HK1621B

Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. LCD 控制驱 动 电 路 概述 HK1621 是用来对 MCU 的 I/O 口进行扩展的外围设备。显示矩阵为 32×4，是一个 128 点阵式存储器 映射多功能 LCD 驱动电路。HK1621 的软件特性使它很适合应用于 LCD 显示，包括 LCD 模块和显示子系 统。在主控制器和 HK1621 之间的接口应用只需要 3 或 4 个端口。Power down 命令可以减少电源损耗。 功能特点 l l l l l l l l l l 工作电压：2.4V～5.2V 片内 256kHz 的 RC 振荡电路 外接 32.768kHz 或 256kHz 的晶振输入 1/2 或 1/3 的偏置，1/2、1/3 或 1/4 的占空比 内部时钟频率 两种蜂鸣器频率可供选择（2kHz/4kHz） Power down 命令减少电源损耗 内部时钟和 WDT 看门狗电路 时钟和 WDT 的溢出输出 有 8 种时钟/WDT 可供选择 l l l l l l l l l 32×4 的 LCD 驱动 32×4 位的显示 RAM 3 端串行接口 内部 LCD 驱动频率 软件设置 数据模式和命令模式指令 R/W 地址自动累加 三种数据访问模式 VLCD 端子是用来调节 LCD 电压的 管脚排列图 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 管脚说明 序号 名称 I/O 9 CS I 10 RD I 11 WR I 12 13 DATA VSS I/O — 15 OSCI I 14 OSCO O 16 17 18 VLCO VDD I — O WRITE 时钟输入端（带上拉电阻）。在 WR 信号的上升沿， DATA 线上的数据被锁存到 HK1621。 串行数据输入/输出端（带上拉电阻） 。 接地端。 OSCI 和 OSCO 端连接到一个 32.768kHz 的晶振用于产生系统 时钟。如果使用外接时钟，则连接到 OSCI 端。但如果选用 片内的 RC 振荡电路，则 OSCI 和 OSCO 端悬空。 LCD 电压输入端 电源电压 时序基准或看门狗时序溢出标志，N 管开漏输出 19，20 21～24 1～8 25～48 BZ , BZ COM0～COM3 SEG7～SEG0 SEG31～SEG8 O O 2kHz 或 4kHz 的蜂鸣频率输出 LCD 公共端输出 O LCD 段输出 IRQ 功能描述 片选信号输入端（带上拉电阻）。当 CS 为逻辑高电平数据和 命令不能读出或写入。串行接口电路复位。但是如果 CS 为逻 辑低电平，控制器与 HK1621 之间可以传输数据和命令。 READ 时钟输入端（带上拉电阻）。RAM 中的数据在 RD 信 号的下降沿被输出到 DATA 线上，主控制器可以在下一个上 升沿锁存这个数据。 功能框图 显示RAM OSCO OSCI CS COM0 控制和时序电路 RD LCD 驱动/发射电路 WR COM3 SEG0 DATA SEG31 VDD VLCD VSS BZ 频率发生器 看门狗时序和 时序基准发生器 IRQ BZ http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 功能说明 显示存储—RAM 结构 静态显示存储器（RAM）结构为 32×4 位，贮存所显示的数据。RAM 的内容直接映射成 LCD 驱动器 的内容。通过读，写和更改读、写的命令把数据存储到 RAM 中。RAM 中的内容映射至 LCD 的过程如下 表所示： COM3 COM2 COM1 COM0 SEG0 0 1 SEG1 SEG2 2 地址 6 位 SEG3 3 （A5，A4┈A0） ┊ ┊ SEG31 31 D3 D2 D1 D0 Data\Addr 系统振荡器 HK1621 的时钟是用来产生时序基准/WDT 的时钟频率、LCD 驱动时钟和蜂鸣频率的。时钟来源于 256kHz 的 RC 振荡器，32.768kHz 的晶振或外接的由 S/W 设置的外部 256kHz 的时钟。系统振荡的设置如 下图所示。当执行完 SYS DIS 命令后，系统时钟停止并且 LCD 偏置发生器也将停止工作。此命令只适用 于片内 RC 振荡或是晶振的时候。一旦系统时钟停止，则 LCD 显示变暗，时序基准/WDT 也将失去功能。 LCD OFF 这条命令是用来关闭 LCD 偏置发生器的。LCD OFF 命令使 LCD 偏置发生器关闭后，执行 SYS DIS 命令减少电源损耗，相当于 Power down 命令一样。但如果外接系统时钟的话， SYS DIS 命令既 不能关闭振荡也不能进入 Power down 模式。晶振可以在 OSI 端口外接一个 32kHz 的频率。在这种情况下， 系统将无法进入 Power down 模式，这就类似于外接一个 256kHz 的时钟。在系统上电工作时，HK1621 就 处于 SYS DIS 状态。 OSCI OSCO 晶振 32.768kHz 外部时钟 256kHz System Clock 1/8 RC振荡 256kHz 系统振荡设置 时钟和看门狗时序（WDT） 时序基准发生器是由一个产生准确时序的 8 级递增计数器组成的。