PCA9685 16通道、12位PWM Fm+ I2C总线LED控制器

PCA9685是一款由I²C总线控制的16通道LED控制器，最适合LCD红色/绿色/蓝色/琥珀色(RGBA)彩色背光应用。每个LED输出各自带有12位分辨率（4096级）固定频率的独立PWM控制器，该控制器工作在典型为40 Hz至1000 Hz的可编程频率范围内，占空比从0 %至100 %可调，允许将LED设为特定的亮度值。所有输出均设为相同的PWM频率。

每个LED输出可以是关、开（无PWM控制）或按独立PWM控制器的值设置。LED输出驱动器可编程为开漏极或图腾柱，5 V情况下开漏极具有25 mA的灌电流能力，图腾柱具有25 mA灌电流、10 mA拉电流能力。PCA9685的工作电源电压范围为2.3 V至5.5 V，输入和输出容许5.5 V的电压。LED可直接连接至LED输出（最高25 mA，5.5 V），或通过外部驱动器和最少量的分离组件（用于更大电流或更高电压的LED）控制

PCA9685属于新款快速模式Plus (Fm+)系列。Fm+器件提供更高的频率（最高1 MHz）和更密集的总线操作（最高4000 pF）。虽然PCA9635和PCA9685具有许多类似的功能，但是PCA9685具有某些独特的功能，使其更适合LCD背光和Ambilight等应用：

PCA9685允许LED输出的开关时间交错以最大程度减少电流浪涌。16条通道可分别对开关时间延迟进行独立编程。PCA9635不提供此功能。
PCA9685拥有4096级（12位PWM）单独LED亮度控制能力。PCA9635仅有256级（8位PWM）。
当系统采用多个LED控制器时，如果使用PCA9635，则多个器件之间的PWM脉冲宽度可能不同。PCA9685具有可编程分频器以调节多个器件的PWM脉冲宽度。
PCA9685具有外部时钟输入引脚，可接收用户提供的时钟（最大50 MHz）以替代内部25 MHz振荡器。此功能可用以同步多个器件。PCA9635没有外部时钟输入功能。
与PCA9635类似，PCA9685也有用于PWM控制的内置振荡器。但是，PCA9685的PWM控制所用的频率在大约40 Hz至1000 Hz范围内可调，相比PCA9635的频率为典型的97.6 kHz。这允许通过外部电源控制器使用PCA9685。所有位均设为相同的频率。
如果是PCA9685，则LEDn输出引脚的上电复位(POR)默认状态为低电平。PCA9635则为高电平。

低电平有效的输出使能引脚(OE)允许异步控制LED输出，可用于将所有输出设为规定的I²C总线可编程逻辑状态。OE还可用于外部脉冲宽度调制输出，这在需要使用软件控制对多个器件一起进行调光或闪烁控制时非常有用。

软件可编程LED全寻呼和三个子寻呼I²C总线地址允许所有或规定分组的PCA9685器件响应共用I²C总线地址，例如，允许同时打开或关闭所有红色LED或产生选取框追逐效果，从而最大程度减少I²C总线命令。六个硬件地址引脚允许相同总线上最多有62个器件。

软件复位(SWRST)统一寻呼允许主器件通过I²C总线对PCA9685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，使输出设为低电平。这能通过软件方便且快速地将所有器件寄存器重新配置为相同的条件。

