TM1640

LED 驱动控制专用电路 TM1640 一、概述 TM1640 是一种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 驱动等电路。本产品性能优良，质量可靠。主要应用于电子产品LED显示屏驱动。采用SOP28、SSOP28 的封装形式。 二、特性说明        采用CMOS工艺 显示模式（8 段×16 位） 辉度调节电路（占空比 8 级可调） 两线串行接口（SCLK，DIN） 振荡方式：内置RC振荡 内置上电复位电路 封装形式：SOP28、SSOP28、QFN32 三、管脚定义 GRID12 1 28 GRID11 GRID13 2 27 GRID10 GRID14 3 26 GRID9 GRID15 4 25 GRID8 GRID16 5 24 GRID7 VSS 6 TM1640 23 GRID6 DIN 7 TOP VIEW 22 GRID5 SCLK 8 SEG1 21 GRID4 9 20 GRID3 SEG2 10 19 GRID2 SEG3 11 18 GRID1 SEG4 12 17 VDD SEG5 13 16 SEG8 SEG6 14 15 SEG7 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -1- 25 IAMP1L 26 OMICL 27 MICVNL 28 MICL 29 MICS 30 IOUT 31 MICR TM1640 GRID5 GRID6 GRID7 GRID8 GRID9 GRID10 GRID11 NC 32 MICVNR LED 驱动控制专用电路 GRID12 OLINL 1 24 OAMP1L NC GRID13 LINL 2 23 BPR GRID4 22 HAMPR GRID3 21 MIXR GRID2 20 MIXL GRID1 19 HAMPL VDD 18 BPL SEG8 17 VDD SEG7 GRID14 LINSDA 3 Top View LINSCL 4 GRID15 TM1640 TM2317 GRID16 LINR 5 CP 16 GND 15 AGND NC SEG6 SEG5 V1.60 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 SCLK ©Titan Micro Electronics CN 14 8 VNEG 13 ANC_SDA NC 33 VNEG OAMP1R 12 7 IAMP1R 11 MODE_SCL DIN OMICR 10 6 9 OLINR VSS www.titanmec.com -2- LED 驱动控制专用电路 TM1640 四、管脚功能定义 符号 管脚名称 管脚号 说明 DIN 数据输入 7 串行数据输入，输入数据在 SCLK 的低电平变化，在 SCLK 的高电平被传输。 SCLK 时钟输入 8 在上升沿输入数据 SEG1~SEG8 输出（段） 9-16 段输出，P 管开漏输出 GRID1~GRID11 GRID12~GRID16 输出（位） 18-28 1-5 位输出，N 管开漏输出 VDD 逻辑电源 17 接电源正 VSS 逻辑地 6 接系统地 五、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 SEG 脚驱动拉电流（VDD = 4.5 ～ 5.5 V、Vo = 0V） IO1 90 mA GRID脚驱动灌电流 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 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -3- LED 驱动控制专用电路 TM1640 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 45 55 65 mA SEG1~SEG8， Vo = Vdd-2V Ioh2 60 70 80 mA SEG1~SEG8， Vo = Vdd-3V GRID脚驱动灌电流 IOL1 80 140 - mA GRID1~GRID16， Vo=0.3V 输入电流 II - - ±1 μA VI = VDD / VSS 高电平输入电压 VIH 0.7 VDD - V SCLK，DIN 低电平输入电压 VIL - - 0.3 VDD V SCLK，DIN 滞后电压 VH - 0.35 - V SCLK，DIN 动态电流损耗 IDDdyn - - 5 mA 无负载，显示关 SEG脚驱动拉电流 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 振荡频率 fosc - 450 - KHz tPLZ - - 300 ns CLK → DIN tPZL - - 100 ns CL = 15pF, RL = 10K Ω 上升时间 TTZH 1 - - 2 μs CL = 300p F 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 - 传输延迟时间 ©Titan Micro Electronics V1.60 测试条件 SEG1~SEG8 www.titanmec.com -4- LED 驱动控制专用电路 TM1640 5、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↓ 六、接口说明 微处理器的数据通过两线总线接口和 TM1640 通信，在输入数据时当 CLK 是高电平时，DIN 上的信号必 须保持不变；只有 CLK 上的时钟信号为低电平时，DIN 上的信号才能改变。数据的输入总是低位在前,高位 在后传输.数据输入的开始条件是 CLK 为高电平时，DIN 由高变低；结束条件是 CLK 为高时，DIN 由低电平 变为高电平。 指令数据传输过程如下图： SCLK DIN bit0 bit1 bit2 bit3 bit4 bit5 bit6 bit7 End Start 指令数据传输格式 （1）写 SRAM 数据地址自动加 1 模式： Co mmand1 start Co mmand2 data1 end start dataN Co mmand3 end start end 自动地址写数据格式 Command1:设置数据 Command2:设置地址 data1~N:传输显示数据（最多 16 字节，不能多写） Command3:控制显示 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -5- LED 驱动控制专用电路 TM1640 （2）写 SRAM 数据固定地址模式： 固定地址写数据格式 Command1:设置数据 Command2:设置地址 data1:传输显示数据 CommandN:设置地址 dataN:传输显示数据（最多 16 字节，不能多写） Command3:控制显示 七、数据指令 指令用来设置显示模式和LED 驱动器的状态。 