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CXLE88173 LED驱动控制芯片详解:特性、应用与数据手册全解析
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CXLE88173是一种采用功率CMOS工艺制造的LED驱动控制专用电路,内部集成MCU数字接口、数据锁存器和LED高压驱动模块。该芯片支持18×8点LED驱动,具备辉度调节、开路检测、两线串行通信等功能,适用于多种LED显示屏驱动场景。其封装形式主要为QSOP24-150和QFN24,具有良好的散热性能和焊接可靠性。

CXLE88173 LED驱动控制芯片详解:特性、应用与数据手册全解析
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产品简介

引言:LED驱动芯片的重要性与应用背景

         随着电子显示技术的飞速发展,LED显示屏在广告、交通指示、工业控制等领域的应用日益广泛。作为LED显示屏的核心部件,LED驱动控制芯片的性能直接影响到显示效果和系统稳定性。CXLE88173是一款专为LED显示屏设计的高性能驱动控制芯片,集成了MCU数字接口、数据锁存器和高压驱动电路,广泛应用于各类电子产品中。本文将深入解析CXLE88173的特性、技术参数、应用电路及编程指南,帮助工程师和电子爱好者全面掌握该芯片的使用方法。wQy嘉泰姆


一、CXLE88173芯片概述

        CXLE88173是一种采用功率CMOS工艺制造的LED驱动控制专用电路,内部集成MCU数字接口、数据锁存器和LED高压驱动模块。该芯片支持18×8点LED驱动,具备辉度调节、开路检测、两线串行通信等功能,适用于多种LED显示屏驱动场景。其封装形式主要为QSOP24-150和QFN24,具有良好的散热性能和焊接可靠性。wQy嘉泰姆


二、核心特性详解

1.高性能CMOS工艺wQy嘉泰姆
CXLE88173采用先进的功率CMOS工艺,具有低功耗、高集成度的特点,能在-40℃至+85℃的宽温范围内稳定工作。
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2.18×8点阵驱动能力wQy嘉泰姆
芯片支持最多144个LED点的驱动,适用于中小尺寸的LED显示屏模块,可实现复杂的图文显示效果。
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3.8级辉度调节wQy嘉泰姆
通过占空比调节电路,用户可实现8级亮度控制,灵活适应不同环境光条件下的显示需求。
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4.两线串行接口(SCLK, DIN)wQy嘉泰姆
采用简单的两线通信协议,减少外围电路复杂度,便于与各类MCU对接。
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5.内置RC振荡与上电复位wQy嘉泰姆
芯片内置RC振荡电路和上电复位功能,无需外接复位电路,简化系统设计。
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6.开路检测功能wQy嘉泰姆
当部分LED发生开路时,芯片能自动检测并隔离故障点,确保其他LED正常显示,提升系统可靠性。
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三、管脚定义与功能说明

CXLE88173共有24个管脚,主要包括数据输入(DIN)、时钟输入(SCLK)、两组驱动输出(DA0~DA8、DB0~DB8)、电源(VDD)和地(GND)。以下是部分关键管脚说明:wQy嘉泰姆

• DIN(管脚8):串行数据输入,数据在SCLK上升沿被锁存。wQy嘉泰姆

• SCLK(管脚9):时钟信号输入,控制数据同步。wQy嘉泰姆

• DA0~DA8、DB0~DB8:A组和B组驱动输出,支持P管和N管开漏输出,可直接驱动LED。wQy嘉泰姆

• VDD(管脚7、12):逻辑电源正极,推荐工作电压为3.0V~5.5V。wQy嘉泰姆

ESD防护提示wQy嘉泰姆
CXLE88173为静电敏感器件,在干燥环境中使用时需采取防静电措施,避免因不当操作导致芯片损坏。
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四、电气特性与工作条件

4.1.极限参数(Ta = 25℃,VDD=5.0V,GND = 0 V)wQy嘉泰姆
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(1)芯片长时间工作在极限参数条件下,可能造成期间可靠性降低或永久性损坏,不建议实际wQy嘉泰姆
使用时任何一参数达到或超过这些极限值。wQy嘉泰姆
(2)所有电压值均相对于系统地测试。wQy嘉泰姆
4.2.推荐工作条件wQy嘉泰姆
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4.3.电气特性wQy嘉泰姆
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4.4.开关特性wQy嘉泰姆
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在推荐工作电压范围内(VDD=3.0V~5.5V),CXLE88173表现出优异的电气性能:

