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AN-CM-275汽车转向灯动画

内容

术语和定义

ASM异步状态机
DFFD触发器
数字输出
EN.启用信号
FSM.有限状态机
我知道了集成电路
印第安纳州指示信号
我愿意low
引领发光二极管
lut.查找表
单片机微控制器单元
Mosfet.金属氧化物半导体场效应晶体管
PCB.印刷电路板
PG.能力好
QFN.扁平无铅
TSSOP薄收缩小轮廓包装

参考

有关文件及软件,请浏览:

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal

下载我们的免费格林帕克软件设计师(1]以打开。gp文件[2],并查看所提出的电路设计。使用格林帕克开发工具[3.]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。雷竞技电竞平台对话框半导体提供完整的应用程序笔记库[4],包括设计实例,以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

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介绍

最近,动画指示灯前和后LED模式已经成为汽车行业的规范。这些运行的LED图案通常代表汽车制造商的商标,也用于视觉美学。动画可以是不同的运行模式,可以实现没有任何MCU使用几个离散的ic。

这种设计的主要要求是:在正常操作期间可重复的性能,一种选择所有LED的选择,低功耗,在故障期间禁用使用的LDO调节器,在启用等之前加载LED驱动器等。另外,要求可以变化从一个制造商到另一个制造商。此外,通常在汽车应用中,与QFN IC相比,TSSOP IC通常雷竞技安卓下载是优选的,因为与QFN IC相比,众所周知,它们易于在恶劣环境中易于焊接疲劳问题。幸运的是,对于这种汽车应用,对话半导体提供合适的GreenPak IC,即SLG46620雷竞技电竞平台,可在QFN和TSSOP封装中提供。

使用离散ICS在汽车行业中遇到动画指示灯LED模式的所有要求。然而,GreenPak IC提供的灵活性水平是无与伦比的,并且可以轻松地满足多个制造商的不同要求,而无需任何硬件设计。此外,还实现了显着的PCB足迹和成本节约。

在该应用笔记中,提出了使用SLG46620实现不同动画指示灯模式的详细描述。

产业价值

本应用笔记中所示的转弯信号模式目前在汽车行业中使用了许多离散IC来控制汽车指示灯LED图案的顺序。所选GreenPak IC SLG46620将至少替换当前工业设计中的以下组件:

  • 1号555定时器IC(如TLC555QDRQ1)
  • 1号Johnson柜台(例如CD4017)
  • 2没有。d型正边缘触发触发器(如74HC74)
  • 1没有。或门(如CAHCT1G32)
  • 若干无源元件,如电感、电容、电阻等。

成本比较

表格1与当前的工业解决方案相比,使用Dialog GreenPAK IC的指示灯顺序转向信号模式获得了成本优势。

表1:成本比较
集成电路的名字
数量
单价(Ref. Digi-key 23-05-2018) ($)
价格($)
TLC555QDRQ1
1
0.86
0.86
SN74HC74QDRG4Q1
2
0.58
1.16
CD74HC4017E.
1
0.58
0.58
cahct1g32qdbvrq1.
1
0.42
0.42
总价格:
3.02

注1.其他辅助组件的成本(即多个电阻器,电容器,电感器)是额外的。

所选的GreenPak IC SLG 46620将花费小于0.50美元,因此LED控制电路的总成本显着降低。此外,还实现了显着的比较PCB占地面积。

系统设计

图1:单通道驱动的方案1

图1显示第一个提出的方案的图。该方案的主要组件包括LDO电压调节器,汽车LED驱动器,GreenPak IC SLG4620,11逻辑电平MOSFET和10个LED。LDO电压调节器确保提供给GreenPak IC的适当电压,并且如果电池电压从一定级别下降,GreenPak IC通过PG(功率良好)引脚重置。在由LED驱动器检测的任何故障条件下,LDO电压调节器禁用。SLG46620 IC产生数字信号,以通过MOSFET驱动标记为1-10的指示灯匝数LED。此外,所选择的GreenPak IC还产生用于单通道驱动器的使能信号,其又驱动MOSFET Q1以将驱动器以恒定电流模式运行。

该方案的一种变体也是可能的,其中采用了多通道驱动器,如图2.在该选项中,与单通道驱动器相比,每个信道的驱动电流降低。

图2:方案2具有多个通道驱动程序

GreenPak设计

实现灵活指示灯LED模式的目标的合适方法是使用有限状态机(FSM)概念。雷竞技电竞平台对话半导体提供包含内置ASM块的多个GreenPak IC。然而,遗憾的是,所有那些GreenPak IC都可以在QFN封装中提供,不建议用于恶劣环境。因此,选择SLG46620,可在QFN和TSSOP包装中提供。

给出了三个不同的LED动画示例。对于前两个示例,我们考虑如下所示的单个信道驱动程序图1.对于第三个示例,我们假设有多个通道驱动程序可用,如图2,每个通道用来驱动一个单独的LED。使用相同的概念也可以获得其他模式。

