HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 1/ 18 December 7, 2016
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的
LED 顯示之 C 語言版應用範例
文件編碼:AN0443T
簡介
HT1635A/HT1635B 是 HOLTEK 開發的一款帶顯示資料映射儲存器的 LED 驅動 IC,最多可以
驅動352顆LED (8-COM×44-ROW),分別提供4-wire/I2C串列通信介面與MCU進行資料交互。
本文以 HT66F50 為主控 MCU 分別製作了 2 顆 HT1635A 和 2 顆 HT1635B 的顯示 Demo 作為
應用實例,對 HT1635A 和 HT1635B 的使用方法進行了一些說明。Demo 每顆 HT1635A、
HT1635B 驅動 8COM × 42ROW 的 LED 螢幕 (8×14 個 RGB LED),展示了穿戴式運動手環
LED 面板類似的顯示功能。
工作原理
HT1635A/HT1635B 主要特性
• 工作電壓:2.4V ~ 5.5V
• 內置 256kHz RC 振盪器
• Frame Rate:100Hz
• 最大可驅動 352 patterns (44 rows and 8 commons)
• 多達 88×4 位的 RAM 用來儲存顯示資料
• 支援高達 16 級 PWM 亮度控制
• 多種閃爍模式:OFF、0.5Hz、1Hz、2Hz
• COM 驅動方式可選:NMOS 開漏或者 PMOS 開漏型驅動
• HT1635A 支援 4-wire 序列界面,HT1635B 支援 I2C 總線界面
• IC 可級聯實現擴展應用
• 封裝類型:64-pin LQFP
HT1635A/HT1635B 特性說明
通信介面
HT1635 因內建通信介面的差異分為 HT1635A 和 HT1635B 兩個版本,HT1635A 為 4-wire 串
列通信方式,這 4 個引腳分別為 WRB (Write Serial Clock)、DATA (Serial Data)、RDB (Read Serial
Clock)、CSB (Chip Select);HT1635B 與 HT1635A 封裝相同,腳位基本相容,為 I2C 通訊方式,
與 HT1635A 對應的通信引腳分別為 SCL (Serial Clock)、SDA (Serial Data)、A1 (Device Address
Data Input Pin)、A0 (Device Address Data Input Pin),如下圖所示。
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Part Number Interface Type Interface Pin
17 18 19 20
HT1635A 4-wire DATA WRB RDB CSB
HT1635B I2C SDA SCL A1 A0
COM 與 ROW I/O 驅動能力
HT1635A/HT1635B COM和ROW I/O電流驅動能力較強,其參數如下表所示,VDD=2.4V~5.5V;
Ta=25°C
Symbol Parameter Test Conditions
Min. Typ. Max. Unit VDD Conditions
VDD Operating Voltage – 2.4 5.0 5.5 V
IOL2 ROW sink current 5V VOL=0.5V 10 13 – mA
IOH2 ROW souce current 5V VOH=4.5V -50 -70 – mA
IOL3 COM Sink Current 5V VOL=0.5V 250 400 – mA
IOH3 COM Source Current 5V VOH=4.5V -45 -60 – mA
如上表資料,HT1635A/HT1635B COM I/O Sink Current 較大,典型值為 400mA,ROW I/O Source
Current 典型值為-70mA,更適合於驅動共陰極 LED Matrix。流經 LED 的電流與工作電壓和
LED 自身 VF 有關,在某些應用場合,可以採用直驅方式,即 LED 陽極連接 ROW I/O,陰
極連接 COM I/O,不串接限流電阻。
需要注意的是,HT1635A/HT1635B Pin LEDVDD 與 VDD、LEDVSS 與 VSS 內部已 bond 在一
起,即不分離 Driver Power (LEDVDD&LEDVSS) 與 Logic Power (VDD&VSS)。
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COM 驅動方式
HT1635A/HT1635B COM Pin 有 NMOS 開漏型和 PMOS 開漏型兩種驅動方式。無論 COM 選
擇何種驅動方式,ROW 的輸出只與寫入 RAM(Display Memory) 中的顯示資料有關,即在
RAM 中寫 "1" 時 ROW 輸出高準位,寫 "0" 則 ROW 輸出低準位。兩種通信方式下的 COM
驅動方式設定如下:
通信方式 COM 驅動方式 操作碼 操作數 默認設定
4-wire NMOS 驅動
100 0010-0XXX-X 0010-0XXX-X
