位数码管驱动及键盘控制芯片 ch

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1、CH453 中文手册 16 位数码管驱动及键盘控制芯片 CH453 手册 版本：2A http:/ 1、概述 CH453 是 16 位数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH453 内置时钟振荡电路，可以动态驱动 16 位数码管或者 128 只 LED 发光管；同时还可以进行 64 键的键盘扫描；CH453 通过 2 线串行接口与 单片机等交换数据。 2、特点 内置显示电流驱动级，段电流不小于 15mA，字电流不小于 100mA。 动态显示扫描控制，直接驱动 16 位数码管或者 128 只发光管 LED。 内部限流，通过占空比设定提供 3 级亮度控制。 内置 64 键键盘控制器，基于 88 矩阵

2、键盘扫描。 提供低电平有效的键盘中断，提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。 高速 2 线串行接口，时钟速度从 0 到 2MHz，兼容两线 I2C 总线，节约引脚。 内置时钟振荡电路，不需要外部提供时钟或者外接振荡元器件，更抗干扰。 支持低功耗睡眠，节约电能，可以被按键唤醒或者被命令操作唤醒。 封装形式：DIP28S 和 SOP28，无铅封装，兼容 RoHS。 3、封装 DIG15DIG0 SEG7SEG0 INT# DIG15 SCL SDA CH453 芯片 单片机 MCU 等 16 位 数码管 或 128 个 发光管 88 矩阵 64 键键盘 CH453 中文手册 封装形式 宽度

3、引脚间距 封装说明 订货型号 DIP28S SK-DIP28 7.62mm 300mil 2.54mm 100mil 窄 28 脚双列直插 CH453A SOP28 7.62mm 300mil 1.27mm 50mil 标准的 28 脚贴片 CH453S 注：SDIP28 封装（引脚间距 1.78mm）的 CH453D 已停产。请优先使用贴片封装形式。 4、引脚 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明 25 VCC 电源 正电源，持续电流不小于 120mA 11 GND 电源 公共接地，持续电流不小于 120mA 2324、 2628、 13 SEG0 SEG7 三态输出 及输入 数码管的段驱动，高

4、电平有效， 键盘扫描输入，高电平有效，内置下拉电阻 48、 1214 DIG0 DIG7 输出 数码管的字驱动，低电平有效， 键盘扫描输出，高电平有效 1521 DIG8 DIG14 输出 数码管的字驱动，低电平有效 22 DIG15 输出 数码管的字驱动，低电平有效， 可以被设置为键盘中断输出，同 INT# 10 SDA 内置上拉 开漏输出 及输入 2 线串行接口的数据输入和输出 9 SCL 输入 2 线串行接口的时钟输入，内置上拉电阻 内部引脚 尚未引出 INT# 内置上拉 开漏输出 键盘中断输出，低电平有效 5、功能说明 5.1. 一般说明 本手册中的数据，以 B 结尾的为二进制数，以

5、H 结尾的为十六进制数，否则为十进制数，标注 为 x 的位表示该位可以是任意值。 5.2. 显示驱动 CH453 对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序为 DIG0 至 DIG15，当其中一个引脚吸入电流 时，其它引脚则不吸入电流。CH453 内部具有电流驱动级，可以直接驱动 0.5 英寸至 1 英寸的共阴数 码管，段驱动引脚 SEG6SEG0 分别对应数码管的段 G段 A，段驱动引脚 SEG7 对应数码管的小数点， 字驱动引脚 DIG15DIG0 分别连接 16 个数码管的阴极；CH453 也可以连接 816 矩阵的发光二级管 LED 阵列或者 128 个独立发光管，或者通过外接反相驱动器支

6、持共阳数码管，或者外接大功率管支持 大尺寸的数码管。 CH453 内部具有 16 个 8 位的数据寄存器，用于保存 16 个字数据，分别对应于 CH453 所驱动的 16 个数码管或者 16 组每组 8 个的发光二极管。数据寄存器中字数据的位 7位 0 分别对应 8 个数码 管的小数点和段 G段 A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据位唯一地对应一个发光二级管。 当数据位为 1 时，对应的数码管的段或者发光管就会点亮；当数据位为 0 时，则对应的数码管的段或 者发光管就会熄灭。例如，第三个数据寄存器的位 0 为 1，所以对应的第三个数码管的段 A 点亮。 下图是数码管的段名称。 CH453

7、 中文手册 5.3. 键盘扫描 CH453 的键盘扫描功能支持 88 矩阵的 64 键键盘。在键盘扫描期间，DIG7DIG0 引脚用于列 扫描输出，SEG7SEG0 引脚都带有内部下拉电阻，用于行扫描输入。 CH453 定期在显示驱动扫描过程中插入键盘扫描。在键盘扫描期间，DIG7DIG0 引脚按照 DIG0 至 DIG7 的顺序依次输出高电平，其余引脚输出低电平；SEG7SEG0 引脚的输出被禁止，当没有键被 按下时，SEG7SEG0 都被下拉为低电平；当有键被按下时，例如连接 DIG3 与 SEG4 的键被按下，则 当 DIG3 输出高电平时 SEG4 检测到高电平；为了防止因为按键抖动或