WDT 则是由一个 8 级时基发生器 和一个 2 级递增计数器组成，可以使主控制器或子系统在非正常情况下（未知的或不希望发生的跳转、执 行错误等）停止工作。WDT 暂停，将设置一个 WDT 暂停标志。时序基准发生器的输出和 WDT 暂停标志 的输出可以用命令输出到 IRQ 端。共有 8 种频率可以作为时序基准发生器和 WDT 时钟的来源。频率是根 32kHz ，n 的范围为 0～7。公式中的 32kHz 表示系统的频率是 32.768kHz 据以下公式计算出来的：f WDT = 2n 的晶振，片内振荡（256kHz）或是外接振荡（256kHz） 。 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 如果选择一个片内 256kHz 振荡或是外接 256kHz 振荡作为系统时钟的话，系统时钟被一个 3 级分频器 预置成 32kHz。这样时基发生器和 WDT 就都与命令有关系，当时基发生器和 WDT 使用同一个 8 级计数 器的时候需小心使用与时基发生器和 WDT 相关的命令。例如调用 WDT DIS 命令对时基发生器无效，而 WDT EN 不但适用于时基发生器而且可以激活 WDT 暂停标志输出（WDT 暂停标志连接到 IRQ 端口） 。执 行 TIMER EN 命令后，WDT 就不与 IRQ 端口相连，而时钟输出连接到 IRQ 端口。执行 CLR WDT 命令可 以把 WDT 清零，时基发生器的内容就由 CLR WDT 或是 CLR TIMER 命令清零。CLR WDT 或 CLR TIMER 命令分别相应的在 WDT EN 或 TIMER EN 命令之前执行。在执行 IRQ EN 命令之前应先执行 CLR WDT 或 CLR TIMER 命令。在 WDT 模式转换成为时序基准模式之前必须执行 CLR TIMER 命令。。一旦出现 WDT 暂停模式，IRQ 端将保持逻辑低电平直到执行 CLR WDT 或是 IRQ DIS 命令。IRQ 输出无效后，IRQ 脚将处于悬浮状态。通过执行 IRQ EN 或 IRQ DIS 命令使 IRQ 输出处于有效或无效状态。 IRQ EN 命令 可以使时序基准或 WDT 的暂停标志位输出到 IRQ 端口。时钟和 WDT 的设置如下所示。在片内 RC 振荡 或晶振的情况下，Power down 模式将减少电源损耗直到通过相应的系统命令来打开或关闭振荡。在 Power down 模式下，时序基准/WDT 不起作用。 另一方面，如果选择外接时钟作为系统时钟则 SYS DIS 命令无效，Power down 模式也不会被执行。 在选择外接时钟之后，HK1621 将继续工作直到系统断电或是外接时钟被移走。在系统上电后， IRQ 被禁 止。 Time Bass System Clock f=32kHz TIME/WDT Clock Sources n /2 n=0--7 IRQ TIMER EN/DIS /256 WDT EN/DIS 1 3 2 VDD CLR Timer Q D IRQ EN/DIS WDT /4 CLK R CLR WDT 时序和WDT 设置 蜂鸣器输出 在 HK1621 内部有一个简单的蜂鸣器电路。蜂鸣振荡器可提供一对蜂鸣驱动信号 BZ 和 BZ 产生一个蜂 鸣信号。执行 TONE4k 和 TONE2k 命令可以选择两种蜂鸣输出。TONE 4k 和 TONE 2k 命令设置蜂鸣频率 分别为 4k 和 2k。蜂鸣输出可以通过 TONE ON 或 TONE OFF 命令来打开或关闭。蜂鸣输出端 BZ 和 BZ 是 一对反相驱动输出，用来驱动压电蜂鸣器。 名称 命令代码 功能 0000-1000-X 蜂鸣关闭 关闭蜂鸣输出 010X-XXXX-X 打开蜂鸣输出，蜂鸣频率为 4kHz 4k 蜂鸣 0110-XXXX-X 打开蜂鸣输出，蜂鸣频率为 2kHz 2k 蜂鸣 LCD 驱动 HK1621 是一个 128（32×4）点阵式 LCD 驱动器。通过 S/W 的设置可以驱动 1/2 或 1/3 的偏置，2、3 或 4 个 COM 端的 LCD 显示器，这个特性使得 HK1621 适合于多种 LCD 显示器。LCD 驱动时钟产生于系 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 统时钟，不管系统时钟是来源于 32.768kHz 晶振频率还是片内 RC 振荡器频率或外部频率，LCD 驱动时钟 的频率总是 256Hz。LCD 相应的命令如下表所示。 名称 命令代码 功能 10000000010X LCD OFF 关闭 LCD 输出 10000000011X LCD ON 打开 LCD 输出 c=0：1/2 偏置 c=1：1/3 偏置 BIAS&COM 1000010abXcX ab=00：2 COMS ab=01：3 COMS ab=10：4 COMS 黑体形式的 100 表明是命令模式 ID，如果发送连续命令，命令模式 ID（除第一个命令）将被忽略。 LCD OFF 命令通过中断 LCD 偏置发生器来关闭 LCD 显示，而 LCD ON 命令通过启动 LCD 偏置发生器来 开启 LCD 显示。