本文分享一下天微电子的另一款数码管按键驱动芯片TM1638的单片机C语言驱动程序。
笔者采用的MCU是STM32单片机，STM32CubeMX + Keil5开发，使用了HAL库。
一、TM1638介绍
1、基础信息
TM1638属于一款LED驱动控制专用电路，其特性如下：
引脚定义如下：
在实际使用中，我们只需要使用三个单片机引脚就可以进行控制。分别是DIO、STB、CLK
在进行连接单片机时，建议单片机使用开漏模式，因为还需要给三个引脚接上拉电阻，其电路推荐接法如下：
2、串行数据传输格式
▲注意：读取数据时，从串行时钟CLK 的第8 个上升沿开始设置指令到CLK 下降沿读数据之间需要 一个等待时间Twait(最小1μS)。
3、TM1638寄存器
TM1638分为两种寄存器，一块是显示的寄存器，一块是按键读取的寄存器
3.1 显示寄存器
该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1638 的数据，地址从00H-0FH共16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。
写LED显示数据的时候，按照从低位地址到高位地址，从字节的低位到高位操作；在运用中没有使 用到的SEG输出口，在对应的BIT地址位写0。
3.2 键扫描和键扫数据寄存器
按键扫描是通过K1\K2\K3配合KS1~KS8进行读取，其寄存器就BYTE1~BYTE4。
键扫数据储存地址如下所示，先发读键命令后，开始读取按键数据BYTE1—BYTE4字节，读数 据从低位开始输出；芯片K和KS引脚对应的按键按下时，相对应的字节内的 BIT位为1。
二、TM1638驱动程序（读取按键）
1、CubeMX配置
只需要将对应的三个引脚配置成开漏输出即可。
2、驱动代码
TM1638.C
#include "TM1638.h"
/* DIO为输出 */
void gpio2_out()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = TM1638_DIO_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(TM1638_DIO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
/* DIO为输入 */
void gpio2_in()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = TM1638_DIO_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(TM1638_DIO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
/*******************************************************************************
* 函数名：TM1638_WriteData
* 功 能：TM1638写数据
* 参 数：u8Data需要写入的数据
* 返回值：无
* 说 明：无
*******************************************************************************/
void TM1638_WriteData(uint8_t u8Data)
{
uint8_t i;
gpio2_out();//DIO设置为输出
for(i = 0; i < 8; i++)
{
TM1638_CLKReset();
Delay_us(1);
(u8Data & 0x01) ? (TM1638_DIOSet()):(TM1638_DIOReset());
u8Data >>= 1;
TM1638_CLKSet();
Delay_us(1);
}
}
/*******************************************************************************
* 函数名：TM1638_WriteCmd
* 功 能：TM1638写命令字
* 参 数：u8Cmd需要写入的命令
* 返回值：无
* 说 明：发送命令字时STB置0,发送完置1
*******************************************************************************/
void TM1638_WriteCmd(uint8_t u8Cmd)
{
TM1638_STBReset();
TM1638_WriteData(u8Cmd);
TM1638_STBSet();
Delay_us(2);
}
/*******************************************************************************
* 函数名：TM1638_ReadData
* 功 能：TM1638读数据
* 参 数：无
* 返回值：读出的数据
* 说 明：无
*******************************************************************************/
uint8_t TM1638_ReadData(void)
{
uint8_t i;
uint8_t Read_data=0;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
TM1638_CLKReset();
Delay_us(1);
Read_data >>= 1;
if(TM1638_DIORead() == 1)
{
Read_data |= 0x80;
}
TM1638_CLKSet();
Delay_us(1);
}
return Read_data;
}
/*******************************************************************************
* 函数名：TM1638_SetBrightness
* 功 能：设置亮度
* 参 数：u8Brt亮度，共8级，0~7
* 返回值：无
* 说 明：0x88为开显示
*******************************************************************************/
void TM1638_SetBrightness(uint8_t u8Brt)
{
TM1638_WriteCmd(0x88 | u8Brt);
}
/*******************************************************************************
* 函数名：TM1638_ReadKey
* 功 能：TM1638读按键数据
* 参 数：无
* 返回值：读出的数据
* 说 明：返回值为双字节共用体，每一个bit为一个按键；
*******************************************************************************/
uint8_t TM1638_ReadKey(void)
{
uint8_t u8Data[4], i;
TM1638_STBReset();
TM1638_WriteData(0x42);
Delay_us(3);
gpio2_in();//DIO设置为输入
for (i = 0; i < 4; i++)
{
u8Data[i] = TM1638_ReadData();//读BYTE1~BYTE4的数据
}
Delay_us(1);
TM1638_STBSet();
if(u8Data[0]==0x04 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 1;
}else if(u8Data[0]==0x40 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
{
return 2;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x04 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
{
return 3;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x40 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
{
return 4;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x04 && u8Data[3]==0x00)
{
return 5;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x40 && u8Data[3]==0x00)
{
return 6;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x04)
{
return 7;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x40)
{
return 8;
}else if(u8Data[0]==0x02 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 9;