(NMOS 驅動) PMOS 驅動 0010-1XXX-X
I2C
NMOS 驅動 10001000
XXXXXXX0 00H
(NMOS 驅動) PMOS 驅動 XXXXXXX1
註:"X":0 或 1 都可以。
工作模式
HT1635A/HT1635B 有 Master Mode0、Master Mode1、Slave Mode 三種工作模式,Master Mode0
和 Master Mode1 可選擇內建 256kHz RC OSC 作為系統時鐘,也可選擇從 OSC 引腳灌入外部
時鐘信號 (EXT CLK),如下表所示。
Name Master / Slave Select Input Clock Source OSC pin Status Sync Pin Status Note
RC Master Mode0 Master Mode
On Chip RC
Oscillator
Output Hi-Z Always Output
High
Only Single Chip
Application
RC Master Mode1 Output Output
EXT CLK
Master Mode 0 Master Mode External OSC
Input Always Output
High
Only Single Chip
Application
EXT CLK
Master Mode 1 Input Output
Slave Mode Slave Mode External OSC Input Input
HT1635A/HT1635B SYNC Pin 用於同步 LED 驅動波形,可以實現多顆 IC 級聯以驅動更大的
螢幕。對於 4-wire 介面的 HT1635A,可以一顆選擇 Master Mode1,其它選擇 Slave Mode,將
Master Mode1 IC 的 OSC、SYNC Pin 接到 Slave Mode IC 的對應 Pin 上,由 Host MCU 通過各
個 HT1635A CSB Pin 來片選實現多顆級聯驅動;對於 I2C 的 HT1635B,A0、A1 Pin 可以
Pull-high/Pull-low 來設定 I2C slave Device 位址,可以實現 4 顆 IC 級聯。
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當系統上電時,HT1635A/HT1635B 會進行上電重置,上電重置後的狀態如下:
1. 系統時鐘停止。
2. COM0~COM7 輸出狀態為高阻態。
3. ROWs 全部輸出低準位。
4. LED 顯示關閉。
5. ROWs 輸出設定為 16/16 PWM duty。
6. 閃爍功能關閉。
需要注意的是,HT1635A/HT1635B 上電時需有 1ms 以上的時間來完成 IC 內部重置位元、初
始化工作,之後才能開始進行 4-wire/I2C 的資料傳輸。
調光功能
HT1635A/HT1635B 內建 16 級 PWM 調光電路,由通信介面收到的 Command 設定相關調光暫
存器,調整所有 ROW 的 duty 來調整整個顯示屏的亮度。ROW 的調光時序如下圖所示。
PWM 調光示意圖
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Demo H/W 方塊圖
系統方塊圖
Bottom Board
Top Board
RGB LED Matrix(8COM x 42ROW x 2) HT1635A/B x 2
(64LQFP)
COM/ROW
4-wire/I2C
Power Supply Circuit
AC100V~240V
DC 5V
18650 Li+ Battery DC-DC Boost Circuit(SY7066)
Micro USB
AC-DC Converter(FAS10-5-W) HT66F50
(28SOP)
Li+ Battery Charger
(APL3202)
Key x 1
圖 1. 系統方塊圖
Demo PCB 採用上、下兩板結構,兩板之間由排針連接,上板為 RGB LED Matrix,下板為電
源控制板。
• RGB LED Matrix
2 顆 HT1635A 或 2 顆 HT1635B 聯合驅動由 8×28 顆 RGB LED 組成的點陣。
• 電源電路
市電(100~240VAC)、電源適配器(DC5V,Micro USB 介面)和鋰電池(1 顆 18650)三種供電方式。
• DC-DC 升壓電路
鋰電池單獨供電時,使能 DC-DC boost IC(SY7066),將電池電壓升至 5V 給 Host MCU 和
HT1635A/HT1635B 供電。
• 鋰電池充電電路
市電或外部電源適配器供電時,使能鋰電池充電管理 IC(APL3202),給鋰電池充電。
• 按鍵部分
1 個輕觸按鍵,用於切換顯示畫面。
• Host MCU 部分
Demo 以HT66F50 為Host MCU,與HT1635A/HT1635B 進行資料交互,實現各種畫面的顯示。
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硬體說明
圖 2. RGB LED Matrix 線路
Demo RGB LED Matrix PCB 可相容 HT1635A 和 HT1635B,由 0 歐姆電阻做選擇,因而原理
圖上統稱 HT1635。
