MAX7313AEG+T

إن MAX7313AEG+T عبارة عن موسع إدخال/إخراج مكون من 16 منفذًا مع تحكم مدمج في شدة LED 8 بت PWM ومقاطعة اكتشاف الانتقال وحماية الإدخال الساخن، تم تصنيعه بواسطة Analog Devices (Maxim Integrated سابقًا). وهو مصمم للتطبيقات التي تتطلب توسيع GPIO وقدرة قيادة LED، مثل الإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح/LCD، ومحركات RGB LED، ومصفوفات مؤشر الحالة.

يوفر الجهاز 16 منفذًا للإدخال/الإخراج (P0-P15)، كل منها قابل للتكوين بشكل فردي إما كمخرج مفتوح التصريف بتيار مفتوح التصريف مقنن عند 50 مللي أمبير و5.5 فولت، أو كمدخل منطقي مع كشف الانتقال. يمكن أن يعمل المنفذ السابع عشر (INT/O16) كمخرج مقاطعة لاكتشاف الانتقال أو مخرج مفتوح الاستنزاف للأغراض العامة. يمكن لمخرجات الاستنزاف المفتوح أن تقود مصابيح LED مباشرة أو توفر مخرجات ذات مستوى منطقي مع سحب خارجي مقاوم إلى 5.5 فولت.

يوفر محرك التيار PWM المدمج 8 بت PWM تحكمًا متطورًا في تعتيم LED. تقسم بنية PWM التحكم 8 بت إلى مجالين: تنطبق 4 بتات من التحكم العام على جميع المخرجات في وقت واحد، مما يوفر 14 خطوة شدة خشنة من إيقاف التشغيل الكامل إلى التشغيل الكامل. ثم يحتوي كل مخرج بعد ذلك على تحكم فردي مكون من 4 بت يقسم التيار المحدد عالميًا إلى 16 خطوة دقيقة، مما ينتج عنه ما يصل إلى 224 (14 × 16) مستوى شدة فعال لكل مخرج. وبدلاً من ذلك، يمكن تكوين عنصر التحكم الحالي كسجل واحد 8 بت يضبط جميع المخرجات بشكل موحد.

يدعم كل مخرج توقيت وميض مستقل مع مرحلتي وميض (المرحلة 0 والمرحلة 1). يمكن ضبط جميع مصابيح LED بشكل فردي للتشغيل أو الإيقاف أثناء أي من مرحلتي الوميض، أو لتجاهل التحكم في الوميض بالكامل. يتم التحكم في فترة الوميض في السجل، مما يتيح أنماط وميض قابلة للتكوين لمؤشرات جذب الانتباه أو رموز الحالة. تسمح البنية ثنائية الطور بتجميع مصابيح LED في مجموعات وميض مستقلة دون تدخل المعالج المضيف.

يتصل MAX7313 عبر واجهة تسلسلية ثنائية الأسلاك متوافقة مع I2C/SMBus بسرعة 400 كيلوبت في الثانية. يدعم الجهاز 64 عنوان I2C فريد من نوعه من خلال ثلاثة دبابيس إدخال عناوين (AD0، AD1، AD2)، كل منها قابل للتوصيل ب GND أو V+ أو SCL أو SDA، مما يسمح لما يصل إلى 64 جهاز MAX7313 على ناقل I2C واحد (إجمالي 1024 منفذ I2C).

تعتبر الحماية من الإدخال الساخن ميزة أساسية: تظل جميع دبابيس المنافذ، INT وSDA وSDA وSCL وAD0-AD2 ذات مقاومة عالية أثناء خفض الطاقة (V+ = 0 فولت) مع تطبيق ما يصل إلى 6 فولت، مما يمنع التلف أثناء الإدخال/إزالة الطاقة المباشرة. المدخلات محمية من الجهد الزائد حتى 5.5 فولت.

تشير لاحقة AEG+T إلى حزمة QSOP-24 في شكل شريط وبكرة (2500 وحدة لكل بكرة). تشير اللاحقة + إلى أنها خالية من الرصاص/متوافقة مع معايير الصحة والسلامة المهنية. يعمل الجهاز من 2 فولت إلى 3.6 فولت مع تيار احتياطي يبلغ 1.2 ميكرو أمبير فقط (نموذجي)، 3.6 ميكرو أمبير (كحد أقصى). تتراوح درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية. إن MAX7313 متوافق مع السنون ومتوافق مع البرامج مع MAX7311 (بدون PWM) وPCA9535 وPCA9555 موسعات الإدخال/الإخراج.

تقنية المعالجة هي BiCMOS، التي تجمع بين قدرة محرك الإخراج ثنائي القطب مع كفاءة منطق CMOS. تصنيف MSL هو المستوى 1 (عمر افتراضي غير محدود عند ذروة إعادة التدفق 260 درجة مئوية). ECCN هو EAR99.

يعمل MAX7313AEG+T كموسع I2C قابل للعنونة ب 16 منفذ إدخال/إخراج مع تحكم مدمج في تيار LED PWM، ويجمع بين توسيع GPIO وقيادة LED في جهاز واحد.

واجهة I2C والعنونة: يتصل الجهاز عبر واجهة I2C/SMBus القياسية بسرعة تصل إلى 400 كيلوبت في الثانية. يتم تحديد عنوان الرقيق المكون من 7 بت بواسطة دبابيس AD0 وAD1 وAD2 التي يمكن توصيل كل منها بإحدى الحالات الأربع (GND، V+، SCL، SDA)، مما ينتج عنه 64 عنوانًا فريدًا. يتيح ذلك ما يصل إلى 64 جهاز MAX7313 على ناقل I2C واحد. يكتب المضيف إلى سجلات التكوين والإخراج و PWM والوميض ويقرأ من سجلات الإدخال والمقاطعة والحالة باستخدام بروتوكولات القراءة/الكتابة القياسية I2C.