在第一个示例设计中,一旦某种可编程时间段到期,就依次打开1-10的LED,如图所示图3

图3:示例1模式

在第二个示例设计中,2个led按顺序添加到如图所示的模式中图4

图4:示例2模式

图5描述如何在第三种建议的设计中依次添加备用led。

图5:示例3模式

由于SLG46620中没有内置的ASM块可用,因此使用可用的块即计数器、DFFs和lut开发了一个有限状态摩尔机。一个16州摩尔机是用表2.这三个例子。在表2.,给出当前状态和下一状态的所有位元。此外,还提供了所有输出信号的位。从表2.根据当前状态位评估下一个状态和所有输出的等式。

表2:16 State Moore Machine for 3 Example Pattern Designs
指标
信号
现状
ABCD
下一个状态
ABCD
EN.
(前。1)
发光二极管上
(前。1)
EN.
(前。2)
发光二极管上
(前。2)
EN1.
(例3)
EN2.
(例3)
发光二极管上
(例3)
0
0000
1111
0
0
0
0
0
0
0
0
0001
1111
0
0
0
0
0
0
0
0
0010
1111
0
0
0
0
0
0
0
0
0011
1111
0
0
0
0
0
0
0
0
0100.
1111
0
0
0
0
0
0
0
0
0101
1111
1
1
0
0
1
0
1
0
0110.
1111
1
1 + 2
1
1 + 2
0
0
0
0
0111.
1111
1
1 + 2 + 3
0
0
1
0
1 + 3
0
1000
1111
1
1 + 2 + 3 + 4
1
1 + 2 + 3 + 4
0
0
0
0
1001
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5
0
0
1
0
1 + 3 + 5
0
1010
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6
0
0
0
0
1011
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7
0
0
0
1
1 + 3 + 5 + 7
0
1100
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8
0
0
0
0
1101
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9
0
0
0
1
1 + 3 + 5 + 7 + 9
0
1110
1111
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
0
0
0
1
0000
0001
0
0
0
0
0
0
0
1
0001
0010
0
0
0
0
0
0
0
1
0010
0011
0
0
0
0
0
0
0
1
0011
0100.
0
0
0
0
0
0
0
1
0100.
0101
0
0
0
0
0
0
0
1
0101
0110.
1
1
0
0
1
0
1
1
0110.
0111.
1
1 + 2
1
1 + 2
0
0
0
1
0111.
1000
1
1 + 2 + 3
0
0
1
0
1 + 3
1
1000
1001
1
1 + 2 + 3 + 4
1
1 + 2 + 3 + 4
0
0
0
1
1001
1010
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5
0
0
1
0
1 + 3 + 5
1
1010
1011
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6
0
0
0
1
1011
1100
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7
0
0
0
1
1 + 3 + 5 + 7
1
1100
1101
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8
0
0
0
1
1101
1110
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9
0
0
0
1
1 + 3 + 5 + 7 + 9
1
1110
0000
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
0
0
0
1
1111
0000
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10
1
1
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10

笔记2对于每个示例,前三个列是常见的

图6:4位Moore状态机

4位摩尔机器开发的核心是4个DFF模块。每个DFF块功能上代表四个比特中的一个:ABCD。当指示信号高(对应于一个亮的指示开关)时,每个时钟脉冲都需要从一种状态过渡到下一种状态,从而产生不同的LED模式。另一方面,当指示灯信号低时,一个固定的模式,在每个设计示例中让所有led都亮着是目标。

图3显示每个示例的开发的4位(ABCD)MOORE机器的功能。这种FSM的发展的基本思想是表示下一个状态的每个位,使能信号和每个输出引脚信号(为LED分配)在当前状态方面。这是LUT的贡献的地方。所有4位的当前状态被馈送到不同的LUT,以基本上在时钟脉冲边缘处的下一个状态下实现所需的信号。对于时钟脉冲,计数器被配置为提供具有合适时段的脉冲系。

对于每个例子,下一个状态的每一位都根据当前状态计算,使用由k - map导出的下列方程:

A = d ' (c ' + c (A b)') & ind + ind '

B = c ' d + c d ' (a B)' & ind + ind '

c = b'c d + b(c'+ a'd')和Ind + Ind'

D = a b ' + a ' b c ' & ind + ind '

其中IND为指示灯信号。

下面给出三个例中的每一个的进一步细节。

设计示例1

使能信号的等式和1的LED驱动信号例如,每个LED依次打开使用的方案图1,如下图所示。

n = A + A' B (C+D)

do1 ='b c'd a ' b ' c ' d ' a ' b ' c d do4 = a b'c'd'
a = b ' c ' d a = a b ' c d ' do7 = a b'c d a b c ' d '
a = a b = c’d 答案:b
图7:示例1 GreenPAK设计矩阵

