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 TM1636 特性描述 TM1636 是一种带键盘扫描接口的 LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有 MCU 数 字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。本产品性能优良，质量可靠。主要应用于电磁炉、 微波炉及小家电产品的显示屏驱动。采用 DIP18 的封装形式。 功能特点 采用功率CMOS 工艺 显示模式（8字段×4 位）,支持共阳数码管输出 键扫描（2×8bit） 辉度调节电路（占空比 8 级可调） 串行接口（CLK，DIO） 振荡方式：内置RC 振荡（450KHz+5%） 内置上电复位电路 内置自动消隐电路 封装形式：DIP18 管脚信息 18 K2 SEG1/KS1 2 17 K1 SEG2/KS2 3 W E I V P O T SEG3/KS3 4 6 3 6 1 M T GND 1 16 CLK 15 DIO SEG4/KS4 5 14 VDD SEG5/KS5 6 13 GRID1 SEG6/KS6 7 12 GRID2 SEG7/KS7 8 11 GRID3 SEG8/KS8 9 10 GRID4 1 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 管脚功能 符号 管脚名称 管脚号 说明 DIO 数据输入/输 出 15 串行数据输入/输出，输入数据在 SLCK 的低电平变化，在 SCLK 的高电平被传输，每传输一个字节芯片内部都将在第 九个时钟产生一个 ACK CLK 时钟输入 16 在上升沿输入/输出数据 K1~K2 键扫数据输入 17-18 输入该脚的数据在显示周期结束后被锁存 SEG1/KS1~SEG8/KS8 输出（段） 2-9 段输出（也用作键扫描），N 管开漏输出 GRID4~GRID1 输出（位） 10-13 VDD 逻辑电源 14 5V±10% GND 逻辑地 1 接系统地 位输出，P 管开漏输出 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。 读键扫数据 键扫矩阵为 8×2bit，如下所示： K S8 K S7 K S6 K S5 K S4 K S3 K S2 K S1 S1 S3 S5 S7 S9 S11 S13 S15 S2 S4 S6 S8 S10 S12 S14 S16 K1 K2 在有按键按下时，读键数据如下： SEG1 SEG2 SEG3 1110_11 0110_11 1010_11 11 11 11 1111_01 0111_01 1011_01 K2 11 11 11 注意：在无按键按下时，读键数据为：1111_1111 K1 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 0010_11 11 0011_01 11 1100_11 11 1101_01 11 0100_11 11 0101_01 11 1000_11 11 1001_01 11 0000_11 11 0001_01 11 2 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 显示寄存器地址和显示模式 该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1636的数据，地址00H-03H共4个字节单元，分别与 芯片SGE和GRID管脚所接的LED灯对应，分配如下图： 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。 6 G E S 5 G E S 4 G E S 3 G E S 2 G E S B2 7 G E S 1 G E S B0 B1 SEG8 xxHL（低四位） xxHU(高四位) B3 B4 B5 B6 00HL 00HU 01HL 01HU 02HL 02HU 03HL 03HU B7 GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 接口说明 微处理器的数据通过两线总线接口和 TM1636 通信，在输入数据时当 CLK 是高电平时，DIO 上的信号 必须保持不变；只有 CLK 上的时钟信号为低电平时，DIO 上的信号才能改变。数据输入的开始条件是 CLK 为高电平时，DIO 由高变低；结束条件是 CLK 为高时，DIO 由低电平变为高电平。 TM1636 的数据传输带有应答信号 ACK，当传输数据正确时，会在第八个时钟的下降沿，芯片内部会 产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低，在第九个时钟结束之后释放 DIO 口线。 1、指令数据传输过程如下图（读按键数据时序） 1 CLK 2 DIO STAR 3 4 5 6 command 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 S0 S1 S2 K1 K2 ACK低电平 芯片自动拉低 8 9 ACK低电平 芯片自动拉低 END Command：读按键指令；S0、S1、S2、K1、K2 组成按键信息编码，S0、S1、S2 为 SEG 的编码， K1、K2 为 K1 和 K2 键的编码。 2、写 SRAM 数据地址自动加 1 模式 stop stop CLK DIO Command1 start Command2 ACK start Command1：设置数据 Command2：设置地址 Data1~N：传输显示数据 Command3：控制显示 ACK Data1 DataN ACK Command3 ACK start ACK stop 3 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 3、写 SRAM 数据固定地址模式 stop stop stop CLK DIO Command1 start Command2 ACK start Data1 ACK Command2 ACK stop Command1：设置数据 Command2：设置地址 Data1~N：传输显示数据 Command3：控制显示 DataN ACK start Command3 start ACK ACK 数据指令 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DIO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 