Таймер обеспечивает программируемую последовательность импульсов при меньшей, чем с использованием микропроцессора, стоимости решения.
Светодиоды находят применение в широком спектре приложений, начиная от высокопроизводительных видео дисплеев и заканчивая простейшими системами освещения. Разработчики, как правило, нуждаются только малой части функций, которые предлагают специализированные микросхемы управления светодиодами, и, из-за высокой стоимости, не могут позволить себе использование микропроцессора для управления ими.
Микропроцессоры, как правило, управляют специализированными драйверами светодиодов, реализуя функции аналогового или ШИМ (широтно-импульсная модуляция) управления светодиодами, независимое управление отдельными светодиодами и чтение данных о состоянии и исправности светодиодов. Если в приложении требуется светодиод с постоянным протекающим через него током как, например, в системе светодиодного освещения или в светильнике, то при этом нет необходимости использовать расширенные функции управления. В таких приложениях, интегральный таймер 555 может полностью заменить микропроцессор и обеспечить точное управление током через светодиод независимо от входного напряжения, температуры, и прямого падения напряжения на светодиоде.
Микросхема IC2, TLC5917 специализированного драйвера светодиодов, управляет восьмью независимыми источниками выходящего тока (рис.1). Обычно, для управления ею, требуется микропроцессор с четырьмя цифровыми выходами. Команда (разрешение выхода) включает или выключает ИС. Данные с линии SDI (последовательный-вход-данных) поступают во внутренний сдвиговый регистр микросхемы по нарастающему фронту импульса тактовой частоты. Данные из сдвигового регистра передаются во внутренний триггер-защелку по спадающему фронту на выводе LE (защелка).
Каждый выход TLC5917 может управлять восьмью независимыми светодиодами, или можно включить выводы параллельно, для увеличения выходного тока при управлении мощным светодиодом. Внутренние токозадающие регистры, при подаче напряжения питания, загружаются значениями по умолчанию. Эти значения, аналогично внешнему токозадающему резистору R3, определяют величину тока через светодиод. В данной конструкции, резистор R3 задает величину каждого из выходных токов в 105 мА: 18.75В/R3=18.75А/178. Соединяя все выходы параллельно можно получить значение выходного тока, протекающего через светодиод, на уровне 842 мА.
При подаче напряжения питания, внутренний триггер-защелка переводит каждый выход в нулевое состояние, так что перед тем, как на выходах появится сигнал, необходимо записать в триггер ненулевое значение. Таймер 555 заменяет микропроцессор для выполнения этой функции. Обе линии, тактовой частоты и триггера, подключаются к выходу прямоугольных импульсов таймера 555. При каждом нарастающем фронте тактовой частоты, сигнал на входе SDI записывается во входной сдвиговый регистр TLC5917. Эти данные запоминаются в триггере-защелке по спадающему фронту защелкивающего сигнала.
Поскольку сдвиг и защелкивание данных происходят по разным фронтам тактового импульса, выводы тактирования и защелкивания можно подключить к одному источнику сигнала. Вывод постоянно подключен к общему проводу, разрешая работу микросхемы. Для автоматического включения светодиодов при подаче напряжения питания вывод SDI можно подключить к шине питания. При таком подключении, при приходе очередного тактового импульса, последовательно включаются все выходы. Кроме того вывод SDI можно подключить к переключателю, или цифровому выводу, чтобы иметь возможность управлять включением/выключением светодиодов. После этого, вывод SDI можно подключить к шине питания, чтобы последовательно перевести все выходы во включенное состояние. Либо вывод SDI можно подключить к общему проводу, чтобы последовательно отключить все выходы.
Частота генерации таймера 555 задает, как быстро будут включаться или выключаться светодиоды. Ток через светодиод увеличивается от 0 до 100% за восемь импульсов тактовой частоты, поскольку каждый спадающий фронт на входе защелкивания защелкивает данные со входа SDI в один из восьми следующих внутренних триггеров-защелок, включая или выключая один из восьми следующих выходов.
На рис.2 показан результирующий ступенчатый ток, протекающий через светодиод, изменяющийся при каждом спадающем фронте защелкивающего импульса. Даже при относительно небольшой тактовой частоте 10 кГц время включения/выключения составит всего 0.8 мс, что для человеческого глаза совершенно незаметно. Можно достичь эффекта постепенного включения/выключения, используя низкую тактовую частоту. Установка значения тактовой частоты в 0.1 Гц приведет к времени включения и выключения светодиода 0.8 с.