• 拉电流与灌电流能力wQy嘉泰姆
在VDD=5V时,端口拉电流典型值为-27.5mA,灌电流可达140mA,驱动能力强。
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• 动态电流损耗wQy嘉泰姆
无负载时最大动态电流仅为1mA,节能效果显著。
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• 开关特性wQy嘉泰姆
内置振荡频率典型值为300kHz,最大时钟频率1MHz,响应速度快,适合动态显示场景。
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五、时序与通信协议

5.1.时序特性wQy嘉泰姆
5.2.时序波形图
 

CXLE88173采用两线串行通信协议,数据格式为低位在前、高位在后。通信起始条件为SCLK高电平时DIN由高变低,结束条件为SCLK高电平时DIN由低变高。时序参数如下:wQy嘉泰姆

• 时钟脉冲宽度(PWCLK):最小400nswQy嘉泰姆

• 数据建立时间(tSetup):最小100nswQy嘉泰姆

• 数据保持时间(tHOLD):最小100nswQy嘉泰姆

这些参数确保了数据传输的稳定性和可靠性。wQy嘉泰姆


六、指令集与显示控制

6.1.功能说明wQy嘉泰姆
       微处理器的数据通过两线总线接口和 CXLE88173通信,在输入数据时当 SCLK是高电平时,DIN上的信号wQy嘉泰姆
必须保持不变;只有 SCLK 上的时钟信号为低电平时,DIN 上的信号才能改变。数据的输入总是低位在前,wQy嘉泰姆
高位在后传输.数据输入的开始条件是 SCLK 为高电平时,DIN 由高变低;结束条件是 SCLK 为高时,DIN 由wQy嘉泰姆
低电平变为高电平。wQy嘉泰姆
指令数据传输过程如下图:
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6.1.1)写 SRAM 数据地址自动加 1 模式:wQy嘉泰姆
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command1:设置数据命令(设置地址从何写入)wQy嘉泰姆
Data1~N:传输显示数据(最多 16 字节,不能多写)wQy嘉泰姆
command2:控制显示命令wQy嘉泰姆
6.1.2)写 SRAM 数据固定地址模式:wQy嘉泰姆
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command1:数据命令(设置地址 1)wQy嘉泰姆
Data1:传输显示数据wQy嘉泰姆
commandN:数据命令设置(设置地址 N)wQy嘉泰姆
DataN:传输显示数据(最多 16 字节,不能多写)wQy嘉泰姆
command2:控制显示命令
6.2.指令说明
      指令用来设置显示模式,LED 驱动器的状态。wQy嘉泰姆
在指令START有效后由DIN输入的第一个字节作为一条指令。经过译码,取最高B7、B6 两位比特位wQy嘉泰姆
以区别不同的指令。wQy嘉泰姆
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        如果在指令或数据传输时出现END有效,串行通讯被初始化,并且正在传送的指令或数据无效(之wQy嘉泰姆
前传送的指令或数据保持有效)。wQy嘉泰姆
6.2.1)
 数据命令(11XXXXXX):用于设置显存地址和写入显示数据。wQy嘉泰姆
该指令用来设置写地址数据以及进入测试模式的设置。wQy嘉泰姆
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数据命令设置与显存的对应关系(正常模式下)wQy嘉泰姆
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显示数据与芯片管脚以及显示地址之间的对应关系如下表所示:wQy嘉泰姆
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扫描方式说明(以 A 组说明为例):wQy嘉泰姆
第一个行扫描阶段:A0 脚为行扫描,A0 的 NMOS 管打开,其他 A1~A8 为列扫描。比如需点亮 A1 与 A0wQy嘉泰姆
脚上的 LED 灯,则让 A1 的 PMOS 打开(A1 接该 LED 的 P 极,A0 接的该 LED 灯的 N 极),如不需要点亮。只wQy嘉泰姆
需要 A1 脚为高阻即可。wQy嘉泰姆
第二个行扫描阶段:A1 脚为行扫描,其他为列扫描。点亮 LED 灯的原理同上,一直到第九个行扫描阶wQy嘉泰姆
段,第九个扫描阶段完成之后,显示完成一次扫描周期,重复该扫描周期即可完成显示驱动;
 
