深圳市天微电子有限公司 地址：深圳市南山区高新技术产业园北区紫光信息港A栋10层 原厂销售总部：手机18682063283 QQ：709072958 E-mail: [email protected] LED 驱动控制专用电路 TM1616 特性描述 TM1616是LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、 LED 高压驱动等电路。本产品性能优良，质量可靠。主要应用于VCR、VCD、DVD 及家庭影院等产品的 显示屏驱动。采用SOP16和DIP16的封装形式。 特性说明 采用功率CMOS 工艺 显示模式（7 段×4 位） 辉灰度调节电路（占空比8级可调） 串行接口（CLK，STB，DIN） 振荡方式：内置RC 振荡（450KHz+5%） 内置上电复位电路 封装形式：SOP16、DIP16 管脚定义 1 2 3 4 5 6 7 8 DIN CLK STB VDD SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 GRID1 GRID2 GND GRID3 GRID4 SEG7 SEG6 SEG5 16 15 14 13 12 11 10 9 图（1） 1 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 管脚功能 符号 管脚名称 说明 DIN 数据输入 STB 片选 CLK 时钟输入 SEG1～SEG7 输出（段） 段输出（也用作键扫描）,p管开漏输出 GRID1～ GRID4 输出（位） 位输出，N管开漏输出 VDD 逻辑电源 5V±10% GND 逻辑地 接系统地 在时钟上升沿输入串行数据，从低位开始 在上升或下降沿初始化串行接口，随后等待接收指令。STB 为 低后的第一个字节作为指令，当处理指令时，当前其它处理被 终止。当STB 为高时，CLK 被忽略 在上升沿读取串行数据，下降沿输出数据 在干燥季节或者干燥使用环境内，容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，天微电子建议采取 一切适当的集成电路预防处理措施，如果不正当的操作和焊接，可能会造成ESD损坏或者性能下降， 芯片无法正 常工作。 显示寄存器地址和显示模式 写LED显示数据的时候，按照从显示地址从低位到高位，从数据字节的低位到高位操作。 该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1616 的数据，地址分配如下： 5 G E S 4 G E S 3 G E S 2 G E S 1 G E S B1 B2 6 G E S B0 7 G E S xxHL（低四位） X xxHU(高四位) B3 B4 B5 B6 00HL 00HU 02HL 02HU 04HL 04HU 06HL 06HU B7 GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 2 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 指令说明 指令用来设置显示模式和LED 驱动器的状态。 在STB下降沿后由DIN输入的第一个字节作为一条指令。经过译码，取最高B7、B6两位比特位以区别不 同的指令。 B7 B6 指令 0 0 1 1 0 1 0 1 显示模式设置 数据命令设置 显示控制命令设置 地址命令设置 如果在指令或数据传输时STB被置为高电平，串行通讯被初始化，并且正在传送的指令或数据无效（之 前传送的指令或数据保持有效）。 1、显示模式设置 MSB LSB B7 B6 0 0 B5 B4 B3 B2 无关项，填 0 B1 B0 显示模式 0 0 4位7段 该指令用来设置选择段和位的个数，虽然 TM1616 没有段位复用脚，但是写程序时需要写模式命令； 当指令执行时，显示被强制关闭。要送显示控制命令开显示，原先显示的数据内容不会被改变，但当相同 模式被设置时，则上述情况并不发生。上电时，默认设置模式为 7 位 11 段。 2、数据命令设置 该指令用来设置数据写和读，B1和B0位不允许设置01或11。 MSB LSB B7 B6 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 B5 B4 无关项，填 0 B3 B2 B1 B0 功能 说明 0 0 数据读写模式设置 写数据到显示寄存器 0 自动地址增加 地址增加模式设置 1 0 固定地址 普通模式 测试模式设置（内 部使用） 1 测试模式 3、地址命令设设置 MSB B7 LSB B6 1 1 1 1 1 1 1 1 B5 B4 无关项，填 0 B3 B2 B1 B0 显存地址 0 0 0 0 00H 0 0 1 0 02H 0 1 0 0 04H 0 1 1 0 06H 3 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 该指令用来设置显示寄存器的地址。 TM1616内部有14个显存地址00H-0DH，实际用到的只有00H，02H,04H,06H，如果使用地址自动加1 模式，其他地址可写0 ,地址设为0EH 或更高，数据被忽略，直到有效地址被设定。 上电时，首地址默认设为00H。 