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圖 3. 電源控制板線路
電源電路
圖 4. 市電和電源適配器(Micro USB)供電電路
圖 5. 18650 鋰電池供電
VIN 4
ISET 5STAT1
BATT3 GND2
U4
APL3202-SOT23-5
VIN2 VOUT 3
GN
D1
U2
HT7125-SOT89
D2SS54
4.7uF
C12
1KR17
3KR18
NRS6028T1R5NMGJL1
VDD
VCC
VDDS1
IO_BAT1_CHGEN
0.1uF
C3
1000uF/25V
C2
ADC_VREF
10K
R2
2K
R1
10nF
C4
IO_ACIN
0.1uF
C13
10uF
C14
D7LED
D1
TVS/
SMA
J6.0
CA
12
J1
AC 2DIP SOCKET
F1 1A fuse
Z1ZNR 0.1uF/275VAC
C1
MCU_VDD
100K
R21
0.1uFC17
ADC_VREF
RES
ET_K
EY
PA0/C0X/TP0_0/AN01
VSS/AVSS2
PB4/XT23
PB3/XT14
PB2/OSC25
PB1/OSC16
VDD7
PB0/RES8
PC1/TP1B_1/SCOM19
PC0/TP1B_0/SCOM010
PC7/[TP1A]/SCOM311
PC6/[TP0_0]/SCOM212
PD3/[TCK1]/TP3_0/[SDO]13
PD2/[TCK0]/[SDI/SDA]14 PD1/[TP2_0]/[SDO]/[SCK/SCL] 15PD0/[TCK2]/TP3_1/[SCS] 16PC5/[INT1]/TP0_1/TP1B_2/[PCK] 17PC4/[INT0]/[PINT]/TCK3/TP2_1 18PC3/PINT/TP2_0/C1- 19PC2/TCK2/PCK/C1+ 20PB5/SCS/VREF 21PA7/SCK/SCL/AN7 22PA6/SDI/SDA/AN6 23PA5/C1X/SDO/AN5 24PA4/INT1/TCK1/AN4 25PA3/INT0/C0-/AN3 26PA2/TCK0/C0+/AN2 27PA1/TP1A/AN1 28
U5 HT66F50-28SOP-A
0RR60RR5 MCU_VDD
VDD1
0R/0805R7 VDD2
0.1uF
C15
MCU_VDD
0.1uF
C18
100K
R15
100K
R16
1nF
C11
AD_BAT1V
VBAT
10KR19
10RR20
KEY
CSB1RDB
WRBDATA
CSB2
ICPDAICPCK
RST
AD_BAT1VIO_ACIN
IO_BAT1_CHGEN
L3
N2
V- 4
V+ 5FG1
U1
FAS10-5-W
MCU_VDD
NC
C16
0RR25300RR22
D8
1N4148
0RR26NCR27NCR28NCR29
MCU_VDD
RSTICPCKICPDA
12
J3
Li+ BAT/3.7V Battery Box
12345
J4
0RR33
IO_BOOSTEN
4.7KR31
4.7KR32
MCU_VDD
WR
B
DA
TA
NCR24
0RR30
750KR13
0R/0805R7'
IO_CHG_DET
IO_CHG_DET 0RR23
12345
J2
MICRO USB
D3 SS54
IO_USBIN
10K
R4
10nF
C5
2K
R3
IO_USBIN
D9
TVS/
MSM
P6.0
ACSB1RDB
WRBDATA
CSB2
KEY1 122 113 104 95 86 7
J5
GND1
VDD2VDD1
Q3AO3400
PVOUT1
LX2
PGND3
SGND4
IN5 SVOUT 6EN 7LBI 8LBO 9FB 10U3
SY7066_QFN10
240KR14
300KR8
51KR9
100K
R34
22uF/10V/1206C7
22uF/10V/1206C8
22uF/10V/1206C10
4.7uF
C22
1uF
C9
VDD
LBI
LBI
VBAT
D4
SS54
VOUT
VOUT
10KR11
10RR10IO_BOOSTEN Q1AO3400
VOUT
220uF/16V/7343C19
VBAT
100K
R12
D5
SS54
VBAT
22uF/10V/1206C20 NCC21
22uF/10V/1206
C6
D2SS54
VDD
VCC
0.1uF
C3
1000uF/25V
C2
10K
R2
2K
R1
10nF
C4
IO_ACIND1
TVS/
SMA
J6.0
CA
12
J1
AC 2DIP SOCKET
F1 1A fuse
Z1ZNR 0.1uF/275VAC
C1
0RR60RR5 MCU_VDD
VDD1
0R/0805R7 VDD2
L3
N2
V- 4
V+ 5FG1
U1
FAS10-5-W
0R/0805R7'
12345
MICRO USB
D3 SS54
IO_USBIN
10K
R4
10nF
C5
2K
R3
D9
TVS/
MSM
P6.0
A
22uF/10V/1206
C6
S1
100K
R15
100K
R16
1nF
C11
AD_BAT1V
VBAT
12
J3
Li+ BAT/3.7V Battery Box
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 8/ 18 December 7, 2016