 

芯片支持多种指令设置,包括数据命令、显示控制命令和开路检测命令。指令格式以字节为单位,最高两位用于区分指令类型:wQy嘉泰姆

6.2.2) 显示控制命令(10XXXXXX):用于开关显示、设置辉度等级。wQy嘉泰姆
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▲注意:当芯片处于关屏状态下,驱动脚 DA8/DB8 是处于 N 管开漏输出,其他驱动端口均是关断状态;wQy嘉泰姆
▲注意:芯片显示寄存器在上电瞬间其内部保存的值可能是随机不确定的,此时客户直接发送开屏命令, 将wQy嘉泰姆
有可能出现显示乱码。所以我司建议客户对显示寄存器进行一次上电清零操作,即上电后向 18 个显存地址wQy嘉泰姆
(C0H-D1H)中全部写入数据 0x00。
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6.2.3)开路检测命令(00XXXXXX):启用或禁用开路检测功能。wQy嘉泰姆
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       由于本款芯片特殊的驱动端口扫描方式,决定了显示过程中,两个驱动端口之间会同时存在多条通路。wQy嘉泰姆
正常显示(LED未发生开路)情况下,只有单个LED所在的通路会导通,其它由两个LED串联构成的通路不会wQy嘉泰姆
导通。但是,当LED发生开路时,就会存在两个LED串联的通路导通的情况。所以,在芯片中设计了开路检wQy嘉泰姆
测的功能。该功能的作用是在驱动各个LED之前,均会对相应端口进行电压检测。当检测到LED开路时,通wQy嘉泰姆
过逻辑控制,不让相应的端口输出驱动,就能有效避免本来不亮的LED被误点亮。
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6.3.显存映射关系wQy嘉泰姆
     芯片内部显存地址从C0H至DIH,分别对应A组和B组LED的扫描数据。通过地址自动加一或固定地址模式,可灵活更新显示内容。
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七、应用电路设计示例

CXLE88173的典型应用电路如下图所示(略,参考原文图12)。MCU通过SCLK和DIN与芯片通信,外围电路简单,仅需少量电阻电容即可工作。建议在VDD和GND之间添加100μF电解电容和104陶瓷电容以稳定电源。wQy嘉泰姆

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设计注意事项
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• 上电后建议对显存进行清零操作,避免乱码。wQy嘉泰姆

• 若使用长线连接,应在SCLK和DIN线上串联10kΩ电阻以防信号反射。wQy嘉泰姆


八、程序设计流程图

8.1程序设计流程图

8.1.1)采用地址自动加一的程序设计流程图wQy嘉泰姆
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8.1.2)采用固定地址的程序设计流程图wQy嘉泰姆
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8.2.CXLE88173支持两种数据写入模式:地址自动加一和固定地址模式。以下是基本编程流程:wQy嘉泰姆

1.初始化:配置MCU的GPIO和时钟。wQy嘉泰姆

2.发送起始命令:设置显存起始地址。wQy嘉泰姆

3.传输数据:按字节发送显示数据。wQy嘉泰姆

4.发送显示命令:开启显示并设置亮度。wQy嘉泰姆

5.循环刷新:根据需要更新显示内容。wQy嘉泰姆

流程图可参考原文第10-11页,清晰展示了数据流和控制逻辑。wQy嘉泰姆


九、封装与尺寸信息

CXLE88173提供QSOP24-150和QFN24两种封装形式,尺寸紧凑,适合高密度PCB布局。具体尺寸参数见原文第13页,建议在设计PCB时严格按照规格书提供的尺寸进行布局。wQy嘉泰姆


十、总结与市场前景

CXLE88173作为一款功能全面、性能稳定LED驱动芯片,在显示驱动领域具有广泛的应用前景。其开路检测、辉度调节、低功耗等特性,使其特别适合需要高可靠性和灵活控制的场景。随着智能显示需求的增长,此类高性能驱动芯片的市场潜力将进一步释放。wQy嘉泰姆


十一、相关芯片选择指南                      更多同类产品.....wQy嘉泰姆

型号 接口数 驱动点阵数 段/位 共阴驱动 共阳驱动 按键 封装形式 备注
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CXLE88137BN 3 48 6*7/9*4 7段6位/9段4位 7段6位 6*1 SOP20 LED面板显示驱动芯片
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