产品特点 Features

16位LED驱动器。每个输出可编程：
- 关
- 开
- 可编程LED亮度
- 可编程LED打开时间有助于减少EMI
1 MHz快速模式Plus兼容I²C总线接口的SDA输出具有30 mA的高驱动能力，可驱动高电容总线
能使每个LED输出从完全关闭（默认）至最大亮度进行4096级（12位）线性可编程亮度变化
LED输出频率（所有LED）一般从40 Hz至1000 Hz进行变化（默认为PRE_SCALE寄存器的1Eh，导致200 Hz的刷新率和25 MHz的振荡器时钟。）
软件可编程开漏LED输出可选择十六个“图腾柱”输出（5 V时灌25 mA拉10 mA）（默认图腾柱）没有输入功能。
输出状态可编程为根据Acknowledge或STOP命令变化，以逐字节或同时全部的方式更新输出（默认设为“根据STOP变化”）。
低电平有效的输出使能(OE)输入引脚。当OE为高电平时，LEDn输出可编程为逻辑1、逻辑0（上电时默认）或“高阻抗”。
6个硬件地址引脚允许将62个PCA9685器件连接至相同的I²C总线
切换OE允许通过硬件使LED闪烁
4个软件可编程I²C总线地址（一个LED全寻呼地址和三个LED子寻呼地址）允许以任意组合同时对器件组进行寻址（例如，一个寄存器用于“全寻呼”使I²C总线上的所有PCA9685可同时进行寻址，而第二个寄存器用于三个不同地址以分组同时对总线上全部器件的1⁄3进行寻址）。这些I²C总线地址的软件使能和禁用。
软件复位功能（SWRST全寻呼）允许通过I²C总线使器件复位
25 MHz典型内部振荡器无需外部组件
外部50 MHz（最大）时钟输出
内部上电复位
SDA/SCL输入均有噪音滤波器
输出具有边缘速率控制
上电时没有输出毛刺
支持热插入
低待机电流
工作电源电压范围为2.3 V至5.5 V
容许5.5 V输入
工作温度为-40 ℃至+85 ℃
ESD保护超过JESD22-A114 2000 V HBM、JESD22-A115 200 V MM和JESD22-C101 1000 V CDM
根据JEDEC标准JESD78完成超过100 mA的锁定测试
封装方式：TSSOP28、HVQFN28

应用

RGB驱动器或RGBA LED驱动器
LED状态信息
LED显示
LCD背光
手机或手持设备的键盘背光

封装

型号	可订购的器件编号	订购码 (12NC)	产品状态	封装
PCA9685BS	9352 870 58118	PCA9685BS,118	量产	HVQFN28 (SOT788-1)
PCA9685PW	9352 851 29118	PCA9685PW,118	量产	TSSOP28 (SOT361-1)
PCA9685PW	9352 851 29112	PCA9685PW,112	量产	TSSOP28 (SOT361-1)
PCA9685PW/Q900	9352 898 02118	PCA9685PW/Q900,118	量产	TSSOP28 (SOT361-1)

订货和供应

型号	订购码 (12NC)	可订购的器件编号	化学成分
PCA9685BS	9352 870 58118	PCA9685BS,118	PCA9685BS
PCA9685PW	9352 851 29118	PCA9685PW,118	PCA9685PW
PCA9685PW	9352 851 29112	PCA9685PW,112	PCA9685PW
PCA9685PW/Q900	9352 898 02118	PCA9685PW/Q900,118	PCA9685PW/Q900

PCA9685 技术支持

档案名称	标题	类型	格式
PCA9685	16-channel, 12-bit PWM Fm+ I2C-bus LED controller	Data sheet	pdf
AN10441	Level shifting techniques in I2C-bus design	Application note	pdf
AN255	I2C / SMBus Repeaters, Hubs and Expanders	Application note	pdf
AN10710	Features and applications of the PCA9685 I2C-bus extender	Application note	pdf
75016527	Extend standard I2C-bus devices without worrying about offset voltages; NXP I2C-bus extender PCA9685 in a proven application	Brochure	pdf
75016532	Extend the I2C-bus with advanced repeaters and hubs; NXP 2-channel I2C-bus repeaters PCA9685x and 5-channel I2C-bus hubs PCA9516x	Leaflet	pdf
75016080	Extend the reach of any I2C-bus system without special offset voltage levels; NXP I2C-bus extender PCA9685	Leaflet	pdf
75017424	NXP I2C-bus solutions 2013: Smart, simple solutions for the 12 most common design concerns	Leaflet	pdf
UM10204	I2C-bus specification and user manual	User manual	pdf
UM10206	I2C Demonstration Board 2005-1 Quick Start Guide	User manual	pdf
UM10323	PCA9600 demonstration board OM6293	User manual	pdf