TM1637是一款廣泛應(yīng)用于數(shù)碼管顯示的驅(qū)動(dòng)芯片，它通過(guò)簡(jiǎn)單的兩線(xiàn)接口（時(shí)鐘線(xiàn)CLK和數(shù)據(jù)線(xiàn)DIO）與微控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼管的控制。本文將詳細(xì)介紹TM1637的驅(qū)動(dòng)原理，幫助您更好地理解和使用這款芯片。

一、引腳功能

• VCC：電源正極，接3.3V或5V電源。
• GND：電源負(fù)極，接GND。
• CLK：時(shí)鐘引腳，與微控制器的IO口相連。
• DIO：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，與微控制器的IO口相連。
• KEY1、KEY2：按鍵引腳，可接至微控制器的IO口，實(shí)現(xiàn)按鍵功能。
• SG1~SG8：輸出（段） 2-9 段輸出（也用作鍵掃描），N 管開(kāi)漏輸出
• GRID6~GRID1：輸出（位） 10-15 位輸出，P 管開(kāi)漏輸出

二、通信協(xié)議

TM1637采用串行通信協(xié)議，通過(guò)CLK和DIO與微控制器進(jìn)行通信。通信過(guò)程中，微控制器首先發(fā)送起始信號(hào)，然后發(fā)送指令和數(shù)據(jù)，最后發(fā)送結(jié)束信號(hào)。

1. 起始信號(hào)

起始條件是CLK為高電平時(shí)，DIO由高變低。具體實(shí)現(xiàn)如下：

void TM1637_Start(void){
 TM1637_W_SDA(1);
 TM1637_W_SCL(1);
 TM1637_W_SDA(0);
 TM1637_W_SCL(0);}

2. 結(jié)束信號(hào)

結(jié)束條件是CLK為高電平時(shí)，DIO由低變高。具體實(shí)現(xiàn)如下：

void TM1637_Stop(void){
 TM1637_W_SCL(0);
 TM1637_W_SDA(0);
 TM1637_W_SCL(1);
 TM1637_W_SDA(1);}

3. 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，當(dāng)CLK為高電平時(shí)，DIO上的信號(hào)必須保持不變；只有CLK為低電平時(shí)，DIO上的信號(hào)才能改變。數(shù)據(jù)輸入的開(kāi)始條件是CLK為高電平時(shí)，DIO由高變低；結(jié)束條件是CLK為高時(shí)，DIO由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

TM1637的數(shù)據(jù)傳輸帶有應(yīng)答信號(hào)ACK，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)正確時(shí)，會(huì)在第八個(gè)時(shí)鐘的下降沿，芯片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)ACK將DIO管腳拉低，在第九個(gè)時(shí)鐘結(jié)束之后釋放DIO口線(xiàn)。發(fā)送一個(gè)字節(jié)的具體實(shí)現(xiàn)如下：

void TM1637_Write_Byte(uint8_t data){
 uint8_t i;
 TM1637_W_SCL(0);
 for (i = 0; i < 8; i++)
 {
 if(data & 0x01)
 {
 TM1637_W_SDA(1);
 }
 else
 {
 TM1637_W_SDA(0);
 }
 data = data >> 1;
 TM1637_W_SCL(1);
 TM1637_W_SCL(0);
 }}

4. 接收應(yīng)答

uint8_t TM1637_ReceiveAck(void){
 uint8_t AckBit;
 TM1637_W_SDA(1);
 TM1637_W_SCL(1);
 AckBit = TM1637_R_SDA();
 TM1637_W_SCL(0);
 return AckBit;}

三、指令格式

TM1637的指令格式包括起始位、數(shù)據(jù)位和結(jié)束位。起始位為高電平，數(shù)據(jù)位為8位，結(jié)束位為低電平。指令可以分為顯示指令、設(shè)置指令和讀取指令等。

1. 顯示指令

顯示指令用于控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。通過(guò)發(fā)送特定的指令和數(shù)據(jù)，可以設(shè)置數(shù)碼管顯示的數(shù)字或字符。

2. 設(shè)置指令

設(shè)置指令用于配置TM1637的各種參數(shù)，如顯示亮度、掃描頻率等。

3. 讀取指令

讀取指令用于讀取TM1637的狀態(tài)或按鍵輸入數(shù)據(jù)。

四、顯示原理

TM1637內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)芯片和LED數(shù)碼管。驅(qū)動(dòng)芯片負(fù)責(zé)接收微控制器發(fā)送的指令，并將其轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的控制信號(hào)，LED數(shù)碼管則根據(jù)控制信號(hào)顯示相應(yīng)的數(shù)字或字符。

1. 讀鍵掃數(shù)據(jù)

在無(wú)按鍵按下時(shí)，讀鍵數(shù)據(jù)為：1111_1111，低位在前，高位在后。

五、初始化配置

void TM1637_Init(void){
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11);}

六、顯示數(shù)據(jù)

。具體顯示數(shù)據(jù)的代碼如下：

void TM1637_WriteData(uint8_t u8Addr, uint8_t u8Data){
 TM1637_Start();
 TM1637_Write_Byte(u8Addr);
 TM1637_ReceiveAck();
 TM1637_Write_Byte(u8Data);
 TM1637_ReceiveAck();
 TM1637_Stop();}

七、設(shè)置亮度

。設(shè)置亮度的代碼如下：

void TM1637_SetBrightness(uint8_t u8Brt){
 TM1637_WriteCmd(0x88 | u8Brt);}

八、顯示開(kāi)關(guān)

void TM1637_Switch(bool bState){
 bState ? TM1637_WriteCmd(0x88) : TM1637_WriteCmd(0x80);}

九、總結(jié)