}else if(u8Data[0]==0x20 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 10;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x02 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 11;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x20 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 12;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x02 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 13;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x20 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 14;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x02)
{
return 15;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x20)
{
return 16;
}else if(u8Data[0]==0x01 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 17;
}else if(u8Data[0]==0x10 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 18;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x01 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 19;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x10 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 20;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x01 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 21;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x10 &&u8Data[3]==0x00)
{
return 22;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x01)
{
return 23;
}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x10)
{
return 24;
}else{
return 0xff;
}
}
/* 根据返回的键值与自己的键值操作进行修改 */
uint8_t number_out(uint8_t key_hex,uint8_t num)
{
if((key_hex == KEY_0) && (num == 1))
{
return 0;
}else if((key_hex == KEY_1) && (num == 1))
{
return 1;
}else if((key_hex == KEY_2) && (num == 1))
{
return 2;
}else if((key_hex == KEY_3) && (num == 1))
{
return 3;
}else if((key_hex == KEY_4) && (num == 1))
{
return 4;
}else if((key_hex == KEY_5) && (num == 1))
{
return 5;
}else if((key_hex == KEY_6) && (num == 1))
{
return 6;
}else if((key_hex == KEY_7) && (num == 1))
{
return 7;
}else if((key_hex == KEY_8) && (num == 1))
{
return 8;
}else if((key_hex == KEY_9) && (num == 1))
{
return 9;
}else if((key_hex == KEY_LAST) && (num == 1))
{
return 20;
}else if((key_hex == KEY_NEXT) && (num == 1))
{
return 21;
}else if((key_hex == KEY_LIFT) && (num == 1))
{
return 22;
}else if((key_hex == KEY_RIGHT) && (num == 1))
{
return 23;
}else if((key_hex == KEY_OK) && (num == 1))
{
return 24;
}else if((key_hex == KEY_RETURN) && (num == 1))
{
return 25;
}else if((key_hex == KEY_LINK1) && (num == 1))
{
return 27;
}else if((key_hex == KEY_LINK2) && (num == 1))
{
return 28;
}else if((key_hex == KEY_SILENCE) && (num == 1))
{
return 29;
}else if((key_hex == KEY_SEARCH) && (num == 1))
{
return 30;
}else if((key_hex == KEY_OK) && (num == 2))
{
return 40;
}else if((key_hex == KEY_RETURN) && (num == 2))
{
return 41;
}
return 255;
}TM1638.h
#ifndef __TM1638_H__
#define __TM1638_H__
#include "Delay.h"
#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
#define KEY_0 10
#define KEY_1 1
#define KEY_2 2
#define KEY_3 3
#define KEY_4 4
#define KEY_5 5
#define KEY_6 6
#define KEY_7 7
#define KEY_8 8
#define KEY_9 9
#define KEY_LAST 11
#define KEY_NEXT 19
#define KEY_LIFT 14
#define KEY_RIGHT 16
#define KEY_OK 15
#define KEY_RETURN 12
#define KEY_LINK1 13
#define KEY_LINK2 17
#define KEY_SEARCH 18
#define KEY_SILENCE 20
/*定义端口*/
#define TM1638_STBSet() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_STB_GPIO_Port, TM1638_STB_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define TM1638_STBReset() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_STB_GPIO_Port, TM1638_STB_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define TM1638_CLKSet() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_CLK_GPIO_Port, TM1638_CLK_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define TM1638_CLKReset() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_CLK_GPIO_Port, TM1638_CLK_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define TM1638_DIOSet() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define TM1638_DIOReset() HAL_GPIO_WritePin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define TM1638_DIORead() HAL_GPIO_ReadPin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin)
uint8_t TM1638_ReadKey(void);
uint8_t number_out(uint8_t key_hex,uint8_t num);
#endif /* __TM1638_H__ */
目前项目需要用到的按键是20个，这里还有4个没有使用，从目前使用的情况来看，还是不错的。