TM1638芯片 LED数码管驱动器 详细介绍

• 采用功率CMOS 工艺
• 显示模式 10 段×8 位
• 键扫描（8×3bit）
• 8级辉度可调
• 串行接口（CLK，STB，DIO）
• 振荡方式：RC 振荡（450KHz 5%）
• 内置上电复位电路
• 采用SOP28封装

• STB：片选端；沿初始化串行接口上升或下降，然后等待接收指令。STB 为高时，CLK被忽略
• DIO：数据端；沿输入/输出串行数据在时钟上升
• CLK：时钟端；输入时钟信号；
• K1~K3:键扫输入；显示周期结束后，输入脚的数据被锁定
• SEG1/KS1~SEG8/KS8：段输出；P管开漏输出也用作键扫描
• SEG9,SEG10：段输出；P管开漏输出
• GRID1~GRID8：位输出；N管开漏输出
• VDD：电源端；功能
• GND：逻辑；功能

??如果在显存地址中GRIDn和SEGn如果相应地址中的数据为1，则连接到GRIDn和SEGn上的LED段落将被点亮。 例如00H的数据为0X0F，则连到GIRD1和SEG1、SEG2、SEG3、SEG4上的LED段落将被点亮

??每个Byte里储存6个键值数据，相对应的位置为1则代表对应位置有键按下。

TM1638传输的8个指令B7,B六两位来区分指令类型：

??地址命令用于设置要写入的数据的地址。有两种数据写入：自添加地址和固定地址。每次固定地址写入数据，都需要指定要写入数据的地址。

??TM1638的一个优点是可以使用两种数字管，不区分共阴/共阳，但使用方法不同。 ??这里涉及到TM1638显示原理：TM1638的GRIDn端是始终保持低电平当显存地址中对应的数据为1时，TM与1638令应SEGn端为高电平来使LED导通发光。

??由于共阴数多个阳极用于共阴数码管GRID它总是低电平，所以只有一个GRIDn端为共阴极，8个SEG端为阳极。 ??这时每个数码管的显示数据由8个SEGn对应1个GRIDn端由显存地址关系图组成，每个非奇数地址存储一个数字管的显示数据。 ??写入共阴数字管的显存数据比写入共阴数字管方便得多8位数据写入一个地址即可。例如GRID1和SEG1~SEG8对应共阴LED1.让它显示 0 则只用向 00H 地址写入 0X3F; ??如下图所示： ??共阴方法的缺点是不能使用SEG9和SEG10形成共阴数码管，因此共阴最多可使用8个数码管。SEG9和SEG10仍可使用，但必须采用共阳法。

??由于共阴数码管使用相同的阳极和多个阴极，GRID总是低电平，所以只有8个GRIDn作为阴极，一端SEG端为共阳极。 ??此时，每个数字管的显示数据由每个数字管的显示数据组成8个GRIDn对应1个SEGn端由显存地址关系图组成共有8个偶数/奇数地址8位显示数据构成数字管。 ??共阳数字管的数据写入比较麻烦，每次数据写入一个数字管都需要将1位数据写入8个地址。例如GRID1~GRID8和SEG1对应共阴LED1.要显示0，必须是000H,02H,04H,06H,08H,0AH都写入1，向0CH和0EH中写入0 ??如下图所示： ??共阳方法的优点是可以使用多到10个数字管；缺点是数据的写入比较繁琐，需要增加数据转换。

• TM1638的数据读取和发送都在CLK的上升沿进行，因为DIO在时钟的下降沿控制N管动作，此时读数不稳定。
• TM1638采取低位在前的数据格式，每次发送和读取都是1byte长度，即8位二进制数据
• 每次STB拉低之后的第一个字节作为指令，处理指令时当前其它处理被终止。

• 自增址模式下，只用写入一次地址即首地址，之后依次写入数据，每次写入数据，地址自动增加0X01。数据全部写入之后，上拉STB来作为结束的信号。
• 固定址模式下，每次写入数据需要先写入一次地址，为要写入的数据指定写入的地址，之后写入数据，然后上拉STB结束一次写入。
• 读数据以拉低STB写入读键值指令（0X42）作为开始，之后TM1638会依次按从低到高的顺序传送4byte的键值数据。读取4byte数据之后上拉STB结束读取。

  电路的连接方式如下图，Kn端作为列线，KSn端作为行线，当有键按下被扫描到，数据被存入键值寄存器。   按键扫描时在端口上的波形：

  SEG1/KS1~SEG8/KS8是复用的端口，作为显示输出同时作为键扫输出端口。当存在按钮同时按下时，如S1,S2，SEG1和SEG2相当于被短路，此时D1,2D两个LED都会被点亮，从而造成显示错误。   解决方法之一是在每个按键上串联一个二极管，如下图所示，也可以换成510Ω大小的电阻。

/********************************************************************************** * 程序名: TM1638驱动程序 * 作者: DaveoCKII * 日期: 2020.2.29 * 版本: STC12C5A60S2 **********************************************************************************/

