GN1650

旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 1、概 述 GN1650 是2线串口共阴极8段4位/7*4位键盘扫描并带部分组合按键功能LED驱动控制专用电路。 内部集成有MCU输入输出控制数字接口、数据锁存器、LED驱动、键盘扫描、辉度调节等电路。本 芯片性能稳定、质量可靠、抗干扰能力强，可适应于24小时长期连续工作的应用场合。其主要特点 如下： l 显示模式：8段×4位 l 段驱动电流不小于25mA，字驱动电流不小于150mA. l 提供8级亮度控制 l 键盘扫描：7×4bit，支持4个组合按键 l 高速两线式串行接口 l 内置时钟振荡电路 l 内置上电复位电路 l 支持3V－5.5V电源电压 l 使用时VDD端建议加104电容，且电容尽量靠近GN1650的VDD端口（建议小于2cm） l 封装形式：DIP16 塑封体尺寸：19.0mm×6.4mm 引脚间距：2.54mm l 型号:GN1650D 10000PCS/箱 l 封装形式:SOP16 塑封体尺寸：10.0mm×3.9mm 引脚间距：1.27mm l 型号:GN1650 印字:GN1650 印字:GN1650D 25PCS/管 40PCS/盒 1000PCS/盒 10盒/箱 4000PCS/盘 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 8000PCS/盒 64000PCS/箱 第 1 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 2、引脚排列图及引脚说明 2.1、引脚排列图 2.2、引脚说明 引 脚 符 号 引 脚 名 称 1 DIG1 位/键扫描输出 2 CLK 时钟输入 3 DIO 数据输入/输出 4 GND 接地端 5 DIG2 位/键扫描输出 6 DIG3 位/键扫描输出 7 DIG4 位/键扫描输出 8 A/KI1 段驱动输出/键扫描输入 9 B/KI2 段驱动输出/键扫描输入 10 VDD 电源端 功 能 LED 位驱动输出，低电平有效，及作为键盘扫描输 出，高电平有效。 2 线串行接口的数据时钟输入，内置上拉电阻。 2 线串行接口的数据输入输出，为内置上拉开漏模 式。 接地 LED 位驱动输出，低电平有效，及作为键盘扫描输 出，高电平有效。 LED 位驱动输出，低电平有效，及作为键盘扫描输 出，高电平有效。 LED 位驱动输出，低电平有效，及作为键盘扫描输 出，高电平有效。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 3～5.5V 工作时对地建议加 104 电容，电容尽量 靠近 GN1650 端口（建议小于 2cm） 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 2 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. 11 C/KI3 段驱动输出/键扫描输入 12 D/KI4 段驱动输出/键扫描输入 13 E/KI5 段驱动输出/键扫描输入 14 F/KI6 段驱动输出/键扫描输入 15 G/KI7 段驱动输出/键扫描输入 16 DP/KP 段/位输出 GN1650/D LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入， 高电平有效，内置下拉。 LED 段输出，也用作键盘标志输出。 3、电特性 3.1、极限参数 参 数 名 称 符 号 条 件 额 定 值 单 位 电源电压 VDD — -0.5～+6.5 V 输入电压 VI1 — -0.5～VDD+0.5 V LED 段驱动输出电流 IO1 — 0～30 mA LED 位驱动输出电流 IO2 — 0～150 mA 所有管脚驱动电流总和 IO — 0～150 mA 工作环境温度 Tamb — -40～+85 ℃ 储存温度 Tstg — -55～+125 ℃ 焊接温度 TL 245 250 ℃ ℃ DIP SOP 10 秒 3.2、电气特性 参 数 名 称 符 号 规 范 值 单 最小 典型 最大 位 直流参数 电源电压 VDD 3 5 5.5 V 电源电流 IC 0.2 80 230 mA 静态电流（CLK，DIO，KP 为高电平） ICs — 0.3 0.6 mA 睡眠电流（CLK，DIO，KP 为高电平） ICslp — 0.05 0.1 mA CLK 和 DIO 管脚低电平输入电压 VIL -0.5 — 0.8 V CLK 和 DIO 管脚高电平输入电压 VIH 2.0 — VDD+0.5 V 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 3 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D KI 管脚低电平输入电压 VILki -0.5 — 0.5 V KI 管脚高电平输入电压 VIHki 1.8 — VDD+0.5 V DIG 管脚低电平输出电压（-200mA） VOLdig — — 1.2 V DIG 管脚低电平输出电压（-100mA） VOLdig — — 0.8 V DIG 管脚高电平输出电压（50mA） VOHdig 4.5 — — V KI 管脚低电平输出电压（-20mA） VOLki — — 0.5 V KI 管脚高电平输出电压（20mA） VOHki 4.5 — — V 其余管脚低电平输出电压（-4mA） VOL — — 0.5 V 其余管脚高电平输出电压（4mA） VOH 4.5 — — V KI 管脚输入下拉电流 IDN1 -30 -50 -90 uA CLK 管脚输入上拉电流 IUP1 10 200 300 uA DIO 管脚输入上拉电流 IUP2 150 300 400 uA KP 管脚输入上拉电流 IUP3 500 2000 5000 uA 上电复位的默认电压门限 VR 2.3 2.6 2.9 V 交流参数 ● 内部时序参数 电源上电检测产生的复位时间 TPR 10 25 60 ms 显示扫描周期 TP 4 8 20 ms 键盘扫描间隔,按键响应时间 TKS 20 40 80 ms DIO 下降沿启动信号的建立时间 TSSTA 100 — — ns DIO 下降沿启动信号的保持时间 THSTA 100 — — ns DIO 上升沿停止信号的建立时间 TSSTO 100 — — ns DIO 上升沿停止信号的保持时间 THSTO 100 — — ns CLK 时钟信号的低电平宽度 TCLOW 100 — — ns CLK 时钟信号的高电平宽度 TCHIG 100 — — ns DIO 输入数据对 CLK 上升沿的建立时间 TSDA 30 — — ns DIO 输入数据对 CLK 上升沿的保持时间 THDA 10 — — ns DIO 输出数据有效对 CLK 下降沿的延时 TAA 2 — 30 ns DIO 输出数据无效对 CLK 下降沿的延时 TDH 2 — 40 ns 平均数据传输速率 Rate 0 — 4M bps ● 接口时序参数 -9 注：本表计量单位以纳秒即 10 ，未注明最大值则理论值可以无穷大。 