LED 面板显示屏驱动芯片
作者：向阳逐梦
- 2023-11-25 四川
本文字数：6284 字
阅读完需：约 21 分钟
一、基本概述
TM1638 是一种带键盘扫描接口的 LED（发光二极管显示器）驱动控制专用 IC,内部集成有 MCU 数字接口、数据锁存器、LED 驱动、键盘扫描等电路。本产品质量可靠、稳定性好、抗干扰能力强。
二、主要应用场合
主要适用于家电设备(智能热水器、微波炉、洗衣机、空调、电磁炉)、机顶盒、电子称、智能电表等数码管或 LED 显示设备。
三、管脚说明
DIO 口输出数据时为 N 管开漏输出，在读键的时候需要外接 1K-10K 的上拉电阻。推荐 10K 的上拉
电阻。DIO 在时钟的下降沿控制 N 管的动作，此时读数时不稳定，在时钟的上升沿读数才时稳定。
四、串行数据传输
读取和接收 1 个 BIT 都在时钟的上升沿操作。
1、读取数据时,从串行时钟 CLK 的第 8 个上升沿开始设置指令到 CLK 下降沿读数据之间需要一个等
待时间 Twait(最小 2μ S)。具体参数见时序特性表。
五、应用电路
1、VDD、GND 之间滤波电容在 PCB 板布线应尽量靠近 TM1638 芯片放置，加强滤波效果。
2、连接在 DIO、CLK、STB 通讯口上三个 100P 电容可以降低对通讯口的干扰。
3、因蓝光数码管的导通压降压约为 3V，因此 TM1638 供电应选用 5V。
六、电气参数
极限参数（Ta = 25℃, Vss = 0 V）
正常工作范围（Ta = -20 ～ +70℃，Vss = 0 V）
电气特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V， Vss = 0 V）
开关特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V）
时序特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V）
七、封装尺寸
基于 stm32 智能时钟的实践--- TM1638 的运用
/** * @brief 给TM1638写入数据 * @param byte-写入的数据 * @retval */void TM1638_Write_Byte(uint8_t byte) { uint8_t Count; for(Count = 0; Count < 8; Count++) { CLK_0(); //在时钟的上升沿写入数据 if(byte & 0x01) { DIO_1(); } else { DIO_0(); } byte >>= 1; //8位全部读取 CLK_1(); //在时钟的上升沿写入数据 }} /** * @brief 给TM1638写入数据(或者命令) * @param byte-写入的数据 * @retval */void TM1638_Write_Data(uint8_t data) //TM1638写数据函数{ STB_0(); //片选,为低时开始处理信息 TM1638_Write_Byte(data); STB_1();} void (*TM1638_Write_Cmd)(u8)=TM1638_Write_Data;//给函数起一个别名，函数指针 /** * @brief 写入地址加上数据 * @param addr-对应地址 data-写入数据 * @retval */void TM1638_Write_Addr_Byte(uint8_t addr,uint8_t data){ STB_0(); TM1638_Write_Byte(addr); //STB 为低后的第一个字节作为指令 TM1638_Write_Byte(data); STB_1();}复制代码
这里一共有三个函数,其实就是写入一个字节的数据;代开片选写入一字节数据;打开片选写入 2 字节数据,分别是地址和参数.
/** * @brief TM1638读数据函数 * @param * @retval 读取的8位数据 */unsigned char TM1638_Read(void) //读数据函数{ uint8_t i; uint8_t data,temp=0; TM1638_IO_INPUT(); for(i=0; i<8; i++) { temp>>=1; CLK_0(); //CLK=0 data = DIO_Read(); //读取DIO值 if(data) { temp|=0x80; //按位或：与0或不变、与1或置1 } CLK_1(); //CLK=1 } TM1638_IO_OUTPUT(); return temp;} /** * @brief TM1638读键扫数据函数 * @param * @retval 读取的按键号，1~8 */unsigned char TM1638_ReadKey(void) //TM1638读键扫数据函数{ unsigned char c[4],i,key_value=0; STB_0(); //STB=0,开始写命令 TM1638_Write_Byte(0x42); //普通模式，地址自动增加，读键扫数据 for(i=0; i<4; i++) { c[i]=TM1638_Read(); //读取键值 } STB_1(); //STB=1,读键值结束 //数据处理 for(i=0; i<4; i++) { key_value|=(c[i]<<i); } for(i=0; i<8; i++) { if((0x01<<i)==key_value) break; } return (i+1);//返回按键值，与模块上的相对应}复制代码
.c 文件
#include "stm32f10x.h" // Device header#include "TM1638.h" unsigned char TM1638_Arr_SEG[]= {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, //共阴极数码管段码，不带小数点 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71, 0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87, //共阴极数码管段码，带小数点 0xFF,0xEF,0xF7,0xFC,0xB9,0xDE,0xF9,0xF1 }; //0～F，1亮0灭 //共阴极数码管段码，不带小数点,display函数用unsigned char TM1638_Arr_SEG_Display[]= { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0x3F,0x06,0x5B,0x4F,//0-9 0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71, 0 }; uint8_t TM1638_Addr_SEG[8]= {0xC0,0xC2,0xC4,0xC6,0xC8,0xCA,0xCC,0xCE}; //模块从右到左的八个数码管uint8_t TM1638_Addr_LED[8]= {0xC1,0xC3,0xC5,0xC7,0xC9,0xCB,0xCD,0xCF}; //模块从右到左的八个发光二极管 /** * @brief TM1638-GPIO初始化函数 * @param * @retval */static void