TM1637

LED 驱动控制专用电路 TM1637 一、概述 TM1637 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DIP/SOP20的封装形式。 二、功能特点 ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ 采用功率CMOS 工艺 显示模式（8 段×6 位）,支持共阳数码管输出 键扫描（8×2bit），增强型抗干扰按键识别电路 辉度调节电路（占空比 8 级可调） 两线串行接口（CLK，DIO） 振荡方式：内置RC 振荡 内置上电复位电路 内置自动消隐电路 封装形式：DIP20/SOP20 三、管脚定义 GND 1 20 K2 SEG1/KS1 2 19 K1 SEG2/KS2 3 18 CLK SEG3/KS3 4 17 DIO SEG4/KS4 5 16 VDD SEG5/KS5 6 15 GRID1 SEG6/KS6 7 14 GRID2 SEG7/KS7 8 13 GRID3 SEG8/KS8 9 12 GRID4 10 11 GRID5 GRID6 1 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 四、管脚功能 符号 管脚名称 管脚号 说明 DIO 数据输入/输 出 17 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 片内部都将在第八个时钟下降沿产生一个 ACK CLK 时钟输入 18 在上升沿输入/输出数据 SG1~SG8 键扫数据输 入 输出（段） GRID6~GRID1 输出（位） 10-15 VDD 逻辑电源 16 接电源正 GND 逻辑地 1 接系统地 K1~K2 19-20 2-9 输入该脚的数据在显示周期结束后被锁存 段输出（也用作键扫描） ，N 管开漏输出 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。 五、读键扫数据 SG4 SG3 SG1 SG2 键扫矩阵为 8×2bit，如下所示： S1 S5 S9 S13 S2 S6 S10 S14 S3 S7 S11 S15 S4 S8 S12 S16 K1 SG8 SG7 SG5 SG6 K2 在有按键按下时，读键数据如下： SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 K1 1110_1111 0110_1111 1010_1111 0010_1111 1100_1111 0100_1111 1000_1111 0000_1111 K2 1111_0111 0111_0111 1011_0111 0011_0111 1101_0111 0101_0111 1001_0111 0001_0111 2 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 ▲注意：在无按键按下时，读键数据为：1111_1111，低位在前，高位在后。由于在电磁炉等厨房电器应用 中，由于干扰较强，为改善这个问题，TM1637 采用负沿触发方式解决误触发现象，即所谓“跳键”现象， TM1637 不支持组合按键。 六、显示寄存器地址 该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1637 的数据，地址00H-05H共6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。 B1 B2 SEG8 B0 SEG7 SEG6 SEG5 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 xxHL（低四位） xxHU(高四位) B3 B4 B5 00HL 01HL 02HL 03HL 04HL 05HL B6 B7 00HU 01HU 02HU 03HU 04HU 05HU GRID1 GRID2 GRID3 GRID4 GRID5 GRID6 七、接口说明 微处理器的数据通过两线总线接口和 TM1637 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。 TM1637 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） CLK 1 DIO STAR 2 3 4 5 command 6 7 8 9 1 2 3 4 5 S0 S1 S2 K1 K2 ACK低电平 芯片自动拉低 6 7 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 SGn 的编码，K1、K2 为 K1 和 K2 键的编码，读按键时，时钟频率应小于 250K，先读低位，后读高位。 3 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 2、写 SRAM 数据地址自动加 1 模式 stop CLK DIO Command1 start Command2 ACK start Data1 ACK DataN ACK Command3 ACK start stop ACK Command1：设置数据 Command2：设置地址 Data1~N：传输显示数据 Command3：控制显示 3、写 SRAM 数据固定地址模式 stop stop CLK DIO Command1 start ACK Command2 start Data1 ACK Command2 ACK stop start DataN ACK Command3 ACK start 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 八、数据指令 指令用来设置显示模式和LED 驱动器的状态。 在CLK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 0 1 1 B6 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发送STOP命令，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） 4 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 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 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 B5 B4 B3 B2 B1 B0 功能 说明 0 1 0 0 数据读写模式 设置 地址增加模式 设置 测试模式设置 （内部使用） 写数据到显示寄存器 读键扫数据 自动地址增加 固定地址 普通模式 测试模式 0 1 无关项， 填0 0 1 2、地址命令设设置 MSB LSB B7 B6 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 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 00H 01H 02H 03H 04H 05H 该指令用来设置显示寄存器的地址；如果地址设为0C6H 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 