Demo 支援以下三種供電方式:
1. 市電供電方式
市電(100~240VAC)先經 250V/1A 的保險絲,再經 14D471K 壓敏電阻和 0.1uF 的 X2 電容(安
規),由 AC-DC 電源模組轉出 5V/2A 的 DC 電源。
2. 電源適配器供電方式
使用外部 DC5V/2A 的電源適配器由 Micro USB 介面進行供電。
3. 鋰電池供電方式
Demo 提供 18650 鋰電池座,當電池電源按鈕 S1 接通時,可使用一顆 18650 鋰電池供電。
因 Host MCU 和 HT1635A/HT1635B 工作電壓都設為 5V,因而電池供電時,需配合 DC-DC
升壓電路,將電池電壓升至 5V。
以上三種電源均有串接一顆肖特基二極體 SS54 隔開,IO_ACIN 和 IO_USBIN 分別用於檢測
市電、外部電源適配器是否有接入。當 MCU 有檢測到市電或電源適配器有接入時,關閉電
池升壓電路。
DC-DC 升壓電路
圖 6. DC-DC 升壓電路
當市電和外部電源適配器未接入,Demo 使用電池供電且電池電壓高於 3.1V 時,MCU
IO_BOOSTEN 輸出低準位使能 DC-DC 升壓 IC SY7066,將電池電壓升至 5V 且可提供 2A 的
輸出電流。升壓 IC 採用 SILERGY 公司的 SY7066,10-pin QFN 2mm×2mm 封裝,輸入電壓最
低為 1.8V,輸出電壓 2.5V~5.5V 可調 (改變 R13、R14 電阻值來調整),6A 的峰值電流。
鋰電池充電電路
圖 7. 鋰電池充電電路
NRS6028T1R5NMGJL1
750KR13
PVOUT1
LX2
PGND3
SGND4
IN5 SVOUT 6EN 7LBI 8LBO 9FB 10U3
SY7066_QFN10
240KR14
300KR8
51KR9
100K
R34
22uF/10V/1206C7
22uF/10V/1206C8
22uF/10V/1206C10
4.7uF
C22
1uF
C9
VDD
LBI
LBI
VBAT
D4
SS54
VOUT
VOUT
10KR11
10RR10IO_BOOSTEN Q1AO3400
VOUT
220uF/16V/7343C19
VBAT
100K
R12
D5
SS54
VBAT
22uF/10V/1206C20 NCC21
VIN 4
ISET 5STAT1
BATT3 GND2
U4
APL3202-SOT23-54.7uF
C12
1KR17
3KR18
VDD
IO_BAT1_CHGEN
D7LED
10KR19
10RR20
12
J3
Li+ BAT/3.7V Battery Box
IO_CHG_DET
Q3AO3400
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 9/ 18 December 7, 2016
當 MCU 檢測到市電或外部電源適配器有接入時,IO_BAT1_CHGEN 輸出高準位使能鋰電池
充電管理 IC APL3202,對一顆 18650 鋰電池進行充電。Demo 使用的 APL3202 是 APNEC(台
灣茂達)的產品,SOT23-5 封裝,輸入電壓為 4.35V~6.5V,充電電流 0.1A~0.5A 可調(改變 R18
電阻值來調整),電池電壓升至 4.2V 停止充電,降至 4.05V 重新充電。Demo R18 阻值為 3K,
充電電流約為 300mA,圖中 LED D7 點亮時,表示鋰電池正在充電中,充滿時滅掉。
RGB LED Matrix 驅動電路
ROW121
ROW112
ROW103
ROW94
ROW85
LED_VDD6
ROW77
ROW68
ROW59
ROW410
ROW311
ROW212
ROW113
ROW014
VSS15
OSC16
DA
TA17
WR
B18
RD
B19
CSB
20
SYN
C21
VD
D22
CO
M0
23
LED
_VSS
24
CO
M1
25
CO
M2
26
CO
M3
27
CO
M4
28
CO
M5
29
CO
M6
30
CO
M7
31
LED
_VSS
32ROW43 33ROW42 34ROW41 35ROW40 36ROW39 37ROW38 38ROW37 39ROW36 40LED_VDD 41ROW35 42ROW34 43ROW33 44ROW32 45ROW31 46ROW30 47ROW29 48
RO
W28
49R
OW
2750
RO
W26
51R
OW
2552
RO
W24
53R
OW
2354
RO
W22
55R
OW
2156
RO
W20
57R
OW
1958
RO
W18
59R
OW
1760
RO
W16
61R
OW
1562
RO
W14
63R
OW
1364
U1 HT1635-64LQPF
CO
M2
CO
M1
CO
M3
CO
M4
CO
M5
CO
M6
CO
M7
CO
M8
R1G1B1
R2G2B2
R3
R4R
5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
G10
G11
G12
G13
G14
B3
B4
B5B
6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
B14
VDD1
VDD2
OSC
SYNC