TM1638_GPIO_Config(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_TIM1638_CMD(RCC_TM1638,ENABLE); //将3只因脚全部设置为同样的推挽输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TM1638_GPIO_Pin; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(TM1638_GPIO, &GPIO_InitStructure); STB_1(); CLK_1(); DIO_1();}void TM1638_IO_INPUT(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_TIM1638_CMD(RCC_TM1638,ENABLE); //将3只因脚全部设置为同样的推挽输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DIO; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(TM1638_GPIO, &GPIO_InitStructure); }void TM1638_IO_OUTPUT(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_TIM1638_CMD(RCC_TM1638,ENABLE); //将3只因脚全部设置为同样的推挽输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DIO; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(TM1638_GPIO, &GPIO_InitStructure); DIO_1(); }/** * @brief TM1638初始化函数 * @param * @retval */void TM1638_Init() { TM1638_GPIO_Config(); TM1638_Clear();} /** * @brief 给TM1638写入数据 * @param byte-写入的数据 * @retval */void TM1638_Write_Byte(uint8_t byte) { uint8_t Count; for(Count = 0; Count < 8; Count++) { CLK_0(); //在时钟的上升沿写入数据 if(byte & 0x01) { DIO_1(); } else { DIO_0(); } byte >>= 1; //8位全部读取 CLK_1(); //在时钟的上升沿写入数据 }} /** * @brief 给TM1638写入数据(或者命令) * @param byte-写入的数据 * @retval */void TM1638_Write_Data(uint8_t data) //TM1638写数据函数{ STB_0(); //片选,为低时开始处理信息 TM1638_Write_Byte(data); STB_1();} void (*TM1638_Write_Cmd)(u8)=TM1638_Write_Data;//给函数起一个别名，函数指针 /** * @brief 写入地址加上数据 * @param addr-对应地址 data-写入数据 * @retval */void TM1638_Write_Addr_Byte(uint8_t addr,uint8_t data){ STB_0(); TM1638_Write_Byte(addr); //STB 为低后的第一个字节作为指令 TM1638_Write_Byte(data); STB_1();} /** * @brief 在数码管上面显示数据 * @param data-写入数据 * @retval */void TM1638_Display_Num(uint32_t data){ unsigned int dataL=0,dataR=0; dataL=data/10000; dataR=data%10000; TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[0],TM1638_Arr_SEG[dataL/1000]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[1],TM1638_Arr_SEG[dataL%1000/100]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[2],TM1638_Arr_SEG[dataL%100/10]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[3],TM1638_Arr_SEG[dataL%10]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[4],TM1638_Arr_SEG[dataR/1000]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[5],TM1638_Arr_SEG[dataR%1000/100]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[6],TM1638_Arr_SEG[dataR%100/10]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[7],TM1638_Arr_SEG[dataR%10]);} /** * @brief 在数码管上面显示温度 * @param data-写入数据 * @retval */void TM1638_Display_Tmp(uint32_t data){ TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[0],TM1638_Arr_SEG[data/10]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[1],TM1638_Arr_SEG[data%10]);} /** * @brief 在数码管上面显示湿度 * @param data-写入数据 * @retval */void TM1638_Display_Hum(uint32_t data){ TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[4],TM1638_Arr_SEG[data/10]); TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[5],TM1638_Arr_SEG[data%10]);} /** * @brief TM1638指定地址显示数码，0-F * @param num-数码管位置12345678 seg-字符0-F p-N/Y * @retval */void TM1638_Display_SEG(unsigned int num,unsigned char seg,PointState p){ TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[num-1],TM1638_Arr_SEG_Display[seg-32]|p);} /** * @brief TM1638指定LED亮灭 * @param num-LED位置 light-OFF/ON * @retval */void TM1638_Display_LED(unsigned