TM1652_V1.0天微电子

LED驱动控制专用电路TM16521©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0特性描述TM1652是一款LED（发光二极管、数码管、点阵屏）驱动控制专用芯片，内部集成了数字通讯电路、解码电路、数据锁存器、震荡器、LED驱动电路。通讯方式采用异步串口通信（UART）协议，因芯片只接收单片机发来的数据，仅需要单片机的一个TX端口发送数据给芯片即可，实现单线通讯；在显示驱动方面，芯片采用动态扫描方式，两种显示模式可选，8级段驱动电流可调，16级位占空比可调；TM1652内置消隐处理优化电路。本产品应用在各种消费类电子产品上，用途非常广泛，如：空调面板、洗衣机面板、DVD显示面板、机顶盒显示等。本产品性能优良，质量可靠。功能特点¾采用功率CMOS¾典型工作电压：5V¾支持共阴数码管显示¾两种显示模式（7段×6位,8段×5位）¾辉度调节电路（位占空比16级可调、段驱动电流8级可调）¾串行接口（SDA），兼容串口通信（UART）协议，支持波特率19200bps¾内置OSC频率2.5M¾内置上电复位电路¾内置针对暗亮问的优化电路¾封装形式：SOP16内部结构框图SDA显示模式设定SG驱动输出GR驱动输出SG1SG2SG3SG4SG5SG6SG7SG8/GR6GR5GR4GR3GR2GR1VDDGND显示内存RC振荡电路时序发生电路数据采样时钟图1LED驱动控制专用电路TM16522©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0管脚排列SG789SG6710SG5611SG4512SG3413SG2314SG1215VDD116TopViewSG8/GR6GR5GR4GR3GR2GR1GNDSDA图2管脚功能引脚名称引脚序号I/O功能说明VDD1--电源正SG1～SG72～8O段输出，内置PMOS8级驱动电流可调，用于驱动LED拉电流输出SG8/GR69O段/位复用输出，兼顾SEG和GRID的功能，由软件配置GR1～GR511～15O位输出，内置NMOS16级占空比可调，作为驱动LED灌电流输出GND10--电源地SDA16I数据输入引脚注意：SG8/GR6复用输出脚不能同时接在数码管的段驱动脚和位驱动脚上，如果这样接将会引起数码误亮，导致显示不正常。输入输出等效电路?????????图3LED驱动控制专用电路TM16523©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0集成电路系静电敏感器件，在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电，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，不正当的操作焊接，可能会造成ESD损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。极限参数参数名称参数符号极限值单位逻辑电源电压VDD+7.0V逻辑输入电压VI1VDD+0.5VGR驱动输出电流IO2170mA@0.3VmA功率损耗PD400mW工作温度Topt-40～+80℃储存温度Tstg-65～+150℃ESD人体模式（HBM）3000V机器模式（MM）200V（1）芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，天微电子不建议实际使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。（2）所有电压值均相对于系统地测试。推荐工作条件在-45℃~+85℃下测试，除非另有说明TM1652单位参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值逻辑电源电压VDD—356V高电平输入电压VIH—0.7VDD—VDDV低电平输入电压VIL—0—0.3VDDV电气特性在-20℃~+85℃下测试，除非另有说明；VDD=5V，GND=0VTM1652单位参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值SG高电平输出电流Ioh1SG驱动强度8/8,SG1~SG8端口为高电平时加压3V测试202530mAIoh2SG驱动强度8/8,SG1~SG8端口为高电平时加压2V测试203040mAGR低电平输入电流IOL1GR1~GR6端口为低电平时加压0.3V测试80140—mASDA输入电流IsdaVDD=5V，其它脚悬空——±1μALED驱动控制专用电路TM16524©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0高电平输入电压VIHVDD=5V0.7VDD——V低电平输入电压VILVDD=5V——0.3VDDV滞后电压VHVDD=5V—0.35—V动态电流损耗IDDdyn无负载，显示关——5mA开关特性在-20℃~+85℃下测试,除非另有说明VDD=5V,GND=0VTM1652单位参数名称参数符号测试条件最小值典型值最大值内部振荡频率fosc——2.5—MHzGR扫描周期FgrSG8*GR5模式450500550HzSG7*GR6模式370420470波特率位宽范围BsdaVDD=5V475257μsSDA数据频率Fmax占空比50%1——MHzSDA输入电容CI———15pF功能说明1、通信协议本芯片采用异步串口通信（UART）协议，工作原理是将传输数据的每个字符以串行方式一位接一位的传输。