在 测试Infineon车载LED驱动芯片TLD2131 中对于1入3出的TLD2131的LED驱动芯片进行了初步测试。为了能够使用更少的MCU的IO口控制更多的LED，需要使用LED矩阵模式。这一点正好可以利用到TLD2132的高边驱动LED的特性，因此只要在辅助几个NPN三极管在底边进行选择，可以很方便组织LED的矩阵显示。

  对于N个上边输出端口，M个下边输出端口，可以形成N×MLED点阵控制。通过循环控制，可以动态形成对于单个LED的控制特性。

  Infineon公司的高边LED驱动芯片系列中，有三入三出的TLD2331-3EP，它的内部结构如下图所示。利用一个TLD2331-3EP便可以驱动三列LED，利用两个TLD2331便可以控制六列LED输出。因此在使用三个NPN三极管，便可以组成6×3=18个LED矩阵。

  为了验证TLD2331驱动特性，本文利用手边刚刚到手的TLD2131组成电路进行测试。

  基于 三个 TLD2131 模拟一颗TLSD2331的高边控制，测试电路的特性。

  利用三颗TLD2131组成3×3LED显示矩阵的电路原理图如下：

  设计单面PCB实现上述原理图，可以适合使用 一分钟制版 制作实验电路。 下面是设计的相应的PCB。

  一分钟之后，通过快速制版获得PCB，进行焊接之后，形式调试电路。

  在面包板上搭建测试电路。控制器使用 设计带有SD卡的 MM32F3277 MicroPython 实验板 来控制。控制管脚分布使用 PC0,1,2,3, PA0,1来控制。其中下载了 来自MindMotion在2021-11的版本MicroPython 。可以使用MicroPython来测试相应功能。

  MM32F3277测试电路板与LED矩阵测试控制端口之间的连接关系如下：

测试连接关系：

EN123：PC0，PC1，PC2
CN123：PC3，PA0，PA1

from machine                import Pin
import utime

row = [Pin('PC%d'%i, Pin.OUT_PUSHPULL) for i in range(3)]
col = [Pin('PC3', Pin.OUT_PUSHPULL),
       Pin('PA0', Pin.OUT_PUSHPULL),
       Pin('PA1', Pin.OUT_PUSHPULL)]

print("Light all LED.\r\n")

while True:

    for r,c in zip(row, col):
        r(1)
        c(1)        
    utime.sleep_ms(250)

    for r,c in zip(row, col):
        r(0)
        c(0)
    utime.sleep_ms(250)

  软件运行后，可以看到所有（9颗）LED同时闪烁。

from machine                import Pin
import utime

row = [Pin('PC%d'%i, Pin.OUT_PUSHPULL) for i in range(3)]
col = [Pin('PC3', Pin.OUT_PUSHPULL),
       Pin('PA0', Pin.OUT_PUSHPULL),
       Pin('PA1', Pin.OUT_PUSHPULL)]

print("Light all LED.\r\n")

ledrow = 0
rowbyte = [7]*3

def LED1ms():
    global ledrow, rowbyte, row, col

    for r,c in zip(row, col):
        r(0)
        c(0)

    rb = 0
    if ledrow == 0:
        ledrow += 1
    elif ledrow == 1:
        ledrow += 1
    else:
        ledrow = 0

    row[ledrow](1)
    rb = rowbyte[ledrow]

    if rb & 0x1: col[0](1)
    if rb & 0x2: col[1](1)
    if rb & 0x4: col[2](1)

def SetLEDPoint(id):
    global rowbyte

    rowbyte = [0]*3
    pp = id//3
    p3 = id - pp*3
    rowbyte[pp] = 1 << p3

count = 0
position = 0
while True:
    LED1ms()
    utime.sleep_ms(1)

    count += 1
    if count >= 50:
        count = 0
        SetLEDPoint(position)
        position += 1
        if position > 8: position = 0

  在前面的测试代码的基础上增加SetLEDColumn()函数，并对主循环进行修改。

def SetLEDColumn(id):
    global rowbyte
    rowbyte = [0]*3
    for i in range(id + 1):
        pp = i//3
        p3 = i - pp*3
        rowbyte[pp] |= 1 << p3

#------------------------------------------------------------
count = 0
position = 0
dir = 0
while True:
    LED1ms()
    utime.sleep_ms(1)

    count += 1
    if count >= 50:
        count = 0

        if dir == 0:
            SetLEDColumn(position)
        else:
            SetLEDColumn(8 - position)

        position += 1

        if position > 8:
            position = 0
            if dir == 0: dir = 1
            else: dir = 0

  根据 第十七届全国大学生智能车竞赛 中要求，无线充电阻需要使用LED显示当前车模法拉电容上的电压大小。利用上面的参考设计，可以方便设计出由LED组成的发光阵列来显示。

  利用两颗TLD2331可以驱动6列LED，配合3个NPN晶体管可以控制18串LED显示。三个LED串联可以增加阵列的宽度，使得显示更加的醒目。

■ 相关文献链接:

• 测试Infineon车载LED驱动芯片TLD2131
• TLD2131
• 一分钟制版法
• 设计带有SD卡的 MM32F3277 MicroPython 实验板
• 测试MM32F3277-MicroPython 2021-11-17 版本
• 第十七届全国大学智能汽车竞赛竞速比赛规则

● 相关图表链接:

• 图1.1.1 LED 显示矩阵
• 图1.2.1 TLD2131（左）TLD2331（右）内部功能图
• 图2.1.1 利用三颗TLD2131组成3×3LED显示矩阵
• 图2.1.2 利用快速制版工艺制作的单面PCB设计
• 图2.1.3 焊接实验电路板
• 图2.2.1 在面包板上搭建的测试电路
• 图2.3.1 所有LED闪烁
• 图2.3.2 测试流水灯的效果
• 图2.3.3 程序运行效果
• 图3.1 18列独立控制的LED矩阵