int num,LightState light){ TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_LED[num],light);} /** * @brief TM1638关闭指定数码管函数 * @param serial-数码管序号1-8 * @retval */void TM1638_SEG_Off(unsigned char num) //TM1638关闭指定数码管函数{ TM1638_Write_Cmd(0x44);//固定地址，写数据 TM1638_Write_Cmd(0x88);//显示开，亮度1 TM1638_Write_Addr_Byte(TM1638_Addr_SEG[num-1],0x80);} /** * @brief TM1638读数据函数 * @param * @retval 读取的8位数据 */unsigned char TM1638_Read(void) //读数据函数{ uint8_t i; uint8_t data,temp=0; TM1638_IO_INPUT(); for(i=0; i<8; i++) { temp>>=1; CLK_0(); //CLK=0 data = DIO_Read(); //读取DIO值 if(data) { temp|=0x80; //按位或：与0或不变、与1或置1 } CLK_1(); //CLK=1 } TM1638_IO_OUTPUT(); return temp;} /** * @brief TM1638读键扫数据函数 * @param * @retval 读取的按键号，1~8 */unsigned char TM1638_ReadKey(void) //TM1638读键扫数据函数{ unsigned char c[4],i,key_value=0; STB_0(); //STB=0,开始写命令 TM1638_Write_Byte(0x42); //普通模式，地址自动增加，读键扫数据 for(i=0; i<4; i++) { c[i]=TM1638_Read(); //读取键值 } STB_1(); //STB=1,读键值结束 //数据处理 for(i=0; i<4; i++) { key_value|=(c[i]<<i); } for(i=0; i<8; i++) { if((0x01<<i)==key_value) break; } return (i+1);//返回按键值，与模块上的相对应} /** * @brief TM1638全清 * @param * @retval */void TM1638_Clear(void){ uint8_t i; TM1638_Write_Data(0x44); //普通模式，固定地址，写数据到显示寄存器 TM1638_Write_Data(0x88); //显示开，亮度第1级 for(i=0; i<16; i++) { TM1638_Write_Addr_Byte(0XC0+i,0X00); //全地址写入0X00 }}复制代码
.h 文件
#ifndef _TM1638_H_#define _TM1638_H_ #include "stm32f10x.h" typedef enum {N = 0x00, Y = 0x80} PointState; //是否带小数点 Y：带，N：不带 typedef enum {OFF = 0x00, ON = 0x01} LightState; //灯开关状态 On：开，Off：关 //TM1638引脚定义#define STB GPIO_Pin_13#define CLK GPIO_Pin_14#define DIO GPIO_Pin_15#define TM1638_GPIO GPIOB#define TM1638_GPIO_Pin STB | CLK | DIO #define RCC_TM1638 RCC_APB2Periph_GPIOB#define RCC_TIM1638_CMD RCC_APB2PeriphClockCmd //TM1638引脚的写入和读取函数定义#define STB_0() GPIO_ResetBits(TM1638_GPIO,STB)#define STB_1() GPIO_SetBits(TM1638_GPIO,STB)#define CLK_0() GPIO_ResetBits(TM1638_GPIO,CLK)#define CLK_1() GPIO_SetBits(TM1638_GPIO,CLK)#define DIO_0() GPIO_ResetBits(TM1638_GPIO,DIO)#define DIO_1() GPIO_SetBits(TM1638_GPIO,DIO)#define DIO_Read() GPIO_ReadInputDataBit(TM1638_GPIO,DIO) //用户层函数void TM1638_Init(); //TM1638初始化函数void TM1638_Display_Num(u32 data); //显示数字void TM1638_Display_Tmp(uint32_t data);void TM1638_Display_Hum(uint32_t data);void TM1638_Display_SEG(unsigned int num,unsigned char seg,PointState p); //选择数码管显示0-Fvoid TM1638_Display_LED(unsigned int num,LightState light); //指定led亮灭 unsigned char TM1638_ReadKey(); //TM1638读键扫数据函数void TM1638_SEG_Off(unsigned char num); //TM1638关闭指定数码管函数void TM1638_Clear(); //TM1638全清 //底层函数void TM1638_Write_Byte(u8 byte); //TM1638单写数据，需要在函数外对STB操作void TM1638_Write_Data(u8 data); //TM1638一个完整数据写入void TM1638_Write_Addr_Byte(u8 addr,u8 data); //TM1638指定地址写入数据unsigned char TM1638_Read(); //TM1638读数据函数void TM1638_GPIO_Init(); //TM1638引脚初始化函数extern void (*TM1638_Write_Cmd)(u8);//给函数起一个别名，函数指针void TM1638_IO_INPUT();void TM1638_IO_OUTPUT();#endif 复制代码
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版权声明: 本文为 InfoQ 作者【向阳逐梦】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/7a145a1aeeac74fbc6d99c514】。文章转载请联系作者。
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人生享受编程，编程造就人生！ 2022-06-01 加入
某公司芯片测试工程师，嵌入式开发工程师，InfoQ签约作者，阿里云星级博主，华为云·云享专家。座右铭：向着太阳，追逐梦想！
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