CSB1
RD
B1
R1R2R3R4R5R6R7R8
R9R10R11R12R13
R14
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
R22
R23
R24
R25
R26
R27
R28
R29
R30R31R32R33R34R35R36
R37R38R39R40R41R42
VDD1
0.1uF
C1
0.1uF
C2VDD2
0.1uFC3
NCR136
NCR137
NCR138
NCR139
VDD1
CSB1300RR149
NC
C12
100R
R14
8
1nF
C15
NC
R15
0
RDB1
WR
BD
ATA
FB/4
71R
134
100R
R13
5
NC
C16
NC
C13
220pF
C14
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 10/ 18 December 7, 2016
圖 8. RGB LED 顯示電路 (HT1635A/35B 部分)
圖 9. RGB LED 顯示電路 (COM 驅動部分)
ROW121
ROW112
ROW103
ROW94
ROW85
LED_VDD6
ROW77
ROW68
ROW59
ROW410
ROW311
ROW212
ROW113
ROW014
VSS15
OSC16
DA
TA17
WR
B18
RD
B19
CSB
20
SYN
C21
VD
D22
CO
M0
23
LED
_VSS
24
CO
M1
25
CO
M2
26
CO
M3
27
CO
M4
28
CO
M5
29
CO
M6
30
CO
M7
31
LED
_VSS
32
ROW43 33ROW42 34ROW41 35ROW40 36ROW39 37ROW38 38ROW37 39ROW36 40LED_VDD 41ROW35 42ROW34 43ROW33 44ROW32 45ROW31 46ROW30 47ROW29 48
RO
W28
49R
OW
2750
RO
W26
51R
OW
2552
RO
W24
53R
OW
2354
RO
W22
55R
OW
2156
RO
W20
57R
OW
1958
RO
W18
59R
OW
1760
RO
W16
61R
OW
1562
RO
W14
63R
OW
1364
U2 HT1635-64LQPF
CO
M10
CO
M9
CO
M11
CO
M12
CO
M13
CO
M14
CO
M15
CO
M16
R16
R17
R18
R19
R21
R22
R23
R24
R26
R27
R28
G16
G17
G18
G20
G21
G22
G23
G24
G26
G27
G28
B16
B17
B18
B20
B22
B23
B25
B26
B27
B28
B21
VDD1
0.1uF
C6
VDD1
OSC
SYNCCSB2
R45R46R47R48R49R50
R51R52R53R54R55
R56
R57
R58
R59
R60
R61
R62
R63
R64
R65
R66
R67
R68
R69
R70
R71
R72R73R74R75R76R77R78
R79R80R81R82R83R84R43
R44
VDD2
0.1uF
C7VDD2
0.1uFC8
RD
B2
NCR142
NCR143
NCR144
NCR145
VDD1
CSB2
R25
B24
G25
R20
G19
B19
R15G15B15
100R
R15
1
2KR152
NC
R15
3
1nF
C17
RDB2
WR
BD
ATA
FB/4
71R
140
220R
R14
1
NC
C18
10RR85
1K
R86
NCR87 COM1-1
10RR88
1K
R89
NCR90 COM1-2
10RR91
1K
R92
NCR93 COM1-3
10RR94
1K
R95
NCR96 COM1-4
10RR97
1K
R98
NCR99 COM1-5
10RR100
1K
R101
NCR102 COM1-6
10RR103
1K
R104
NCR105 COM1-7
10RR106
1K
R107
NCR108 COM1-8
10RR109
1K
R110
NCR111
COM9
10RR112
1K
R113
NCR114
COM10
10RR115
1K
R116
NCR117
COM11
10RR118
1K
R119
NCR120
COM12
10RR121
1K
R122
NCR123 COM2-5
10RR124
1K
R125
NCR126 COM2-6
10RR127
1K
R128
NCR129 COM2-7
10RR130
1K
R131
NCR132 COM2-8
COM1
COM2
COM3
COM4
COM5
COM6
COM7
COM8
COM2-1
COM2-2
COM2-3
COM2-4
COM13
COM14
COM15
COM16
Q1AO3400
Q2AO3400
Q3AO3400
Q4AO3400
Q5AO3400
Q6AO3400
Q7AO3400
Q8AO3400
Q9AO3400
Q10AO3400
Q11AO3400
Q13AO3400
Q14AO3400
Q15AO3400
Q12AO3400
Q16AO3400
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 11/ 18 December 7, 2016
