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PCA9632笔记

article 2024/11/6 15:27:31

个人学习笔记，有错漏。具体请以官方数据手册为准

I2C地址

PCA9632使用I2C通信，I2C设备地址固定
发出START后输出访问设备地址（8bit版本地址固定）
在这里插入图片描述
0x62（7位地址）
地址最后一位为1读为0写
8位写地址 0xC4
8位读地址 0xC5
注：具体使用7位/8位地址需根据使用的I2C库判断

寄存器

控制寄存器

在成功确认目标地址，LED所有呼叫地址或LED子呼叫地址后，总线控制器将向PCA9632发送一个字节，该字节将存储在控制寄存器中。
最低的4位用作指针，以确定将访问哪个寄存器(D[3:0])。最高的3位被用作自动递增标志和自动递增选项(AI[2:0])。bit4是未使用的，必须置为0才能使设备正常工作。
在这里插入图片描述
当设置了自增标志(AI2 = 1)时，在读或写操作之后，控制寄存器的4个低位自动递增。这允许用户按顺序对寄存器进行编程。根据AI1和AI0的值，可能有四种不同类型的Auto-Increment。

大致翻译

AI2	AI1	AI0	Function
0	0	0	无自增
1	0	0	所有寄存器自动递增。D3, D2, D1, D0在最后一个寄存器(1100)被访问后回到’ 0000 ’
1	0	1	仅对单个亮度寄存器进行自增。在最后一个寄存器(0101)被访问后，D3, D2, D1, D0滚到’ 0010 ’
1	1	0	自增仅适用于全局控制寄存器。在最后一个寄存器(0111)被访问后，D3, D2, D1, D0转到’ 0110 ’
1	1	1	自增仅适用于单个和全局控制寄存器。D3, D2, D1, D0 在最后一个寄存器(0111)被访问后，D1, D0滚到’ 0010 '。

注：表5 (AI[2:0] = 001, 010, 011)中未显示的其他组合保留，不得用于设备的正常操作。

AI[2:0] = 000，无自增用于在单个i2c总线通信期间必须多次访问同一寄存器时，例如，改变单个LED的亮度。在写操作期间，每次访问寄存器时都会覆盖数据。
AI[2:0] = 100，所有寄存器自增在必须顺序访问所有寄存器时使用，例如，上电编程。
AI[2:0] = 101，单个控制器自增用于四个LED驱动器必须在同一i2c总线通信中分别编程不同的值时，例如，将颜色设置更改为另一种颜色设置。
AI[2:0] = 111，单个\全局控制器自增用于必须在同一i2c总线通信中执行单个和全局更改时，例如，同时更改颜色和全局亮度。

D[3:0] 所表示的寄存器如下表
在这里插入图片描述

寄存器MODE1 【00H】

在这里插入图片描述
MODE1[7:5]为只读位由前面所述的控制寄存器决定值
SLEEP位当振荡器关闭（1：睡眠模式）时，LED输出不能打开，关闭或变暗/闪烁
ALLCALL位为1时，可通过ALLCALLADR地址进行I2C通信

寄存器MODE2 【01H】

在这里插入图片描述
其中要注意的是INVRT和OUTDRV，
INVRT可切换输出电平是否翻转
OUTDRV默认为开漏输出，可切换为图腾柱（totem pole）输出，需根据电路决定

LEDx的状态与MODE2的INVRT和OUTDRV有关

寄存器PWM0-3 / PWMx 【02H - 05H】

在这里插入图片描述
individual brightness
在单独亮度模式(LDRx = 10)下工作时，每个输出使用1.5625 kHz固定频率信号。占空比从00h开始通过256个线性步进控制(0%占空比= LED输出关闭)至FFh(99.6%占空比= LED最大亮度输出)。在这种模式下，所有的8位都被使用。（255/256=0.996）
dimming
在组调光模式下工作时，每个输出使用6.25 kHz固定频率信号。占空比从00h(0%占空比= LED输出关闭)开始通过64个线性步骤进行控制，至3Fh(98.4%占空比= LED输出在最大亮度[63/64=0.9843])。在这种模式下，只使用6个最高有效位(IDCx[7:2])。忽略2个最低有效位 IDCx[1:0]。
适用于LDRx = 11 (LEDOUT寄存器)编程的LED输出。
blink
在闪烁模式下工作时，每个输出使用1.5625 kHz固定频率信号。占空比通过256个线性步骤控制，从00h(0%占空比= LED输出关闭)到FFh(99.6%占空比= LED在最大亮度下输出)。在这种模式下，所有的8位数据都被使用。

