO3别离为前一个芯片的输出数据。
RTL级代码编写结束之后，用Modelsim进行功用仿真，使用Synopsys公司的DesignCompile进行逻辑归纳，使用Prime time东西进行静态时序剖析，使用Cadence公司的Silicon Ensemble进行自动布局布线，在经往后仿测验，最终完结流片。图7所示为流片完结后的示波器测验波形图。
6.定论
本文使用QuartusII渠道编写RTL代码，使用Modelsim仿真软件进行了功用仿真，最终用示波器测验什物，获取了抱负的波形，根本达到了预期的规划要求，相应的RGB输出正确的波形。本文至此已根本完结规划的要求，但还需求优化代码，进步可靠性和安稳性才能够用于大规模出产。