在指令START有效后由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 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 指令设置分类 如果在指令或数据传输时出现END有效，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 B7 B6 B5 B4 0 1 0 地址自动加 1 0 1 1 固定地址 0 1 0 1 无关项，填 0 B3 B2 B1 B0 无关项，填 0 0 说明 普能模式 测试模式 (内部使用) 1 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -6- LED 驱动控制专用电路 TM1640 （2）地址命令设置 B7 B6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 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 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 C0H C1H C2H C3H C4H C5H C6H C7H C8H C9H CAH CBH CCH CDH CEH CFH 显示地址命令设置 上电时，地址默认设为C0H。 显示数据与芯片管脚以及显示地址之间的对应关系如下表所示： SEG8 SEG7 SEG6 SEG5 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 显存地址 C0H 显存地址 C1H 显存地址 C2H 显存地址 C3H 显存地址 C4H 显存地址 C5H 显存地址 C6H 显存地址 C7H 显存地址 C8H 显存地址 C9H 显存地址 CAH 显存地址 CBH 显存地址 CCH 显存地址 CDH 显存地址 CEH 显存地址 CFH GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 GRID5 GRID6 GRID7 GRID8 GRID9 GRID10 GRID11 GRID12 GRID13 GRID14 GRID15 GRID16 显示数据、地址、芯片管脚之间的对应关系 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -7- LED 驱动控制专用电路 TM1640 ▲注意：芯片显示寄存器在上电瞬间其内部保存的值可能是随机不确定的,此时客户直接发送开屏命 令, 将有可能出现显示乱码。所以我司建议客户对显示寄存器进行一次上电清零操作,即上电后向16 位显存地址 （C0H-CDH）中全部写入数据0x00。 （3）显示控制命令 MSB LSB B7 B6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 B5 B4 B3 B2 B1 B0 无关项， 填0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 X X 0 0 1 1 0 0 1 1 X X 0 1 0 1 0 1 0 1 X X 功能 消光数量设置 (亮度设置) 显示开关设置 说明 设置脉冲宽度为 1/16 设置脉冲宽度为 2/16 设置脉冲宽度为 4/16 设置脉冲宽度为 10/16 设置脉冲宽度为 11/16 设置脉冲宽度为 12/16 设置脉冲宽度为 13/16 设置脉冲宽度为 14/16 显示关 显示开 显示模式控制指令 ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -8- LED 驱动控制专用电路 TM1640 八、硬件连接图 TM1640 驱动共阴极数码管硬件电路图： ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -9- LED 驱动控制专用电路 TM1640 TM1640 驱动共阳极数码管硬件电路图： ▲注意：1、TM1640 的 VDD、VSS 之间必须接电容，推荐参数为 100uF 和 104 电容，且在 PCB 板布线应尽量 靠近 TM1640 芯片放置,从 VCC、VSS 和电容组成的回路长度不能超过 3CM,加强滤波效果； 2、连接在 DIO、SCLK 通讯口上下拉两个 100pF 电容可以降低对通讯口的干扰； 3、如果数码管的导通压降压约为 3V（蓝光）,则 TM1640 供电应选用 5V； 4、芯片工作在如电磁炉等较强干扰环境下时，建议适当降低 TM1640 与 MCU 通信频率，可在通信 口上串电阻，建议大小在 100-200Ω ©Titan Micro Electronics V1.60 www.titanmec.com -10- LED 驱动控制专用电路 TM1640 九、IC 封装尺寸 SOP28 封装尺寸： (Φ1.50) LP TL FT BW BW TL BL LW Detail "X" Detail "X" BT SO TH BL *Mold Option FL LL *Mold Option θ Dimensions Item BL BW TL LW LP FT BT SO TH LL FL Θ 表示 总长 胶体宽度 跨度 脚宽 脚间距 脚厚 胶体厚度 站高 胶体高度 单边长 脚长 脚角度 mm mm mm mm mm mm mm mm 1.270 TYP 0.300 (0.250) 0.200 2.44 (2.34) 2.24 0.250 (0.150) 0.100 2.590 Max. 1.50 (1.40) 1.30 0.90 (0.80) 0.70 Unit mm mm mm Spec 18.03 (17.93) 17.83 7.62 (7.52) 7.42 10.56 (10.37) 10.21 0.406 TYP ©Titan Micro Electronics V1.60 8 (4) 0 www.titanmec.com -11- LED 驱动控制专用电路 TM1640 SSOP28 封装尺寸: BW BW (0.40) TL (Φ0.80) TL Detail "X" BL (0.40) LP LW FT Detail "X" BT SO TH BL *Mold Option FL LL *Mold Option θ Dimensions Item BL BW TL LW LP FT BT SO TH LL FL Θ 表示 总长 胶体宽度 跨度 脚宽 脚间距 脚厚 胶体厚度 站高 胶体高度 单边长 脚长 脚角度 Unit mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Spec 10.00 (9.90) 9.80 4.00 (3.90) 3.80 6.20 (6.00) 5.80 0.254 TYP 0.635 TYP 0.250 (0.200) 0.150 1.55 (1.45) 1.25 0.200 (0.150) 0.100 1.650 Max. 1.20 (1.10) 1.00 0.80 (0.60) 0.45 ©Titan Micro Electronics V1.60 8 (4) 0 www.titanmec.com -12- LED 驱动控制专用电路 TM1640 QFN32 封装尺寸: c2 L K c1 D LASER MARK PIN 1 I.D. E2 E PIN 1 I.D. R D2 TOP VIEW b e BOTTOM VIEW 0.08 SIDE VIEW A3 A1 A A2 DETAIL A DETAIL A 单位:毫米 符号 最小值 最大值 A 0.70 0.80 A1 0 0.05 A2 0.50 0.60 A3 0.20(REF) b 0.20 0.30 D 4.9 5.1 E 4.9 5.1 D2 3.1 3.3 E2 3.1 3.3 e L 0.50(BSC) 0.35 0.45 All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正,恕不另行通知。) ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.60 -13-