تكوين منفذ الإدخال/الإخراج: كل منفذ من المنافذ ال 16 (P0-P15) قابل للتكوين بشكل فردي من خلال زوج سجل تكوين مكون من 8 بت (واحد ل P0-P7، وواحد ل P8-P15). عند تهيئته كمخرج، يعمل المنفذ كمشتت تيار مفتوح التصريف قادر على إغراق ما يصل إلى 50 مللي أمبير عند 5.5 فولت. عند تهيئته كمدخل، يحتوي المنفذ على دارة لاكتشاف الانتقال تراقب تغيرات المستوى المنطقي. تتم الإشارة إلى عتبة المدخلات إلى V+، والمدخلات محمية بجهد زائد حتى 5.5 فولت، مما يسمح بالاتصال المباشر بأنظمة منطقية بجهد 5 فولت حتى عندما يكون V+ منخفضًا حتى 2 فولت.

بنية التحكم في تيار PWM الحالي: يستخدم التحكم بتيار PWM 8 بت مخططًا هرميًا. يضبط سجل الشدة العالمي المكون من 4 بت (O0-O3) مستوى تيار خشن مطبق على جميع المخرجات في وقت واحد. وهذا يوفر 14 خطوة شدة فعالة (إيقاف التشغيل الكامل هو الخطوة 0، ثم 14 خطوة من الحد الأدنى إلى التشغيل الكامل). ثم يقسم سجل الشدة الفردي المكون من 4 بت لكل مخرج (I0-I3) التيار المحدد عالميًا إلى 16 خطوة أدق. تتناسب دورة التشغيل الفعالة لكل خرج مع (عالمي + 1) × (فردي + 1) / (16 × 16)، مما يعطي ما يصل إلى 224 مستوى شدة فريد. يتم اشتقاق تردد PWM من مذبذب داخلي ويكون عادةً 1.5 كيلو هرتز، وهو سريع بما يكفي لتجنب الوميض المرئي في تطبيقات مصابيح LED.

بدلاً من ذلك، يمكن تبديل التحكم في PWM إلى وضع 8 بت موحد حيث يضبط سجل واحد مكون من 8 بت جميع المخرجات على نفس الشدة، وهو مفيد لتطبيقات مثل تعتيم الإضاءة الخلفية الموحد.

محرك وميض ثنائي الطور: يحتوي كل مخرج على بتين لطور الوميض (المرحلة 0 والمرحلة 1). أثناء المرحلة 0، يمكن ضبط المخرج على تشغيل أو إيقاف تشغيل أو وميض؛ أثناء المرحلة 1، بشكل مستقل. تشترك جميع المخرجات في نفس توقيت الوميض (يتم التحكم فيه بواسطة سجل فترة الوميض)، ولكن كل مخرج يختار سلوكه بشكل مستقل في كل مرحلة. تتيح البنية ثنائية الطور تجميع مصابيح LED في أنماط وميض متزامنة: على سبيل المثال، يمكن أن تحتوي المرحلة 0 على تشغيل المصابيح الحمراء وإيقاف تشغيل المصابيح الخضراء، بينما تحتوي المرحلة 1 على العكس، مما يخلق نمطًا متناوبًا دون أي حمل زائد لوحدة المعالجة المركزية للمضيف.

اكتشاف الانتقال والمقاطعة: عندما يكتشف أي منفذ مهيأ للإدخال انتقالاً على مستوى منطقي (حافة صاعدة أو هابطة)، يتم وضع الانتقال في سجل اكتشاف الانتقال. يتم تأكيد خرج INT (منخفض نشط، مفتوح التصريف) عند اكتشاف أي انتقال، مما يوفر مقاطعة للمعالج المضيف. يقوم المضيف بقراءة سجل اكتشاف الانتقال لتحديد المنفذ (المنافذ) الذي تغير، ثم يقوم بمسح المقاطعة بقراءة السجل. هذا يلغي الحاجة إلى الاستطلاع ويقلل من النفقات الزائدة لوحدة المعالجة المركزية للمضيف.

حماية الإدراج الساخن: أثناء خفض الطاقة (V+ = 0 فولت)، تقوم دائرة داخلية بمراقبة V+ وتحتفظ بجميع دبابيس الإدخال/الإخراج، SDA وSCL وSCL وINT وAD0-AD2 في حالة مقاومة عالية. وهذا يمنع مسارات التوصيل الطفيلية التي يمكن أن تتلف الجهاز أو تفسد ناقل I2C عند إدخال بطاقة تحتوي على MAX7313 في نظام يعمل بالطاقة. يمكن أن تتحمل المدخلات ما يصل إلى 6 فولت في هذه الحالة، بما يتجاوز نطاق التشغيل 5.5 فولت.

وضع الاستعداد: عندما تكون جميع المخرجات متوقفة ولا يحدث اتصال I2C، يدخل الجهاز في حالة الاستعداد منخفضة الطاقة بسحب 1.2 ميكرو أمبير فقط (نموذجي). تظل واجهة I2C نشطة ويمكنها تنبيه الجهاز عند مطابقة العنوان. تظل دائرة الكشف عن الانتقال نشطة أيضًا في وضع الاستعداد، مما يسمح بمراقبة المدخلات المدفوعة بالمقاطعة عند طاقة تقترب من الصفر.