BIAS 和 COM 命令是与 LCD 显示器相关的命令，通过该命令 HK1621 可驱动许多类型的 LCD 显示器。 命令格式 HK1621 可以通过 S/W 来设置，设置 HK1621 和传送 LCD 显示数据的指令共有两种模式，分别为命令 模式和数据模式。对 HK1621 的设置称作命令模式，其 ID 是 100，由系统设置命令、系统频率选择命令、 LCD 结构命令、蜂鸣频率选择命令和操作命令组成。数据模式包括读、写和读写变换操作。 下表是数据模式 ID 和命令模式 ID： ID 条件 模式 110 读取 数据 101 写入 数据 101 数据 读、写之间的变换 100 命令 命令 模式命令出现在数据和命令传送之前。如出现连续指令，命令模式 ID 100 可以被忽略。当系统工作在 不连续命令或不连续地址数据模式， CS 端应设置为 1，而之前的工作模式将被复位。一旦 CS 端为 0，将 出现一个新的工作模式 ID。 接口 HK1621 共有 4 线需要接口。CS 初始化串行接口电路和在主控制器和 HK1621 之间终接通信端。CS 为 1 时，主控制器和 HK1621 之间数据和命令被禁止和初始化。出现命令模式和模式转换之前，需要一个高 电平脉冲初始化 HK1621 的串行接口。数据线是串行输入/输出线。读写数据或写入命令必须通过数据线。 RD 线是 READ 时钟输入。RAM 中的数据在 RD 信号的下降沿被读出，读出数据将显示在 DATA 线上。 主控制器在 READ 信号上升沿和下一个下降沿之间读出正确数据。 WR 线是 WRITE 时钟输入。数据线上 的数据、地址、命令在 WR 信号上升沿全被读到 HK11621 。 IRQ 线被用作主控制器和 HK1621 之间的接口。 IRQ 脚作为定时器输出或 WDT 溢出标志输出，由 S/W 设定。主控制器通过连接 HK1621 的 IRQ 脚执行时 间基准或 WDT 功能。 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 时序图 读模式（命令代码：110） CS WR RD DATA 1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 存储地址1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 1 1 数据1 存储地址2 数据2 读模式（连续地址读） CS WR RD DATA 1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 存储地址1 数据1 数据2 数据3 D0 数据4 写模式（命令代码：101） CS WR DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 存储地址1 数据1 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 存储地址2 数据2 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 写模式（连续地址写） CS WR DATA 1 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 0 存储地址1 数据2 数据1 数据3 数据4 读、写更改模式（命令代码：101） CS WR RD DATA 1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 存储地址1 数据1 1 0 1 数据1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 存储地址2 数据2 读、写更改模式（连续地址存储） CS WR RD DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 存储地址1 数据1 数据1 数据2 数据2 数据3 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 命令模式（命令代码：100） CS WR DATA 1 0 0 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 命令1 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 命令- - - - 命令i 命令或数据模式 模式（数据和命令模式） CS WR DATA 命令或数据模式 地址和数据 命令或数据模式 地址和数据 命令或数据模式 地址和数据 RD http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 命令表格 名称 READ WRITE READ-MODIFY-WRITE SYS DIS SYS EN LCD OFF LCD ON TIMERS DIS WDT DIS TIMER EN WDT EN TONE OFF TONE ON CLR TIMER CLR WDT XTAL 32k RC 256k EXT 256k ID 110 