4、显示控制 MSB B7 LSB B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 功能 说明 1 0 0 0 0 设置脉冲宽度为 1/16 1 0 0 0 1 设置脉冲宽度为 2/16 1 0 0 1 0 设置脉冲宽度为 4/16 1 0 0 1 1 设置脉冲宽度为 10/16 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 设置脉冲宽度为 12/16 1 0 1 1 0 设置脉冲宽度为 13/16 1 0 1 1 1 设置脉冲宽度为 14/16 无关项，填 0 1 0 0 1 0 1 消光数量设置 设置脉冲宽度为 11/16 显示关 显示开关设置 显示开 串行数据传输格式 STB为低电平时，芯片在接收1个BIT时都在时钟的上升沿操作。 1、数据接收（写数据）时序图 CLK 1 2 3 4 5 6 7 8 DIN B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 STB 图（2） 4 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 显示 1、显示 驱动共阴数码管 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 1 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 1 1 GRID1 1 1 1 A DPY a B C f g b D c Ee d F [LEDgn] G GRID1 1 图（3） 图3给出共阴数码管的连接示意图，如果让该数码管显示“0”，那你需要在GRID1为低电平的时候让 SEG1，SEG2，SEG3，SEG4，SEG5，SEG6为高电平，SEG7为低电平， 查看显存地址表格，只需在00H地址单元里面写数据3FH就可以让数码管显示“0”。 SEG7 SEG6 SEG5 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 0 0 1 1 1 1 1 1 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 显存地址 00H 应用时串行数据的传输 1、地址增加模式 使用地址自动加1模式，设置地址实际上是设置传送的数据流存放的起始地址。起始地址命令字发送完 毕，“STB”不需要置高紧跟着传数据，传送完数据才将“STB”置高，内部有14个显存地址00H-0DH，实 际用到的只有00H，02H,04H,06H，如果使用地址自动加1模式，其他地址可写0 ,地址设为0EH 或更高，数 据被忽略。 CLK DIO Command1 Command2 Command3 Data1 Data2 ``````` Data n Command4 STB Command1: 设置显示模式 Command2: 设置数据命令 Command3: 设置显示地址 Data1～ Datan: 传输显示数据至Command3地址和后面的地址内 Command4: 显示控制命令 5 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 2、固定地址模式 使用固定地址模式，设置地址其实际上是设置需要传送数据存放的地址。地址发送完毕，“STB”不需 要置高，紧跟着传1BYTE数据，数据传送完毕才将“STB”置高。然后重新设置第2个数据需要存放的地址， 再传送1BYTE数据，数据传送完才将”STB”置高，依此类推。 CLK DIO Command1 Command2 Command3 Data1 Command4 Data2 ``````` Command5 STB Command1: 设置显示模式 Command2: 设置数据命令 Command3: 设置显示地址1 Data1: 传输显示数据1至Command3地址内 Command4: 设置显示地址2 Data2: 传输显示数据2至Command4地址内 Command5: 显示控制命令 6 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 3、程序设计流程图 采用地址自动加1的程序设计流程图 开始 传送数据 初始化 NO 14 字节数据 传送完毕？ 设置显示模式 YES 设置写显存的数据 命令，采用地址自动 加 1 模式（40H） 传显示控制命令设 置，最高亮度（8FH） 设置起始地址 （0C0H） 结束 7 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 采用固定地址的程序设计流程图 开始 重新设置显 存地址 初始化 传送一字节数 据 设置显示模式 传完所有数据 设置写显存的数据 命令，采用固定地址 模式（44H） 传显示控制命令设置，最 高亮度（8FH） 设置一个显存地 址 传送一字节数 据 结束 8 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 应用电路 TM1616驱动共阴数码屏接线电路图 LED1 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 LED2 A DPY a B C f g b D c Ee d F [LEDgn] G GRID1 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 A DPY a B C f g b D c Ee d F [LEDgn] G LED3 GRID2 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 LED4 A DPY a B C f g b D c Ee d F [LEDgn] G SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 GRID3 A DPY a B C f g b D c Ee d F [LEDgn] G GRID4 