LED驱动芯片FZH120，应用开发相关数据技术手册

​ 特性描述

        FZH120（深圳市方中禾科技）是一种存储器交换LED显示控制的驱动芯片，可以选择多重的ROW/COM模式（32ROW/8COM和 24ROW/16COM），可以用来驱动点阵 LED。该芯片提供了软件设置的16个级别的脉宽调制控制输出，可以调整LED循环显示的亮度。利用串行接口（I2C通信接口）串行输入的方式，可以便捷地进入命令模式（COMMAND、MDOE）和数据模式 （DATA 、MODE）,只需要简单的命令就可以建立起主控芯片和FZH120的通信。通过FZH120便可以进行持续的输出显示，在LED灯的显示中具有广泛的应用性，如工业仪表控制,数字钟/温度计/计数器/电压表显示，仪表数据的读出，LED显示，智能手环等应用。本产品性能优良，质量可靠。

功能特点

        Ø 工作电压2.4～5.5V 

        Ø 32ROW*8COM 和 24ROW*16COM 两种显示方案可选

        Ø 综合显示存储器——64*4显示RAM（32ROW*8COM），96*4显示RAM（24ROW*16COM）

        Ø 16 个级别脉宽调制控制亮度

        Ø 内置 256KHz RC振荡器

        Ø I2C接口（SDA、SCL）通讯

        Ø 数据模式和命令模式指令

        Ø 可选的 NMOS 输出渠道和PMOS 输出渠道

        Ø 封装形式：LQFP48、LQFP52 

内部结构框图

管脚排列

管脚功能

*备注：上表中的管脚序号，以LQFP52封装为例。不同的封装，脚位有所不一样，详情请参考管脚

排列图。48PIN封装的显示方式只有24*8。

输入输出等效电路

        集成电路系静电敏感器件，在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，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 焊接， 可能会造成 ESD 损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。

极限参数

        （1）芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，不建议 实际使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。

        （2）所有电压值均相对于系统地测试。

推荐工作条件

DC 电气特性

开关特性

功能描述

1 显示内存（RAM）

        静态显示内存包含64*4位和96*4位两种格式来存储需要显示的数据。如果模式32ROW/8COM模式被 选择，则RAM的存储空间64*4位；如果模式24ROW/16COM模式被选择，则RAM的存储空间为96*4位。RAM 中的数据直接映射到LED显示驱动器，如果RAM的数据设置为“1”则对应LED将被点亮。下两图给出的是RAM到LED的映射图：

2 系统时钟

        FZH120的系统时钟用来产生系统工作的时钟频率。LED 驱动时钟、系统时钟可以取自片内的 RC 振荡器（256KHz）或者使用 S/W 设置由外部时钟输入。系统振荡器构造如下图所示，当SYS DIS命令 被执行时，系统时钟停止，LED 工作循环将被关闭（这条指令只能适用与片内 RC 振荡器）。一旦系 统时钟停止时，LED 显示为空白，时基也会丧失其功能。LED_OFF命令用来关闭 LED 工作循环，LED 工作循环被关闭之后，用 SYS DIS 命令节省电源开支，充当省电命令；如果是片外时钟源被选择的 话，使用 SYS DIS 命令不能够关闭振荡器以及执行省电模式。晶体振荡器可以通过OSC管脚提供时钟 频率，在这种情况下，系统将不能进入省电模式。在系统上电时，FZH120 默认处在 SYS DIS 状态下。

3 LED驱动

        FZH120 含有 256（32*8）和 384（24*16）两种模式的 LED驱动，可以设定成 32*8 或者 24*16 显示模式，通过COM口输出可以选择 N-MOS 或者 P-MOS 输出渠道。这些特性使得FZH120 可以适应不 同的LED应用场合。LED 驱动时钟源于系统时钟，驱动的时钟一般情况下选择片内RC振荡器 256KHz或者扩展的外部振荡器。详细设置命令请见命令概述表。