图7,给出了例1的Matrix-0 GreenPAK设计。4个DFFs用于开发4位摩尔机器。选择带有复位选项的DFFs(3从Matrix-0和1从Matrix-1),这样摩尔机器可以方便地复位。一个具有72毫秒合适时间周期的计数器被配置为在每个周期之后更改机器的状态。具有适当配置的lut用于派生DFFs输入、驱动使能信号(En)和输出引脚(DO1-DO10)的功能。

图8:示例1 GreenPak设计矩阵-1

在矩阵中显示图8, 剩下的格林帕克利用资源来使用前面描述的方法完成设计。为清楚起见,这些数字都作了适当的标记。

设计示例2

使能信号的等式和2的LED驱动信号nd示例中,使用中的模式在顺序模式中添加了两个led图1,如下图所示。

En = D' (A' B C + A B' C' + A B B) + A B C

DO1 = 0 a ' b ' c ' d ' do3 = 0. do4 = a b'c'd'
DO5 = 0 a = a b ' c d ' do7 = 0. a b c ' d '
do9 = 0. 答案:b

图9图10,给出了例2的Matrix-0和1 GreenPAK设计。基本设计类似于例1的设计。相比之下,主要的区别在于驱动使能(En)功能和DO1、DO3、DO5、DO7、DO10的无连接,这在本设计中是下拉的。

图9:示例2 GreenPak设计矩阵-0
图10:示例2 GreenPak设计矩阵-1

设计示例3

使能信号的等式和3的LED驱动信号理查德·道金斯例如,使用中的方案生成交替的LED顺序加法模式图2,如下图所示。

EN1 =('b c'+ a b'c' + b c)d

EN2 =(a b'c + a b)d
d (a + b) do2 = a b c d d (a + c) 答案:d
Do5 = d 答案:d d = a (c ' b + c) do8 = a b c d
答案:d do10 = a b c d

图11图12,矩阵-0&1格林帕克给出了实例3的设计。在这个设计中,驱动1和2有两个独立的驱动使能信号(En1和En2)。此外,输出引脚连接到适当配置的lut的输出。

这就结束了格林帕克示例1,实施例2和实施例3的设计部分。

图11:示例3 GreenPak设计矩阵-0
图12:示例3 GreenPak设计矩阵-1

实验结果

对例1、例2和例3的设计进行测试的一个方便的方法是实验和视觉检查。使用逻辑分析仪分析每个方案的时间行为,并在本节给出结果。

图13当指示灯亮时(IND=1)显示例1不同输出信号的时间行为。可以观察到输出引脚DO1-DO5的信号在另一个引脚按照设定的时间间隔后依次接通表2..提供给DO6-DO10引脚的信号模式也类似。驱动使能(En)信号打开时,任何信号DO1-DO10是打开的,否则它是关闭的。在动画中,每当指示信号变低(IND=0), En和DO10信号打开并保持逻辑高。总之,结果满足要求,验证了例1的理论建议。

图14,给出例2在指示信号打开(IND=1)时不同输出信号的时序图。可以观察到输出引脚DO1-DO5的信号在一段时间后按顺序交替打开表2..引脚DO1,DO3和DO5保持低,而DO2和DO4的信号交替顺序地打开。还观察到DO6-DO10的相同模式(由于有限数量的分析仪输入,图中未示出)。每当任何信号DO1-DO10都接通时,驱动器使能(ZH)信号也会导通,否则仍保持关闭。在整个动画中,每当指示信号变为低(IND = 0)时,EN和DO10信号都会导通并保持逻辑高。结果符合实施例2的要求和理论思想。

图13:示例1中IND=1时输出信号的时间行为
图14:示例2中IND=1时输出信号的时间行为
图15:具有IND = 1的示例3的输出信号的时间行为

图15显示例3不同输出信号的时序图,指示信号打开(IND=1)。可以观察到输出引脚DO1-DO7的信号打开,如图所示表2..此外,引脚DO9信号也表现为表2(图中未显示)。引脚DO2, DO4, DO6, DO8, DO10保持低电平。当来自DO1, DO3和DO5的信号打开时,En1逻辑高电平;当来自DO7和DO9的信号升高时,En2逻辑高电平。在整个动画过程中,当指示信号为低(IND=0)时,所有的输出信号:En1, En2和DO1-DO10都打开并保持逻辑高电平。因此,可以认为结果满足了例3的要求和理论建议。

结论

详细描述了各种汽车转向信号的动画方案。选用合适的Dialog GreenPAK IC SLG46620用于此应用,因为它也可用于TSSOP包,适用于恶劣环境的工业应用。雷竞技安卓下载提出了利用单通道和多通道汽车驱动程序开发柔性顺序LED动画模型的两种主要方案。适当的有限状态摩尔机器模型被开发来生成所需的动画。为验证所建立的模型,进行了方便的实验。结果表明,所建立模型的功能与理论设计相符。