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随着半导体技术的发展,发光二极管从诞生到走进寻常百姓家只用了短短几十年,凭借着其耐用性高、稳定性好、反应速度快、低耗能环保等特点,逐步取代了传统照明光源,在照明产业中扮演了重要的角色。本文基于GSMC 0.18μm数模混合CMOS工艺,设计了一种带I~2C接口的LED驱动芯片。芯片受I~2C总线控制,可编程,且可以同时驱动16个LED,每个LED输出具有独立的8位分辨率PWM控制器。芯片有一个8位分辨率的组PWM控制器用于所有LED以相同的频率闪烁,可适用于多种照明场合。文中首先根据芯片功能要求,进行整体结构规划,将设计任务划分成五个模块,分别是I~2C控制模块、振荡分频模块、组脉宽调制调光模块、独立脉宽调制调光模块、输出模块。I~2C控制模块包括条件判断电路、地址选取电路和数据存储电路以及接口处的保护电路,负责接收解码和编码发送I~2C信号;分频模块根据同步分频电路原理设计,为芯片内部电路提供八个分频时钟;输出模块主要由状态选择电路构成,输出驱动信号;独立PWM调光模块和总PWM调光模块主要都由脉宽调制电路组成,通过组合逻辑门电路和触发器控制驱动信号的占空比,其中总PWM调光模块还有频率调制模块,可以调控驱动信号的频率。运用Verilog对各模块进行RTL级设计和开关级设计,然后进行分模块数字仿真验证。验证无误后利用顶层模块将各模块整合,输入I~2C激励信号进行整体数字仿真验证,观察LED输出端输出的驱动信号状态,测量信号占空比在0%到99.,确认仿真结果正确。最后基于Virtuoso工具对电路进行开关级设计,并在I~2C接口加入保护电路,降低噪声干扰。搭建仿真平台,在电源电压为5V、温度-40℃~85℃条件下,进行数模混合仿真。观测LED输出端的驱动信号状态,按指令要求输出关断信号、完全开启信号、PWM信号,并且占空比能够在0%到99.6%可调,表明仿真结果正确,电路达到设计要求。