圖 10. 單顆 RGB LED 驅動方式
LED 顯示板上兩顆 HT1635A 或 2 顆 HT1635B 各自驅動 8×14 顆 RGB LED(8COM×42ROW),
組成一個 8×28 RGB LED 點陣。Demo 採用的是億光 19-237B RGB SMD LED,四個貼片引腳,
共陰極,LED 尺寸為 1.6mm×1.6mm,相當於兩顆 0603 SMD 電阻,其中紅光 LED VF 約
1.7V~2.2V,藍光和綠光 LED VF 約 2.6V~3.3V,IF 最大值為 25mA。為了得到較高的 LED 亮
度,HT1635A/HT1635B 工作電壓為 5V,ROW I/O 與紅光 LED 陽極之間串接 150Ω電阻,與
藍光和綠光 LED 之間串接 100Ω電阻,同一個 COM 控制的 LED 陰極都接到一個
NMOS(AO3400)的漏極;HT1635A/HT1635B COM 設為 PMOS 開漏型驅動方式,COM I/O 控
制外部 NMOS 的 On/Off,加大 COM 的驅動能力。整個 LED 點陣全部點亮時,工作電流超
過 1A,若採用 COM NMOS 開漏型驅動方式,使得 LED 大電流直接流進 HT1635A/HT1635B
IC 內部,令 IC 溫度過高,甚至燒毀 IC,不建議採用此種方式。
Demo 採用這種 COM PMOS 開漏型驅動方式 + 外部 NMOS 來驅動共陰極 LED Matrix。需要
注意的是,因 COM 引腳為 PMOS 開漏型輸出,COM 為邏輯 "1" 時,內建 PMOS 導通,輸
出高準位(LEDVDD),COM 為邏輯 "0" 時,內建 PMOS 關閉,COM 引腳呈現高阻抗狀態,
一般在外置 NMOS Gate、Source 端並接一個下拉電阻為 NMOS 柵極在 COM 輸出高準位時儲
存的電荷提供泄放路徑來關閉 NMOS。Demo 電路 NMOS 型號為 AO3400,在 Gate、Source
端並接 1K 電阻,可正常 On/Off NMOS。
按鍵檢測電路
圖 11 按鍵電路
如上圖所示,Host MCU 按鍵檢測 I/O 內部 Pull-high 電阻使能,按鍵按下時,檢測 I/O 被拉
至低準位。D1 為 ESD 防護元件。這個按鍵用於切換 RGB LED Matrix 的顯示功能。
LED-R LED-G LED-B
R1R2R3
R1
G1
B1
10RR85
1K
R86
NCR87 COM1-1
COM1 Q1AO3400
KEYKEY
D1
TVS/SMAJ6.0CA
102C11
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 12/ 18 December 7, 2016
MCU 控制電路
圖 12. MCU 控制電路
Host MCU 採用 HT66F50,主要任務是通過 4-wire/I2C 介面與 HT1635A/HT1635B 進行資料交
互,控制 HT1635A/HT1635B 驅動 RGB LED Matrix 實現各種畫面的顯示。同時,HT66F50 會
偵測市電、外部電源適配器是否接入,A/D 採樣電池電壓,控制 APL3202 是否給電池充電,
決定 SY7066 是否開啟電池升壓功能。HT66F50 內建 12-bit SAR ADC 模塊,ADC 參考電壓由
MCU 工作電壓經 HT7125 穩壓至 2.5V 來提供。上圖中排針 J5 為 HT1635A/HT1635B 提供電
源及通信介面,J4 為 HT66F50 ICP 燒錄介面。
HT66F50 I/O 控制功能如下:
MCU 引腳 對應網絡標號 控制功能
9 IO_CHG_DET APL3202 充電狀態檢測
15 KEY 切換顯示功能的按鍵檢測
16 RDB 4-wire Interface Read Serial Clock
17 CSB1 4-wire Interface HT1635A Chip Select
18 CSB2 4-wire Interface HT1635A Chip Select
19 WRB I2C/4-wire Interface Serial Clock
20 DATA I2C/4-wire Interface Serial Data
22 IO_BOOSTEN DC-DC 升壓使能控制
24 IO_USBIN 外部電源適配器接入檢測
25 IO_ACIN 市電接入檢測
26 AD_BAT1V 鋰電池電壓檢測
28 IO_BAT1_CHGEN 鋰電池充電使能控制
VIN2 VOUT 3
GN
D1
U2
HT7125-SOT89
ADC_VREF
0.1uF
C13
10uF
C14
MCU_VDD
100K
R21
0.1uFC17
ADC_VREF
RES
ET_K
EY
PA0/C0X/TP0_0/AN01
VSS/AVSS2
PB4/XT23
PB3/XT14
PB2/OSC25
PB1/OSC16
VDD7
PB0/RES8
PC1/TP1B_1/SCOM19
PC0/TP1B_0/SCOM010
PC7/[TP1A]/SCOM311
PC6/[TP0_0]/SCOM212
PD3/[TCK1]/TP3_0/[SDO]13