下图给出了其工作模式：空闲位D0D1D2D3D4D5D6D7校验位停止位起始位SDALSBMSB图4TM1652每一位的时间为：52us。其中每一位（bit）的意义如下：▲起始位：为由高变低，低电平时间为一位的时间，表示传输字符的开始。▲数据位：紧跟起始位之后，D0-D7，低位先发。▲校验位：为一位的时间，如果8位数据位中1的个数为奇数，该位设为0（置低电平），否则为1（置高电平）。▲停止位：置高。时间为一位的时间，它是发送完一个字符数据的结束标志。▲空闲位：置高。如果空闲位置高的时间大于3ms，TM1652就认为本次数据帧结束，本次数据从暂存器打入相应寄存器开始控制芯片输出。如果一帧数据传输没有结束，那么建议设置空闲位时间范围在0-0.5ms以内。TM1652的一帧数据包括以下两种形式：⑴显示地址命令+显示数据；⑵显示控制命令+显示控制调节命令。波特率：是衡量数据传输速率的指针。表示为每秒钟传送的二进制位数（bit数）。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为11位，则其传送的波特率为11×120＝1320bit/秒＝1320波特。TM1652支持波特率范围为：17500bps～21200bps，这里我们建议用19200bps即每位的LED驱动控制专用电路TM16525©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0时间为：1s（秒）/19200≈52us（微秒）。所以TM1652支持的每位的时间范围为：47us～57us。在用IO模拟UART通讯时候，SDA数据的位宽应该满足提供的位宽范围。下面我们以波特率为19200bps为例，给SDA脚发送显示控制命令“0X18”，时序波形图如下：SDA001100011010572us图5如上图5，发送“0X18”总共11位，从左至右依次为1位起始位、8位数据位、1位校验位、1位停止位，每位的时间约为52us，11位总时间约为572us。由上图读出二进制为“00011000”即转换为十六进制为“0X18”。注意：TM1652除了接收5V供电的MCU发出的控制信号也可以接收3.3V供电的MCU发出的控制信号，但不建议使用供电不同的系统。2、显示命令说明MSBLSBB7B6B5B4B3B2B1B0说明地址位01000显示地址命令0001显示控制命令B3～B0为1000为固定数据，用于内部时钟校正。3、显示数据说明MSBLSBB7B6B5B4B3B2B1B0SG8SG7SG6SG5SG4SG3SG2SG1相对应BIT位，置“0”表示无效，输出低电平，置“1”表示有效，输出高电平。如“0x01”表示SG1输出高。4、显示地址命令说明MSBLSBB7B6B5B4B3B2B1B0显示地址00001000GR1地址100GR2地址010GR3地址110GR4地址001GR5地址101GR6地址B3～B0为1000为固定数据，用于内部时钟校正。B4置“0”表示当前数据为显示地址命令LED驱动控制专用电路TM16526©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.05、显示控制调节命令说明MSBLSBB7B6B5B4B3B2B1B0功能说明0000显示开关设置关屏1000位驱动占空比设置设置占空比为1/160100设置占空比为2/161100设置占空比为3/160010设置占空比为4/161010设置占空比为5/160110设置占空比为6/161110设置占空比为7/160001设置占空比为8/161001设置占空比为9/160101设置占空比为10/161101设置占空比为11/160011设置占空比为12/161011设置占空比为13/160111设置占空比为14/161111设置占空比为15/16000段驱动电流设置设置段驱动电流为1/8100设置段驱动电流为2/8010设置段驱动电流为3/8110设置段驱动电流为4/8001设置段驱动电流为5/8101设置段驱动电流为6/8011设置段驱动电流为7/8111设置段驱动电流为8/80显示模式设置设置8段5位输出1设置7段6位输出该指令用来设置位占空比、段驱动电流和显示模式选择。注意：由于段驱动电流为1/8时，芯片提供的电流不足以点亮普通数码管，所以建议至少将段驱动电流设置在2/8。应用信息1、TM1652命令数据定义第一个Byte数据为控制命令设定，低位先发。其中低四位B3～B0为1000为固定数据。B4为寄存器类型选择，“1”时选择显示控制命令，“0”时选择显示地址命令。B7～B5为设定显示地址。从第二Byte数据开始为数据，按照第一个Byte中的地址送到相应的暂存器存器中，如果是显示控制命令，第二Byte必须是显示控制调节命令。如果是显示地址命令，可以是多Byte数据，后续Byte数据按地址累加1放入相应暂存器中。如果地址超过相应有效地址，显示地址101以上，超过部分数据无效，如果开始第一Byte含的地址就超过相应有效地址或是无效地址，本次数据无效。应用时建议先LED驱动控制专用电路TM16527©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0发显示数据，然后再发控制数据（开显示），如果先发控制数据（开显示），显示寄存器没有清零，此时就会输出显示寄存器里面的随机数据，导致数码管显示乱码直到显示寄存器接收到正确的显示数据。