4 级联操作

        在级联操作时，级联的第一颗芯片设置为主机模式，其管脚SYNC和OSC用作输出；级联的第二片芯片设置为从机模式，其管脚SYNC和OSC用作输入，并与主机芯片的SYNC和OSC脚连接。FZH120的器件地 址包含2位外部地址选择位A1、A0，所以最多可以连接4个FZH120到同一

总线上。详细设置请参考级联应用电路图。A1A0内置上拉电阻，在单独驱动芯片时，A1A0可悬空，此时FZH120从机地址为0xe7。

5 LED 驱动模式输出波形

        32×8 N-MOS开漏输出驱动模式输出波形如下图所示（Tclk=1/Fsys）：

24×16 P-MOS开漏输出驱动模式(Tclk=1/Fsys，COM脚外加晶体管)：

6 闪光灯

        FZH120具有闪烁功能，可以使得所有的LED按一定频率闪烁，闪烁速率可通过Blink命令设置，可以分为2Hz/1Hz/0.5Hz。以下是闪烁频率为2Hz的输出波形：

7 亮度调节设置

        FZH120可以通过设置ROW端的PWM驱动脉宽进行多种亮度控制。下图为不同占空比条件下COM和 ROW端的输出波形：(1) T=20×Tclk(32×8驱动模式)；(2)T=10×Tclk(24×16 驱动模式 )；

(3)Tclk=1/Fsys

8 命令格式

本芯片在输入命令或显示数据时，必须按照以下步骤：

（1）形成开始条件

（2）发送从机地址(Slave Address) 

（3）命令，显示数据的传送

（4）形成停止条件 

9 I2C串行接口

        本芯片由I2C协议2线串行接口来进行数据传送的，包含一个串行数据线SDA和时钟线SCL，两线内置上拉电阻，总线空闲时为高电平。

        每次数据传输时由控制器产生一个起始信号，采用同步串行传送数据，FZH120每接收

一个字节数 据后都回应一个ACK应答信号。发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位，每次传输可以发送的字节数 量不受限制。每个字节后必须跟一个ACK响应信号，在不需要ACK信号时，从SCL信号的第8个信号下降 沿到第9个信号下降沿为止需输入低电平“L”。当数据从最高位开始传送后，控制器通过产生停止信 号来终结总线传输，而数据发送过程中重新发送开始信号，则可不经过停止信号。

        当SCL为高电平时，SDA上的数据保持稳定；SCL为低电平时允许SDA变化。如果SCL处于高电平时， SDA上产生下降沿，则认为是起始信号；如果SCL处于高电平时，SDA上产生的上升沿认为是停止信号。如下图所示：

时序图

1 写命令操作 

        如下图所示，从器件的8位从地址字节的高6位固定为111001，接下来的2位A1、A0为器件外部的地址位。

2 字节写操作 

3 页写操作

4 写命令+写数据操作 

应用电路

        低功耗LED应用（直接驱动方式）：32ROW*8COM模式举例下图

低功耗LED应用（直接驱动方式）：24ROW*16COM模式举例下图

中功耗LED应用（COM加晶体管驱动方式）：32ROW*8COM模式举例下图

中功耗LED应用（COM加晶体管驱动方式）：24ROW*16COM模式举例下图

大功耗LED应用（ROW和COM加晶体管驱动方式）：32ROW*8COM模式举例下图

大功耗LED应用（ROW和COM加晶体管驱动方式）：24ROW*16COM模式举例下图

级联应用（直接驱动方式）：32ROW*8COM模式举例下图

级联应用（COM加晶体管驱动方式）：32ROW*8COM模式举例

级联应用（直接驱动方式）：24ROW*16COM模式举例下图

级联应用（COM加晶体管驱动方式）：24ROW*16COM模式举例下图

一般设计流程图

命令概述表：

注：

1、X不关心，建议写“0”。

2、A6~A0显存地址。

3、D0~D3显存数据。

4、D/C数据/命令模式。

5、默认：上电复位后芯片的状态

封装示意图（LQFP48 7mm*7mm）

封装示意图（QFP52 14mm*14mm）

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审核编辑 黄宇