#ifndef _TM1638_H_
#define _TM1638_H_

#include <STC12C5A60S3.H> // 自己修改过的STC12C5A60S2的头文件,为了区分原头文件改名S3
//------------------------------------定义列表------------------------------------//
sbit STB = P1^1;        // 片选线
sbit CLK = P1^2;        // 时钟线
sbit DIO = P1^3;        // 数据线
unsigned char led_buffer[16]={ 
        0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; 	// 显示数据缓冲区
unsigned char LED_CC[16]={ 
        0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};  // 共阴LED显示数据 '0~F'
unsigned char LED_CA[16]={ 
        0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};  // 共阳LED显示数据 '0~F'
unsigned char x[8]={ 
        0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};   	// 数据转换中用来提取各位的数据
//------------------------------------函数列表------------------------------------//

void TM1638_LEDCC(unsigned char LEDnums);   // TM1638 LED显示(共阴)

void TM1638_LEDCA(unsigned char LEDnums);   // TM1638 LED显示(共阳)

void TM1638_Write(unsigned char	DATA);      // TM1638 写数据函数

void TM1638_WriteCOM(unsigned char cmd);    // TM1638 写命令函数

unsigned char TM1638_Read(void);            // TM1638 读数据函数

unsigned char TM1638_ReadKey(void);         // TM1638 读键函数

//------------------------------------函数内容------------------------------------//

void TM1638_Write(unsigned char	DATA)	
{ 
        
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)     // 1Byte 8位数据
	{ 
        
		CLK=0;           // 拉低时钟线
		DIO=DATA&0X01;   // 发送数据
		DATA>>=1;        // 数据格式:低位在前
		CLK=1;           // 拉高时钟线,写入数据
	}
}

void TM1638_WriteCOM(unsigned char cmd)
{ 
        
	STB=0;               // 拉低片选线
	TM1638_Write(cmd);   // 写命令
	STB=1;               // 拉高片选线
}

unsigned char TM1638_Read(void)
{ 
        
	unsigned char i,Data=0;
    
	DIO=1;               // 初始化数据线
	for(i=0;i<8;i++)    
	{ 
        
		Data>>=1;        // 数据格式:低位在前
		CLK=0;
		if(DIO)
			Data|=0x80;
		CLK=1;
	}
	return Data;
}

unsigned char TM1638_ReadKey(void)
{ 
        
    unsigned char c[4];         // 4Byte数据储存
    unsigned char i=999;		// 先用作延时
    unsigned char key_value=0;  
    
    STB=0;                      // 拉低片选线,开始读键值
    TM1638_Write(0x42);         // 写'读数据'命令
	while(i--)                  // 等待准备完毕
	for(i=0;i<4;i++)            // 读取4个Byte
		c[i]=TM1638_Read();   
	STB=1;                      // 拉高片选线,读键值结束
    // 8键 col:K3 row:KS1~KS8
    if(c[0]==0x01)  key_value=1;
	if(c[0]==0x10)  key_value=5;
	if(c[1]==0x01)  key_value=2;
	if(c[1]==0x10)  key_value=6;
	if(c[2]==0x01)  key_value=3;
	if(c[2]==0x10)  key_value=7;
	if(c[3]==0x01)  key_value=4;
	if(c[3]==0x10)  key_value=8;
    
    return (key_value);         // 返回键值
}

void TM1638_LEDCC(unsigned char LEDnums)
{ 
        
	unsigned char i; 
    
    TM1638_WriteCOM(0x40);      	// 设置地址自增
    
    STB=0;				// 拉低片选线,开始写数据
    TM1638_Write(0xc0);             // 写首地址
    for(i=0; i<LEDnums; i++) { 
              // 写显示数据
        TM1638_Write(ledb[i]); 
        TM1638_Write(ledb[i+8]);
    }
    for(i=LEDnums; i<8; i++) { 
              
        TM1638_Write(0); 
        TM1638_Write(0); 
    }    
    STB=1;				// 拉高片选线,结束写数据
}

void TM1638_LEDCA(unsigned char LEDnums)
{ 
        
	unsigned char i;
    unsigned char datas[16];
    
    // 数据转换
    for(i=0; i<8; i++){ 
        
        datas[i]=(ledb[0]&x[i])+(ledb[1]&x[i])+(ledb[2]&x[i])+(ledb[3]&x[i])+
                 (ledb[4]&x[i])+(ledb[5]&x[i])+(ledb[6]&x[i])+(ledb[7]&x[i]);
    }
    if(LEDnums>8){ 
        
        for(i=0; i<8; i++)
            datas[i+8]=(ledb[8]&x[i])+(ledb[9]&x[i]);
    }
    else { 
        
        for(i=0; i<8; i++)
            datas[i]=0x00;
    }
        
    TM1638_WriteCOM(0x40);			// 设置地址自增
    
    STB=0;				// 拉低片选线,开始写数据
    TM1638_Write(0xc0);             // 写首地址
    for(i=0; i<LEDnums; i++) { 
              // 写显示数据
        TM1638_Write(datas[i]); 
        TM1638_Write(datas[i+8]);
    }
    for(i=LEDnums; i<8; i++) { 
        
        TM1638_Write(0); 
        TM1638_Write(0); 
    }
    STB=1;				// 拉低片选线,结束写数据
}


//--------------------------------------------------------------------------------//


#endif