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 4 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 4、功能介绍 4.1、显示寄存器地址 写 LED 显示数据时，按照显示地址从高位到低位、数据字节从高位到低位的顺序操作。地址分 配如下： A B C D E F G DP B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 68H DIG1 6AH DIG2 6CH DIG3 6EH DIG4 注意：在上电完之后，必须先对 RAM 进行数据写入，然后再开显示。 4.2、控制指令 在发送显示指令前需先输入系统指令，即输入字节 1 为系统指令，输入字节 2 为显示指令。 4.2.1、系统指令 指令 指令名称 系统指令 说明 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 1 0 0 1 0 0 0 设置系统参数指令 4.2.2、显示指令 指令 指令名称 说明 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 显示开/关 X X X X X X X D 工作/睡眠模式 X X X X X W X X 段显示设置 X X X X S X X X D=1，显示开 D=0，显示关 W=1，睡眠模式 W=0，工作模式 S=1，7 段显示 S=0，8 段显示 BR[2:0]= 000:8 级亮度 001:1 级亮度 010:2 级亮度 亮度设置 X BR[2:0] X X X X 011:3 级亮度 100:4 级亮度 101:5 级亮度 110:6 级亮度 111:7 级亮度 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 5 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 4.3、键扫描和键扫数据寄存器 键扫矩阵 DIG1 DIG2 DIG3 DIG4 KI1 KI2 KI3 KI4 KI5 KI6 KI7 读键数据 该电路键值读取格式为一个 9 位时钟周期的命令加一个 9 位时钟的数据，命令的第 9 位为 ACK=0， 数据的第 9 位为 ACK=1，如下图所示。 command：读按键数据指令 key_data：读按键数据（1 个字节） 指令 指令名称 读按键数据指令 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 1 0 0 1 X X 1 通过逻辑编码实现不同的按键读出，如下表。 DIG1 NO KEY KI1 KI2 KI3 KI4 KI5 KI6 KI7 KI1+KI2 01_000_100 01_001_100 01_010_100 01_011_100 01_100_100 01_101_100 01_110_100 01_111_100 DIG2 DIG3 00_101_110:2E 01_000_101 01_000_110 01_001_101 01_001_110 01_010_101 01_010_110 01_011_101 01_011_110 01_100_101 01_100_110 01_101_101 01_101_110 01_110_101 01_110_110 01_111_101 01_111_110 DIG4 01_000_111 01_001_111 01_010_111 01_011_111 01_100_111 01_101_111 01_110_111 01_111_111 按键至少持续两个键扫周期以上，才被认可。 组合键的优先级最优先的，除此之外，如果 GN1650 支持 KI1 和 KI2 针对同一个 DIGX 引脚的组合键， 多个键同时按下，那么按键代码较小的按键优先。例如同时连接 DIG3/KI1 和 DIG3/KI2 的两个键， 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 6 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 可以作为组合键。在组合键应用中，应对具有组合键功能的 KI1 及 KI2 相互间进行阻隔处理。如下图： 4.4、通信端口说明 本电路通信端口采用了类似于 I2C 的通信方式，微处理器的数据通过两线总线接口和电路通信， 在输入数据时，电路在 CLK 的上升沿锁存数据，故当 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，且 DIO 不能在 CLK 的下降沿改变。数 据输入的开始条件是当 CLK 为高电平时，DIO 由高变低；结束条件是当 CLK 为高时，DIO 由低电平 变为高电平。 本电路的数据传输带有应答信号 ACK，在传输数据的过程中，在时钟线的第九个时钟芯片内部 会产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低。无论是命令写入或者是数据写入读出时，在一个 8 位字 节后的第 9 位都是 ACK 信号输出。 指令传输为 16 位格式，指令数据传输过程如下图所示。数据和命令在传输时，先传送高位，再 传送低位，CLK 上升沿锁存数据，DIO 不能在 CLK 为高电平时变化，也不要在 CLK 下降沿变化，而 是在 CLK 为低电平时改变。 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 7 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 5、典型应用线路图 注： 1、VDD 与 GND 之间的滤波电容应靠近 GN1650，以加强滤波效果。 2、为了提供电路的抗干扰能力，通讯端口建议按照上图连接，具体的参数值可根据实际需要调整。 3、为了防止按键对显示效果的影响，按键矩阵中要在 DIG1~DIG4 之间串接 2K（R5/R6/R7/R8）电 阻。 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 8 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 6、封装尺寸与外形图 6.1、DIP16 外形图与封装尺寸 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 9 页，共 10 页 旌芯半导体科技(上海)有限公司 GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd. GN1650/D 6.2、SOP16 外形图与封装尺寸 中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层 http://www.gnsemic.com 电话:021-34125778 第 10 页，共 10 页