PD2/[TCK0]/[SDI/SDA]14 PD1/[TP2_0]/[SDO]/[SCK/SCL] 15PD0/[TCK2]/TP3_1/[SCS] 16PC5/[INT1]/TP0_1/TP1B_2/[PCK] 17PC4/[INT0]/[PINT]/TCK3/TP2_1 18PC3/PINT/TP2_0/C1- 19PC2/TCK2/PCK/C1+ 20PB5/SCS/VREF 21PA7/SCK/SCL/AN7 22PA6/SDI/SDA/AN6 23PA5/C1X/SDO/AN5 24PA4/INT1/TCK1/AN4 25PA3/INT0/C0-/AN3 26PA2/TCK0/C0+/AN2 27PA1/TP1A/AN1 28
U5 HT66F50-28SOP-A
0.1uF
C15
MCU_VDD
0.1uF
C18
KEY
CSB1RDB
WRBDATA
CSB2
ICPDAICPCK
RST
AD_BAT1VIO_ACIN
IO_BAT1_CHGEN
MCU_VDD
NC
C16
220RR25300RR22
D8
1N4148
FB/471R26330RR27330RR28330RR29
MCU_VDD
RSTICPCKICPDA
12345
J4
IO_BOOSTEN
NCR31
NCR32
MCU_VDD
WR
B
DA
TA
NCR24
330RR30
IO_CHG_DET 0RR23
IO_USBIN
CSB1RDB
WRBDATA
CSB2
KEY1 122 113 104 95 86 7
J5
GND1
VDD2VDD1
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 13/ 18 December 7, 2016
軟體說明
HT1635A/HT1635B Demo Board 使用 C 語言進行編寫,主要包含主程式、顯示副程式、按鍵
掃描副程式、供電方式檢測副程式、鋰電池電量檢測副程式、定時器中斷副程式等。下面
對主程式以及幾個主要副程式進行說明。
主程式流程圖
開始
GCC_CLRWDT();清除看門狗
Key_Manager();按鍵掃描
PowerSelect();市電連入檢測
State_Manager();顯示狀態更新
初始化 MCU RAM 和暫存器初始化 HT1635A/HT1635B
圖 13. 主程式流程圖
Demo Board Power-on 時,HT66F50 進行系統初始化,並延時 100ms 令 HT1635A/HT1635B 有
足夠的時間完成 IC 內部上電重置電路的重置動作,再與 HT1635A/HT1635B 進行資料通訊執
行初始化設定。在程式主循環中,MCU 首先檢測供電方式,接著進行按鍵掃描、系統時鐘
更新、顯示內容更新等。
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
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顯示副程式流程圖
開始
開機模式? 全屏點亮白光,並以0.5Hz頻率閃爍三次
歡迎模式?
正常顯示模式?
運動能量顯示模式?
時間調整模式?
HOLTEK LOGO + 歡迎字樣滾動一次後,進入自動演示畫面,若長按按鍵,則進入正常顯示模式
1.時間顯示模式:顯示設定的時間。2.心跳模式:顯示心率。3.計步模式:每0.5s增加一步,超過一萬步的時候清零。4.連接模式:自動展示藍牙連接畫面。5.充電模式:自動展示電池充電畫面,電充滿後進入時間顯示模式。6.遊戲模式:自動展示俄羅斯方塊遊戲。
各次模式之間用短按按鍵切換,若該模式之前為歡迎模式,長按按鍵則進入運動能量顯示模式;若該模式之前為時間調整模式,長按按鍵則進入歡迎模式。
1.運動能量:每2s切換一次 "FUEL" 字樣和運動能量值。2.運動時間:每2s切換一次 "HOURS" 字樣和運動時間。3.卡路里消耗量;每2s切換一次 "CALS" 字樣和卡路里消耗量。4.計步數;每2s切換一次 "STEPS" 字樣和計步數。5.目標完成率:每2s切換一次 "GOAL" 字樣和目標完成率。
各次模式之間用短按按鍵切換,長按按鍵則進入時間調整模式。
1.調整小時高位元,此位元以1Hz頻率閃爍。2.調整小時低位元,此位元以1Hz頻率閃爍。3.調整分鐘高位元,此位元以1Hz頻率閃爍。4.調整分鐘低位元,此位元以1Hz頻率閃爍。
短按按鍵調整設定值,各次模式之間用長按按鍵切換,調整完成分鐘低位元後長按按鍵進入正常顯示模式下的時間顯示模式。
N
N
N
N
Y
Y
Y
Y
返回
N
Y
圖 14. 顯示副程式流程圖
顯示副程式用於處理 RGB LED Matrix 顯示內容的更新。主要分為五個主模式,分別為開機
模式、歡迎模式、正常顯示模式、運動能量顯示模式、時間調整模式,後面三個模式下還
包含有多個次模式。各模式之間通過長按按鍵來切換,在當前模式下,用短按按鍵來切換
各次模式或者調整數值。
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 15/ 18 December 7, 2016
按鍵處理副程式流程圖
開始
第一次長按?切換到正常顯示模式。在正常顯示模式下短按按鍵,則在各子模式下切換。
第二次長按?切換到運動能量顯示模式,在運動能量顯示模式下短按按鍵,則在各子模式下切換。
第三次長按?切換到時間調整模式小時高位元調整,短按調整數值
第四次長按?切換到時間調整模式小時低位元調整,短按調整數值
第五次長按?切換到時間調整模式分鐘高位元調整,短按調整數值
第六次長按?切換到時間調整模式分鐘低位元調整,短按調整數值
第七次長按?
