DLPC1438：TI DLP® 3D 打印机数字控制器的全面解析

在 3D 打印技术蓬勃发展的今天，一款优秀的数字控制器对于实现高质量、高分辨率的 3D 打印至关重要。TI 的 DLPC1438 数字控制器专为 DLP 3D 打印机应用而设计，为 DLP300S 和 DLP301S 数字微镜器件（DMD）的可靠运行提供了有力支持。本文将对 DLPC1438 的特性、应用、电气参数、功能模式等方面进行详细解析，希望能为电子工程师们在设计相关产品时提供有价值的参考。

文件下载：dlpc1438.pdf

一、DLPC1438 特性与应用概述

特性亮点

• 适配特定 DMD：DLPC1438 是适用于 DLP300S 和 DLP301S（0.3 英寸 360 万像素）DMD 的数字控制器，为这些 DMD 的可靠运行提供了便捷接口。
• 丰富的 3D 打印特性：支持光聚合、经过优化的线性伽马模式，可优化照明均匀性和灰度打印；具备可编程层曝光时间和可编程空间与时间曝光功能；提供 8 位单色灰度输出。
• 系统特性完善：带有低成本 SPI 数据输入接口的前端 FPGA，可实现传动器控制；支持器件配置的 I2C 控制和可编程 LED 电流控制。

应用场景

• TI DLP® 3D 打印机：广泛应用于增材制造领域，如掩模立体光刻（mSLA 3D 打印机）。
• 牙科 DLP 3D 打印机：满足牙科领域对高精度 3D 打印的需求。

二、电气参数详解

绝对最大额定值与推荐工作条件

在设计电路时，必须严格遵守器件的绝对最大额定值，以避免对器件造成永久性损坏。DLPC1438 的各电源电压的绝对最大额定值范围有所不同，例如 V(VDD) 为 -0.3V 至 1.21V。同时，为确保器件的可靠运行，还需参考推荐工作条件，如 V(VDD) 的推荐范围是 1.045V 至 1.155V。

引脚电气特性

引脚的电气特性对于正确连接和使用器件至关重要。DLPC1438 的不同引脚具有不同的电气特性，如高电平输入阈值电压（VIH）、低电平输入阈值电压（VIL）、高电平输出电压（VoH）、低电平输出电压（VoL）等。这些特性会根据不同的引脚类型和电源电压而有所变化，在设计时需要仔细考虑。

时序要求

系统的时序要求包括系统振荡器时序、电源供应和复位时序、各种接口的时序等。例如，系统振荡器时钟频率（fck）要求在 23.998MHz 至 24.002MHz 之间，周期时间（tc）在 41.663ns 至 41.670ns 之间。严格遵守这些时序要求，才能保证系统的正常运行。

三、功能模式与编程

功能模式

DLPC1438 具有两种功能模式：ON 和 OFF，由 PROJ_ON（GPIO_08）引脚控制。当 PROJ_ON 引脚置高时，控制器上电并可向 DMD 发送数据；当 PROJ_ON 引脚置低时，控制器断电并消耗最小功率。

编程

该控制器包含 Arm® Cortex® - M3 处理器，TI 提供软件作为固件镜像，用户需要将其闪存到 SPI 闪存存储器中。控制器在启动和正常运行时加载该固件，并且其功能取决于所安装的固件版本。用户可以通过 I2C 接口命令修改软件行为。

四、应用设计与布局建议

应用设计

在设计 3D 打印机时，可根据是否需要执行器和 FPGA 分为不同的应用场景。对于不需要执行器和 FPGA 的 3D 打印机，DLPC1438 与 DLP300S/DLP301S DMD 配合，可实现高精度、低成本的 3D 打印产品。在连接方面，使用并行接口连接 DLPC1438 控制器与主机处理以接收图案或视频数据，使用 I2C 接口向控制器发送命令。

布局建议

• PLL 电源布局：为了实现内部 PLL 的可接受性能，需要对 VDD_PLLx 电源和 VSS_PLLx 接地引脚进行隔离，使用简单的无源滤波器，包括两个串联铁氧体磁珠和两个并联电容器。
• 参考时钟布局：DLPC1438 需要外部参考时钟来驱动内部 PLL，可以使用晶体或振荡器。使用晶体时，需要根据晶体负载电容和杂散电容计算外部负载电容。
• 未使用引脚处理：为避免潜在的损坏电流，建议将未使用的控制器输入引脚通过上拉电阻连接到相关电源或通过下拉电阻连接到地。对于输出引脚，不要直接连接到电源或地，应保持开放。

五、总结与思考

DLPC1438 作为一款专为 DLP 3D 打印机设计的数字控制器，具有丰富的特性和完善的功能。在实际应用中，工程师们需要深入理解其电气参数、功能模式和布局要求，以确保设计出可靠、高性能的 3D 打印系统。同时，随着 3D 打印技术的不断发展，我们也需要思考如何进一步优化 DLPC1438 的应用，提高 3D 打印的质量和效率。例如，如何更好地利用其可编程特性，实现更复杂的打印模式；如何优化布局，降低电磁干扰等。希望本文能为电子工程师们在相关设计中提供有益的帮助，共同推动 3D 打印技术的发展。