101 101 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 命令代码 A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3 A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3 A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3 0000-0000-X 0000-0001-X 0000-0010-X 0000-0011-X 0000-0100-X 0000-0101-X 0000-0110-X 0000-0111-X 0000-1000-X 0000-1001-X 0000-11XX-X 0000-111X-X 0001-01XX-X 0001-10XX-X 0001-11XX-X 复位 C C 功能 从 RAM 中读取数据 把数据写入到 RAM 中 从 RAM 中读取和写入数据 关闭系统时钟和 LCD 偏置发生器 打开系统时钟 关闭 LCD 偏置发生器 打开 LCD 偏置发生器 禁止时序基准输出 禁止 WDT 暂停标志输出 允许时序基准输出 允许 WDT 暂停标志输出 关闭蜂鸣输出 打开蜂鸣输出 清空时序基准发生器中的内容 清空 WDT 中的内容 系统时钟，晶振 系统时钟，片内 RC 振荡 外接时钟 LCD 1/2 偏置设置 ab=00：2 COMS ab=01：3 COMS ab=10：4 COMS LCD 1/3 偏置设置 ab=00：2 COMS ab=01：3 COMS ab=10：4 COMS 蜂鸣频率输出：4kHz 蜂鸣频率输出：2kHz BIAS 1/2 100 0010-abX0-X C BIAS 1/3 100 0010-abX1-X C TONE 4k TONE 2k 100 100 010X-XXXX-X 011X-XXXX-X IRQ DIS 100 100X-0XXX-X C 禁止 IRQ 输出 YES IRQ EN 100 100X-1XXX-X C 允许 IRQ 输出 F1 100 101X-X000-X C F2 100 101X-X001-X C F4 100 101X-X010-X C F8 100 101X-X011-X C F16 100 101X-X100-X C F32 100 101X-X101-X C F64 100 101X-X110-X C F128 100 101X-X111-X C TEST NORMAL 100 100 1110-0000-X 1110-0011-X C C D/C D D D C C C C C C C C C C C C C C C 时基/WDT 时钟输出：1Hz WDT 暂停标志：4s 时基/WDT 时钟输出：2Hz WDT 暂停标志：2s 时基/WDT 时钟输出：4Hz WDT 暂停标志：1s 时基/WDT 时钟输出：8Hz WDT 暂停标志：1/2s 时基/WDT 时钟输出：16Hz WDT 暂停标志：1/4s 时基/WDT 时钟输出：32Hz WDT 暂停标志：1/8s 时基/WDT 时钟输出：64Hz WDT 暂停标志：1/16s 时基/WDT 时钟输出：128Hz WDT 暂停标志：1/32s 测试模式 普通模式 YES YES YES YES YES YES 注释：A5～A0：RAM 地址 D3～D0：RAM 数据 D/C：数据/命令模式 http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 极限参数 特 符 号 VDD VIN TSTG TOTG 性 电源电压 输入电压 存贮温度 工作温度 极 限 值 -0.3～5.5 VSS-0.3～VDD+0.3 -50～+125 -25～+75 单 位 V V ℃ ℃ 电参数 直流参数 名称 符号 最小值 典型值 最大值 单位 工作电压 VDD IDD1 工作电流 IDD2 工作电流 IDD3 待机电流 ISTB 输入低电压 VIL 输入高电压 VIH DATA, BZ, BZ , IRQ IOL1 DATA, BZ, BZ IOH1 LCD 公共端灌电流 IOL2 LCD 公共端拉电流 IOH2 LCD SEG 端灌电流 IOL3 LCD SEG 端拉电流 IOH3 上拉电阻 RPH — 150 300 60 120 100 200 0.1 0.3 — — — — 1.2 2.6 -0.8 -1.8 150 250 -120 -200 120 200 -70 -100 80 60 5.2 300 600 120 240 200 400 5 10 0.6 1.0 3.0 5.0 — — — — — — — — — — — — 150 100 V 工作电流 2.4 — — — — — — — — 0 0 2.4 4.0 0.5 1.3 -0.4 -0.9 80 150 -80 -120 60 120 -40 -70 40 30 mA mA mA mA V V mA mA mA mA mA mA kΩ VDD — 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 