0 1 1 1 0 1 指令 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、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 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 1 0 0 无关项，填 0 1 0 0 1 1 说明 数据读写模式设置 写数据到显示寄存器 读键扫数据 自动地址增加 地址增加模式设置 1 0 功能 固定地址 普通模式 测试模式设置（内 部使用） 测试模式 2、地址命令设设置 MSB LSB B7 B6 1 1 1 1 1 1 1 1 B5 B4 无关项，填 0 B3 B2 B1 B0 显示地址 0 0 0 0 00H 0 0 0 1 01H 0 0 1 0 02H 0 0 1 1 03H 4 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 该指令用来设置显示寄存器的地址；如果地址设为C4H 或更高，数据被忽略，直到有效地址被设定； 上电时，地址默认设为00H。 3、显示控制 MSB LSB B7 B6 1 B5 B4 B3 B2 B1 B0 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 1 0 0 1 0 1 无关项，填 0 功能 消光数量设置 显示开关设置 说明 设置脉冲宽度为 11/16 显示关 显示开 显示和键扫周期 5 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 程序流程图 采用地址自动加一模式的程序流程图： 开始 初始化 发送写显存的数据命令 设置起始地址 连续传送多个字 发送显示控制命令 发送读按键命令 读按键数据并存储到MCU寄存器 YES 有键按下？ 按键处理程序 NO 结束 6 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 采用固定地址的程序设计流程图： 开始 初始化 发送写显存的数据命令 设置显存地址 传送1Byte数据 NO 送完数据？ 发送显示控制命令 发送读按键命令 读按键数据并存储到MCU寄存器 YES 有键按下？ 按键处理程序 NO 结束 7 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 参考程序 /* *版权信息： 深圳天微电子 *文件名： TM1636 *单片机型号： AT89S52 *开发环境： Keil uVision3 *晶震频率： 11.0592M *程序功能： 把 TM1636 所有显示寄存器地址全部写满数据 0xff，并开显示，然后再读按键值。 */ #include<reg52.h> #include<intrins.h> //定义端口 sbit clk = P1^2; sbit dio = P1^1; ///======================================= void Delay_us(unsigned int i) //nus 延时 { for(;i>0;i--) _nop_(); } ///====================================== void I2CStart(void) //1636 开始 { clk = 1; dio = 1; Delay_us(2); dio = 0; } ///============================================= void I2Cask(void) //1636 应答 { clk = 0; Delay_us(5); //在第八个时钟下降沿之后延时 5us，开始判断 ACK 信号 while(dio); clk = 1; Delay_us(2); clk=0; } ///======================================== void I2CStop(void) // 1636 停止 8 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 { clk = 0; Delay_us(2); dio = 0; Delay_us(2); clk = 1; Delay_us(2); dio = 1; } ///========================================= void I2CWrByte(unsigned char oneByte) //写一个字节 { unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { clk = 0; if(oneByte&0x01) //低位在前 { dio = 1; } else { dio = 0; } Delay_us(3); oneByte=oneByte>>1; clk=1; Delay_us(3); } } ///------------------------------------------------unsigned char ScanKey(void) { unsigned char rekey,rkey,i; I2CStart(); I2CWrByte(0x42); I2Cask(); dio=1; for(i=0;i<8;i++) { clk=0; rekey=rekey>>1; Delay_us(30); //读按键 //读按键命令 // 在读按键前拉高数据线 //从低位开始读 9 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 clk=1; if(dio) { rekey=rekey|0x80; } else { rekey=rekey|0x00; } Delay_us(30); } I2Cask(); I2CStop(); return (rekey); } ///================================================ void SmgDisplay(void) //写显示寄存器 { unsigned char i; I2CStart(); I2CWrByte(0x40); // 40H 地址自动加 1 模式,44H 固定地址模式,本程序采 用自加 1 模式 I2Cask(); I2CStop(); I2CStart(); I2CWrByte(0xc0); //设置首地址， I2Cask(); for(i=0;i<4;i++) { I2CWrByte(0xff); I2Cask(); //地址自加，不必每次都写地址 //送数据 } I2CStop(); I2CStart(); I2CWrByte(0x8f); I2Cask(); I2CStop(); //开显示 ，最大亮度 } ///============================================== 10 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 void init() { //初始化略 } TM1636 //初始化子程序 ///============================================== void main(void) { unsigned char keydate; init()； //初始化 SmgDisplay(); //写寄存器并开显示 while(1) { keydate=Scankey(); //读按键值 ，读出的按键值不作处理。 } } //===========end================================== 11 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 硬件连接图 电路图中所接数码管为共阳数码管 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 a b c f d ee f g dp SEG1 SEG2 SEG3 GRID1 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 DPY a g d b c dp a b c f d ee f g dp DPY a g b c d dp SEG1 SEG2 SEG3 GRID2 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 a b c f d ee f g dp SEG1 SEG2 SEG3 GRID3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 DPY a g d b c dp a b c f d ee f g dp DPY a g b GRID4 c d dp VCC + C3 104 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 C 100UF GND SEG1/KS1 SEG2/KS2 SEG3/KS3 SEG4/KS4 SEG5/KS5 SEG6/KS6 SEG7/KS7 SEG8/KS8 K2 K1 CLK DIO VDD GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 16 15 16 15 14 13 12 11 10 K2 K1 C2 C1 101 101 CLK DIO R1 10K GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 R2 10K VCC SE G8 SE G7 SE G6 SE G5 SE G4 SE G3 SE G2 SE G1 TM1636 S1 S3 S5 S7 S9 S11 S13 S15 S2 S4 S6 S8 S10 S12 S14 S16 K1 K2 12 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 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 ～ +85 ℃ 储存温度 Tstg -65 ～+150 ℃ 2、正常工作范围（Ta = -40～+85℃，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 = -40～+85℃，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 Seg1~Seg11， Vo = vdd-2V Ioh2 -20 -30 -50 mA Seg1~Seg11， Vo = vdd-3V 低电平输出电流 IOL1 80 140 - mA DIG1~DIG4 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 高电平输出电流 13 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 输出下拉电阻 RL 10 输入电流 II - - 高电平输入电压 VIH 0.7 VDD - 低电平输入电压 VIL - - 滞后电压 VH - 动态电流损耗 IDDdyn - TM1636 KΩ K1~K2 μA VI = VDD / VSS V CLK，DIN 0.3 VDD V CLK，DIN 0.35 - V CLK，DIN - 5 mA 无负载，显示关 ±1 4、开关特性（Ta = -40～+85℃，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 - 450 - KHz tPLZ - - 300 ns CLK → DIO 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 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 - 14 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 时序特性（Ta = -40 ～+85℃，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 - 等待时间 tWAIT 1 - - μs CLK↑→CLK↓ 15 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 IC封装示意图 DIP18 16 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2 LED 驱动控制专用电路 TM1636 修改说明 版本 V1.0 修改日期 2010-05-06 V1.1 2012-08-16 V1.2 2012-09-27 修改说明 初版发行 1、修改排版格式 2、添加参考例程 3、修改关于 ACK 信号的描述 增加 TM1636 显示寄存器地址说明 17 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.2