VCC R1 VCC C10 104 注：渡波电容与 芯片 VDD GND之间回路尽 量短 . C11 100UF 10K R2 10K R3 DIN CLK STB IC1 10K C1 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 C2 101 C3 101 DIN CLK STB VDD SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 GRID1 GRID2 GND GRID3 GRID4 SEG7 SEG6 SEG5 GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 SEG7 SEG6 SEG5 TM1616 101 ▲注意：1、VDD、GND之间滤波电容在PCB板布线应尽量靠近TM1616芯片放置，加强滤波效果。 2、连接在DIN、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TM1616供电应选用5V。 电气参数 1、极限参数（Ta = 25℃, Vss = 0 V） 参数 符号 范围 单位 逻辑电源电压 VDD -0.5 ～+7.0 V 逻辑输入电压 VI1 -0.5 ～ VDD + 0.5 V LED SEG 驱动输出电流 IO1 -50 mA LED GRID 驱动输出电流 IO2 +200 mA 功率损耗 PD 400 mW 工作温度 Topt -40 ～ +80 ℃ 储存温度 Tstg -65 ～+150 ℃ 9 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 2、正常工作范围（Ta = -20 ～ +70℃，Vss = 0 V） 参数 符号 最小 典型 逻辑电源电压 VDD 高电平输入电压 VIH 0.7 VDD - 低电平输入电压 VIL 0 - 最大 单位 测试条件 V - VDD V - 0.3 VDD V - 5 3、电气特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V， Vss = 0 V） 参数 符号 最小 典型 最大 单位 测试条件 Ioh1 20 25 40 mA Vo = vdd-2V Ioh2 20 30 50 mA GRID引脚低电平输入 电流 IOL1 -80 -140 - mA Vo=0.3V 低电平输出电流 Idout 4 - - mA VO = 0.4V，dout 高电平输出电流容许量 Itolsg - - 5 % VO = VDD – 3V， Seg1～Seg11 输出下拉电阻 RL KΩ K1~K3 输入电流 II - - μA VI = VDD / VSS 高电平输入电压 VIH 0.7 VDD - V CLK，DIN，STB 低电平输入电压 VIL - - 0.3 VDD V CLK，DIN，STB 滞后电压 VH - 0.35 - V CLK，DIN，STB 动态电流损耗 IDDdyn - - 5 mA 无负载，显示关 SEG引脚高电平输出电 流 10 ±1 Vo = vdd-3V 10 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 4、开关特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V） 参数 符号 最小 典型 最大 单位 测试条件 振荡频率 fosc - 500 - KHz R = 16.5 KΩ tPLZ - - 300 ns CLK → DIN tPZL - - 100 ns CL = 15pF, RL = 10K Ω TTZH 1 - - 2 μs 传输延迟时间 Seg1～Seg11 CL = 300p F 上升时间 Grid1～Grid4 Seg12/Grid7～ Seg14/Grid5 TTZH 2 - - 0.5 μs 下降时间 TTHZ - - 120 μs CL = 300pF，Segn， Gridn 最大时钟频率 Fmax 1 - - MHz 占空比50% 输入电容 CI - - 15 pF - 5、时序特性（Ta = -20 ～ +70℃，VDD = 4.5 ～ 5.5 V） 参数 符号 最小 典型 最大 单位 测试条件 时钟脉冲宽度 PWCLK 400 - - ns - 选通脉冲宽度 PWSTB 1 - - μs - 数据建立时间 tSETUP 100 - - ns - 数据保持时间 tHOLD 100 - - ns - CLK →STB 时间 tCLK STB 1 - - μs CLK↑→STB↑ 等待时间 tWAIT 1 - - μs CLK↑→CLK↓ 11 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 时序波形图 12 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 IC 封装示意图 1、SOP16 13 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 2、DIP16 14 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1 LED 驱动控制专用电路 TM1616 修订历史 版本 发行日期 修订简介 V1.0 Ver1.1 2010-05-25 2012-08-07 初版发行 1、修改排版格式 2、增加 DIP16 封装图 15 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics Ver1.1