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 B5 B4 B3 无关项， 填0 B2 B1 B0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 功能 消光数量设置 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 5 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 九、程序流程图 1、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 V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 2、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 V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 十、硬件连接图 电路图中所接数码管为共阳数码管 DS1 SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 a b c d e DS2 DPY a f e f g dp g d b GR1 c dp SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 DS4 SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 SG1 S1 a b c d e f g dp a b c d e DS3 DPY a f e f g dp g d b GR2 c dp SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 DS5 DPY a f e g d SG2 S5 b GR4 c dp SG3 S9 SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 a b c d e f g dp DPY a a b c d e f e f g dp g b GR3 c d dp DS6 DPY a f e g d b GR5 c dp SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 DPY a a b c d e f e f g dp g d b GR6 c dp SG4 S13 TM1637 K1 S2 S6 S10 GND SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 GR6 S14 K2 S3 S7 S11 S15 S4 S8 S12 S16 SG5 SG6 SG7 GND SG1/KS1 SG2/KS2 SG3/KS3 SG4/KS4 SG5/KS5 SG6/KS6 SG7/KS7 SG8/KS8 GR6 K2 K1 CLK DIO VDD GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 K2 K1 C1 101 C2 101 CLK DIO GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 10K 10K VCC SG8 VCC C3 104 C4 100uF 注：滤波电容与芯片的V D D， GN D之间的回路尽可能短。 8 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 十一、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 驱动灌电流 IO1 50 mA LED GRID 驱动拉电流 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 80 120 180 mA GRID1~GRID6， Vo = vdd-2V Ioh2 80 140 200 mA GRID1~GRID6， Vo = vdd-3V SEG驱动灌电流 IOL1 20 30 50 mA SEG1~SEG8 Vo=0.3V DOUT脚输出低电平电 流 Idout 4 - - mA VO = 0.4V，dout 高电平输出电流容许 量 Itolsg - - 5 % VO = VDD – 3V， GRID1～GRID6 GRID驱动拉电流 9 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 输入上拉电阻 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 - TM1637 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 = 10KΩ TTZH 1 - - 2 μs 传输延迟时间 上升时间 GRID1～ GRID6 CL = 300pF SEG1～SEG8 TTZH 2 - - 0.5 μs 下降时间 TTHZ - - 120 μs CL = 300pF，Segn，Gridn 最大时钟频率 Fmax - - 500 KHz 占空比50% 输入电容 CI - - 15 pF - 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 - 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↓ 10 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 十二、IC封装示意图 DIP20 符号 A A1 A2 B B1 C D E E1 e L E2 B2 最小值 3.71 0.50 3.20 0.33 0.20 25.70 6.20 7.32 3.00 8.20 0.87 单位: 毫米 典型值 4.00 0.60 3.40 0.45 1.525(TYP) 0.28 26.00 6.40 7.78 2.54(TYP) 3.30 8.70 1.02 最大值 4.31 0.80 3.60 0.53 0.36 26.54 6.75 8.25 3.60 9.10 1.17 11 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6 LED 驱动控制专用电路 TM1637 SOP20 BL TL BW TL BW FT (Φ1.00) LP LW Detail "X" Detail "X" SO BT 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 2.40 (2.30) 2.20 0.250 (0.150) 0.100 2.550 Max. 1.50 (1.40) 1.30 0.90 (0.80) 0.70 Unit mm mm mm Spec 12.70 (12.60) 12.50 7.55 (7.50) 7.45 10.50 (10.35) 10.20 0.440 TYP 8 (4) 0 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。) 12 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V2.6