第八次長按?切換到歡迎模式,短按無效,長按鍵計數清零
返回
切換到正常顯示模式。在正常顯示模式下短按按鍵,則在各子模式下切換。
N
Y
N
N
N
Y
Y
Y
N
N
N
N
Y
Y
Y
Y
圖 15. 按鍵處理副程式流程圖
按鍵處理副程式用於處理 RGB LED Matrix 顯示畫面之各模式下的畫面切換動作。除時間調
整模式,短按按鍵表示調整數值,長按按鍵表示確認調整後的時間外,其餘模式下長按按
鍵會在各個主模式下進行切換,在當前主模式下短按按鍵,其次模式將會迴圈切換。
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 16/ 18 December 7, 2016
供電方式檢測副程式流程圖
開始
市電接入?關閉DC-DC升壓功能
電源適配器接入?
返回
鋰電池供電方式,置起相應旗標位元
開啟鋰電池充電功能
初次上電?N
YY
Y
N
N
圖 16. 供電方式檢測副程式流程圖
MCU 通過 IO_ACIN 和 IO_USBIN 檢測市電、外部 5V 直流電源適配器是否接入。若未檢測
到市電或適配器接入,則表示 Demo 當前供電方式為鋰電池;若市電或適配器接入時,關閉
鋰電池升壓電路,當電池盒有放置正常的 18650 電池時,開啟鋰電池充電功能。
鋰電池電量檢測副程式流程圖
開始
關閉DC-DC升壓功能;關閉鋰電池充電功能;清HT1635A/B RAM資料
鋰電池電量低於3.1V?
開啟DC-DC升壓功能關閉鋰電池充電功能
返回
鋰電池供電方式? 開機模式?關閉鋰電池充電功能
裝入鋰電池?
開啟鋰電池充電功能
Y
N
N
Y
Y
Y
N
N
圖 17. 鋰電池電量檢測流程圖
Demo 當前供電方式為鋰電池時,鋰電池電量檢測副程式用來檢測當前鋰電池的電壓,若電
池電壓高於 3.1V,則開啟 DC-DC 升壓功能;若低於 3.1V,表示電池低電量,關閉 DC-DC
升壓功能,並關閉 LED Matrix 的顯示功能。
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
AN0443T V1.00 17/ 18 December 7, 2016
程式範例 1. SCH&PCB 檔
HT1635A或HT1635B_DB_SCH&PCB.zip
2. DB(HT1635A) CODE
SportsBraceletLED_HT1635A_4Wire_C_V00-A-CS=4D2DH-20160902.zip
3. DB(HT1635B) CODE
SportsBraceletLED_HT1635B_IIC_C_V00-B-CS=8A48H-20160830.zip
操作說明
HT1635B Demo Board操作說明V00.zip
總結
本範例列舉了 HT1635A/HT1635B IC 的主要特性,並結合範例程式及線路,對 HT1635A、
HT1635B LED 驅動功能進行了一些說明,提供 C 語言 Source Code,以供讀者參考。
版本及修改資訊
Date 日期 Author 作者 Issue 發行、修訂說明
2016.10.09 鄭金顯 First Version
參考資料
參考文件 HT1635A/35B Datasheet。
如需進一步瞭解,敬請瀏覽 Holtek 官方網站 www.holtek.com。
HT1635A/HT1635B 在穿戴式運動手環的 LED 顯示之 C 語言版應用範例
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