2、驱动共阴数码管：ABCDEFGDPgfedcbadpSG1SG2SG5SG4SG3SG7SG6GR1GR1SG4SG3SG2SG1SG7SG6SG5SG8SG8图5上图给出共阴数码管的连接示意图，如果让该数码管显示“0”，则需要在GR1为低电平时置SG1，SG2，SG3，SG4，SG5，SG6为高电平，置SG7，SG8为低电平，查看下图显示地址，只需在00H显示地址单元写数据3FH就可以让数码管显示“0”。详细数据包为：先发地址命令“0X08”，紧跟着发显示数据“0X3F”即把“0X3F”存放到地址00H中并通过SG脚输出，其它地址不让可以全发“0X00”使数码管不显示，然后SDA脚置高至少3ms后发显示控制命令和显示控制调节命令，发完后SDA脚置高至少3ms，此时数码管就显示“0”。SG8SG7SG6SG5SG4SG3SG2SG10011111100HB7B6B5B4B3B2B1B03、数据包传输方式3.1、地址自动加1模式使用地址自动加1模式，设置地址实际上是设置传送的数据流存放的起始地址。起始地址命令字发送完毕，紧跟着发送数据，最多6BYTE，数据发送完毕后置高数据线。Command1CommandXData1Data2CommandY......DatanTimeTimeSDA图6Command1:选择显示地址命令（0x08）Data1~Datan:发送显示数据（最多6bytes）Time：数据线置高时间（最小时间为3ms）CommandX：选择显示控制命令（0x18）CommandY:发送显示控制调节命令（包括位占空比、段驱动电流以及显示模式设置）3.2、固定地址模式使用固定地址模式，设置地址实际上是设置需要发送的1BYTE显示数据存放的地址。地址发送完毕，紧跟着发送1BYTE显示数据，数据发送完毕后，紧跟着置高数据数至少3ms，然后再发送地址，紧跟着再发送1BYTE显示数据，紧跟着再置高数据线至少3ms，以此类推，直到发送完地址和数据。Command1Data1CommandY......TimeTimeCommandnDatanCommandXSDATime图7Command1~Commandn:发送显示地址命令，地址1~n(最多可设置6个地址)Data1~Datan:发送显示数据（最多6bytes）LED驱动控制专用电路TM16528©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0Time：数据线置高时间（最小时间为3ms）CommandX：发送显示控制命令（0x18）CommandY:发送显示控制调节命令（包括位占空比、段驱动电流以及显示模式设置）芯片不需要命令来设置芯片是工作在地址自动加1模式还是固定地址模式，严格来说它只有一种地址自动加1模式，此处划分是为了更好地说明芯片也可以单独给某个显示寄存器地址写显示数据，如果单独给某个显示地址写显示数据，写完显示地址后，紧跟着只能写一个显示数据，就把信号线置高至少3ms，如果紧跟着写几个显示数据，那么芯片在接收到第一个数据后，显示地址就会在规定的地址上自动加1，再接收第二个显示数据，直到接收到最后一个显示地址的显示数据。4、7段×6位应用电路接法：abfcgdeabcdefgCOM6abfcgdeabfcgdeabfcgdeabfcgdeCOM1COM2COM3COM4COM5abfcgdeGR1GR2GR3GR4GR5SG1SG2SG3SG4SG5SG6SG7SG8/GR6TM1652SDAGNDVDDMCU104GNDI/O/TXD图85、8段×5位应用电路接法：GR1GR2GR3GR4GR5SG1SG2SG3SG4SG5SG6SG7SG8/GR6MCUTM1652SDAGND104VDDabfcgdeabcdefgdpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpCOM1COM2COM3COM4COM5GNDI/O/TXD图9注意：应用时请在芯片VDD与GND加一个104去耦电容。去耦电容与芯片VDD和GND之间的连线越短，去耦效果就越好，芯片工作就越稳定。芯片针对共阴极数码管驱动，不适合应用于共阳极数码管驱动。LED驱动控制专用电路TM16529©TitanMicroElectronicswww.titanmec.comV1.0封装示意图(SOP16)ebDEE1A1A2ALCθSymbolDimensionsInMillimetersDimensionsInInchesMinMaxMinMaxA1.3501.7500.0530.069A10.1000.2500.0040.010A21.3501.5500.0530.061b0.3300.5100.0130.020c0.1700.2500.0070.010D9.80010.2000.3860.402E3.8004.0000.1500.157E15.8006.2000.2280.244e1.270(BSC)0.050(BSC)L0.4001.2700.0160.050θ0°8°0°8°Allspecsandapplicationsshownabovesubjecttochangewithoutpriornotice.(以上电路及规格仅供参考，如本公司进行修正，恕不另行)