测试条件 条件 — 无负载/LCD 打开 片内 RC 振荡 无负载/LCD 打开 晶振 无负载/LCD 关闭 外接时钟 无负载 电源关机模式 DATA, WR , CS , RD DATA, WR , CS , RD VOL=0.3V VOL=0.5V VOH=2.7V VOH=4.5V VOL=0.3V VOL=0.5V VOH=2.7V VOH=4.5V VOL=0.3V VOL=0.5V VOH=2.7V VOH=4.5V DATA, WR , CS , RD http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 交流参数 名称 符号 最小值 典型值 最大值 — — — — — — — — — — — — — — — — — — 3.34 6.67 1.67 3.34 256 256 32.768 32.768 256 256 fSYS1/10 24 fSYS2/12 8 fSYS3/10 24 n/ fLCD — — — — 250 — — — — — 150 300 75 150 — — — — — tr，tf — 120 — ns tsu — 120 — ns 数据到 WR ， RD 时宽 的保持时间 th — 120 — ns CS 到 WR ，RD 时宽的 设置时间 tsu1 — 100 — ns CS 到 WR ，RD 时宽的 保持时间 th1 — 100 — ns 系统时钟 fSYS1 系统时钟 fSYS2 系统时钟 fSYS3 — LCD 频率 fLCD1 — — LCD 公共端周期 tCOM 串行数据时钟（ WR 端） FCLK1 串行数据时钟（ RD 端） FCLK2 串行接口复位脉宽 tCS WR , RD 输入脉宽 tCLK 上升/下降时间串行数据 时宽 数据到 WR ， RD 时宽 的设置时间 单位 kHz kHz kHz VDD 3V 5V 3V 5V 3V 5V 晶振 外接时钟 片内 RC 振荡 — — 测试条件 条件 片内 RC 振荡 Hz — 晶振 外接时钟 — sec ns — 3V 5V 3V 5V — ms 3V ms 5V kHz kHz 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V 3V 5V N：公共端个数 占空比周期 50% 占空比周期 50% CS 写模式 读模式 写模式 读模式 — — — — — http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 参考应用线路图 *：此电路仅供参考。 压焊点示意图 芯片面积（带划片槽） ： 1.614*1.57 um2 , 芯片衬底接：VDD http://www.hsxp-hk.com Shenzhen Hangshun Chip Technology Development Co., Ltd. 压焊点坐标： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 名称 SEG7 SEG6 SEG5 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 SEG0 CS RD WR DATA VSS OSCO OSCI VLCD VDD IRQ BZ BZ COM0 COM1 COM2 COM3 X 291.5 197.5 102.5 10 -86 -181.5 -274.5 -369 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -647.5 -682 -511.5 -417.5 -327.5 -238 -149 Y 627 627 627 627 627 627 627 627 588 500 409.5 316 189 101.5 11 -79 -167 -257 -708 -715.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 序号 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 名称 SEG31 SEG30 SEG29 SEG28 SEG27 SEG26 SEG25 SEG24 SEG23 SEG22 SEG21 SEG20 SEG19 SEG18 SEG17 SEG16 SEG15 SEG14 SEG13 SEG12 SEG11 SEG10 SEG9 SEG8 X -59 30.5 119 209 297.5 387.5 477 566 655.5 709 709 709 709 709 709 709 709 709 709 709 709 574.5 480.5 385.5 Y -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -687.5 -540.5 -455 -352 -257.5 -93.5 1 95.5 189.5 285.5 380 474 569 627 627 627 http://www.hsxp-hk.com