寄存器GRPPWM 【06H】

在这里插入图片描述
individual brightness
当DMBLNK位(MODE2寄存器)被编程为0时，一个190 Hz固定频率信号与6.25 kHz单个亮度控制信号叠加。然后使用GRPPWM作为全局亮度控制，允许LED输出以相同的值变暗。GRPFREQ中的值无效。
group dimming mode
在组调光模式(DMBLNK = 0)中，4个输出的全局亮度通过从00h(0%占空比= LED输出关闭)到F0h的16个线性步骤进行控制(93.75%占空比=最大亮度)。在这种模式下，高4位有效，低4位未使用。
global blinking pattern
当DMBLNK位被编程为1时，GRPPWM和GRPFREQ寄存器定义了一个全局闪烁模式，其中GRPFREQ包含闪烁周期(从24hz到10.73 s)和GRPPWM占空比(开/关比，单位为%)。在这种模式下，当GRPFREQ被编程为提供24 Hz到6 Hz频率可编程的闪烁时，GRPPWM高6位被用于配置从0%到98.4%的64步占空比分辨率。GRPPWM的低2位未使用。
blink
当GRPFREQ被编程为提供频率从6 Hz到0.09 Hz (10.73 s)可编程的闪烁时，GRPPWM[7:0]被用于提供从0%到99.6%的256步占空比分辨率。在这种情况下，GRPPWM寄存器的所有8位都被使用。

寄存器GRPFREQ 【07H】

在这里插入图片描述

GRPFREQ用于编程DMBLNK位(MODE2寄存器)等于逻辑1时的全局闪烁周期。当DMBLNK = 0时，此寄存器中的值无效。适用于LDRx = 11 (LEDOUT寄存器)编程的LED输出。
闪烁周期通过256个线性步进控制，从00h (41 ms，频率24 Hz)到FFh(10.73秒)。

寄存器LEDOUT 【08H】

LEDOUT寄存器决定各个LED驱动的控制状态
在这里插入图片描述
LDRx对应状态

LDRx的值	状态
00b[0]	LEDx 关闭（上电默认）
01b[1]	LEDx 完全打开(不控制单个亮度和组调光/闪烁)
10b[2]	LEDx 的单个亮度可以通过其PWMx寄存器进行控制
11b[3]	LEDx 单个亮度和组调光/闪烁可以通过其PWMx寄存器和GRPPWM寄存器进行控制。

寄存器SUBADR1-3 / SUBADRx 【09H - 0BH】

通过i2c总线可编程(易失性编程)。默认开机值为E2h，E4h, E8h。
设备在上电后默认禁用(需要设置MODE1寄存器中对应的SUBx位等于逻辑0)。
一旦子地址被编程为正确的值，为了让设备确认这些地址(MODE1寄存器)，SUBx位需要设置为1。当MODE1寄存器的SUBx位设置为1时，对应的i2c总线子地址SUBADRx可以在i2c总线读或写序列中使用。
只有高7位有效。最低位保留，值为0。

寄存器LED All Call I2C-Bus address / ALLCALLADR 【0CH】

Page14
默认值1110000x[E0H]，通过i2c总线可编程(易失性编程)
在这里插入图片描述
I2C总线上可连接多个PCA9632，通过该寄存器设置I2C设备地址。允许同时对总线上的所有pca9632进行编程(寄存器MODE1中的ALLCALL位必须等于1，上电默认启用)。这个地址可以通过i2c总线编程，并且可以在i2c总线读或写序列中使用。寄存器地址可以被编程为子调用。
7个最高有效位有效。最低位保留，值为0。
如果寄存器MODE1中的ALLCALL位= 0，设备不承认在寄存器ALLCALLADR中编程的地址。
备注：默认值E0H不可用作常规I2C目标总线地址，因为所有PCA9632上电后地址默认值一致。

I2C通讯

在START条件之后，总线控制器必须输出它正在访问的目标的地址。（8pin版本只有一个固定地址）
初始化I2C时序：写Command控制寄存器-写MODE1数据 - 写MODE2数据 - 写控制寄存器 - 写LEDOUT寄存器数据
使用默认I2C总线地址可能会干扰其他设备
在这里插入图片描述

向寄存器写数据

I2C时序：START - 写I2C地址 - 写寄存器地址 - 写数据

/** ************************************************************
 * @brief  PCA9632写寄存器数据
 * @param  [in] u8Reg    要写的寄存器地址 可使用enum command_reg
 * @param  [in] pu8Data  写数据缓冲区
 * @param  [in] u32Size  写数据长度
 * @retval None
 *************************************************************/
void PCA9632_Write(uint8_t u8Reg, uint8_t* pu8Data, uint16_t u16Len)
{
	int32_t i32Ret = LL_OK;
	i32Ret = I2C_Start(I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT);
	
	if (LL_OK == i32Ret) 
	{
		if(u16Len > 1) u8Reg |= 0x80; 	// 写控制寄存器：连续写（寄存器地址自动递增）
		
        i32Ret = I2C_TransAddr(I2C_UNIT, PCA9632_ADDR, I2C_DIR_TX, I2C_TIMEOUT);	// 发设备地址

        if (LL_OK == i32Ret) 
		{
            i32Ret = I2C_TransData(I2C_UNIT, &u8Reg, 1, I2C_TIMEOUT);		// 写寄存器地址
			if (LL_OK == i32Ret)
			{	
				i32Ret = I2C_TransData(I2C_UNIT, pu8Data, u16Len, I2C_TIMEOUT);	// 写数据
			}
			
        }
    }

	( void )I2C_Stop( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );
	
}

读寄存器数据

I2C时序：START - 写I2C写设备地址 - 写寄存器地址 - START - 写I2C读设备地址 - 读数据


/************************************************************** 
 * @brief  PCA9632读取定长数据
 * @param  [in] u8Reg   指定读寄存器地址
 * @param  [in] pu8Buf  读数据缓冲区
 * @param  [in] u16Len  读取数据长度
 * @retval None
 **************************************************************/
void PCA9632_Read(uint8_t u8Reg, uint8_t* pu8Buf, uint8_t u8Len)
{
	int32_t i32Ret;

    i32Ret = I2C_Start( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );
    if ( LL_OK == i32Ret )
    {
        i32Ret = I2C_TransAddr( I2C_UNIT, PCA9632_ADDR, I2C_DIR_TX, I2C_TIMEOUT );    // 发写设备地址

        if ( LL_OK == i32Ret )
        {
			if(u8Len > 1) u8Reg |= 0x80;	// 连续读（寄存器地址自增）
            i32Ret = I2C_TransData( I2C_UNIT, &u8Reg, 1, I2C_TIMEOUT );      // 写寄存器地址
            if ( LL_OK == i32Ret )
            {
                i32Ret = I2C_Restart( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );  // restart信号
                if ( LL_OK == i32Ret )
                {
                    if ( 1UL == u8Len )
                    {
                        I2C_AckConfig( I2C_UNIT, I2C_NACK );        // 读寄存器长度1 发NACK
                    }

                    i32Ret = I2C_TransAddr( I2C_UNIT, PCA9632_ADDR, I2C_DIR_RX, I2C_TIMEOUT );    // 发读设备地址
                    if ( LL_OK == i32Ret )
                    {
                        i32Ret = I2C_MasterReceiveDataAndStop( I2C_UNIT, pu8Buf, u8Len, I2C_TIMEOUT ); // 读取数据
                    }
                    I2C_AckConfig( I2C_UNIT, I2C_ACK );
                }
            }
        }
    }

    if ( LL_OK != i32Ret )
    {
        ( void )I2C_Stop( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );  // I2C 停止
    }
	
}

软件复位

软件复位地址如下图
在这里插入图片描述
I2C：向设备地址0x06【7位地址为0x03】顺序写入0xA5及0x5A

执行结果：软件复位（SWRST）寻呼允许主器件通过I²C总线对PCA9632进行复位，与上电复位（POR）完全相同，将寄存器初始化为默认状态，使输出设为高阻抗。这能方便且快速地将所有器件寄存器重新配置为相同的条件。

/**************************************************************
 * @brief  软复位 
 * @param  none
 * @retval None
 **************************************************************/
void PCA9632_Reset(void)
{
	int32_t i32Ret;
	uint8_t TxBuf[5] = {0xA5, 0x5A};
	
    i32Ret = I2C_Start( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );
	if(LL_OK == i32Ret)
	{
		i32Ret = I2C_TransAddr( I2C_UNIT, 0x03, I2C_DIR_TX, I2C_TIMEOUT );    // 发从设备写地址
		if(LL_OK == i32Ret)
		{
			i32Ret = I2C_TransData( I2C_UNIT, TxBuf, 2, I2C_TIMEOUT );      // 写数据
		}
	}
	I2C_Stop( I2C_UNIT, I2C_TIMEOUT );
}