8、者外界干扰而产生误码，CH453 实行两次扫描，只有当两次键盘扫描的结果相同时，按键才会被确认有效。如果 CH453 检测到有效的 按键，则记录下该按键代码，并通过 INT#引脚产生低电平有效的键盘中断，此时单片机可以通过串 行接口读取按键代码；在没有检测到新的有效按键之前，CH453 不再产生任何键盘中断。CH453 不支 持组合键，也就是说，同一时刻，不能有两个或者更多的键被按下；如果多个键同时按下，那么按键 代码较小的按键优先。 CH453 所提供的按键代码为 7 位，位 2位 0 是列扫描码，位 5位 3 是行扫描码，位 6 是状态 码（键按下为 1，键释放为 0） 。例如，连接 DI

9、G3 与 SEG4 的键被按下，则按键代码是 1100011B 或者 63H，键被释放后，按键代码通常是 0100011B 或者 23H（也可能是其它值，但是肯定小于 40H） ，其中， 对应 DIG3 的列扫描码为 011B，对应 SEG4 的行扫描码为 100B。单片机可以在任何时候读取按键代码， 但一般在 CH453 检测到有效按键而产生键盘中断时读取按键代码， 此时按键代码的位 6 总是 1， 另外， 如果需要了解按键何时释放， 单片机可以通过查询方式定期读取按键代码， 直到按键代码的位 6 为 0。 下表是在 DIG7DIG0 与 SEG7SEG0 之间 88 矩阵的按键编址，也是数

10、码管段位和发光管 LED 阵列的顺序编址。由于按键代码是 7 位，键按下时位 6 总是 1，所以当键按下时，CH453 所提供的实 际按键代码是表中的按键编址加上 40H，也就是说，此时的按键代码应该在 40H 到 7FH 之间。 编址 DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG1 DIG0 SEG0 07H 06H 05H 04H 03H 02H 01H 00H SEG1 0FH 0EH 0DH 0CH 0BH 0AH 09H 08H SEG2 17H 16H 15H 14H 13H 12H 11H 10H SEG3 1FH 1EH 1DH 1CH 1BH 1AH 1

11、9H 18H SEG4 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H SEG5 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H SEG6 37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H SEG7 3FH 3EH 3DH 3CH 3BH 3AH 39H 38H 5.4. 串行接口 CH453 具有硬件实现的 2 线串行接口，包含 2 个主要信号线：串行数据时钟输入线 SCL、串行数 据输入和输出线 SDA；以及 1 个辅助信号线：中断输出线 INT#。其中，SCL 是带上拉的输入信号线， 默认是高电平；SDA 是带上拉的准双向信号线，默认是高电平

12、；INT#是带上拉的开漏输出，在启用键 盘扫描功能后作为键盘中断输出线，默认是高电平。 SDA 用于串行数据输入和输出，高电平表示位数据 1，低电平表示位数据 0，串行数据输入的顺 序是高位在前，低位在后。 SCL 用于提供串行时钟，CH453 在其上升沿从 SDA 输入数据，在其下降沿从 SDA 输出数据。 在 SCL 为高电平期间发生的 SDA 下降沿定义为串行接口的启动信号，在 SCL 为高电平期间发生 的 SDA 上升沿定义为串行接口的停止信号。CH453 只在检测到启动信号后才接收并分析命令。所以在CH453 中文手册 单片机 I/O 引脚资源紧张时，可以在保持 SDA 引脚状态不变

13、的情况下，将 SCL 引脚与其它接口电路共 用；如果能够确保 SDA 引脚的变化仅在 SCL 引脚为低电平期间发生，那么 SCL 引脚和 SDA 引脚都可以 与其它接口电路共用。 INT#用于键盘中断输出，默认是高电平。当 CH453 检测到有效按键时，INT#输出低电平有效的 键盘中断；单片机被中断后，对 CH453 执行读操作，CH453 将 INT#恢复为高电平，并从 SDA 输出按键 代码，单片机从 SDA 获得一个字节的数据，其中低 7 位是按键代码。 单片机与 CH453 的通讯过程总是分为 6 个步骤，按单片机的操作方向分成两种类型，一种是写 操作，用于输出数据，一种是读操作，用

14、于输入数据。具体过程可以参考例子程序中的说明。 写操作包括以下 6 个步骤：输出启动信号、输出字节 1、应答 1、输出字节 2、应答 2、输出停 止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答 1 和应答 2 总是固定为 1，输出字节 1 和输出字 节 2 各自包含 8 个数据位，即一个字节数据。 读操作包括以下 6 个步骤：输出启动信号、输出字节 1、应答 1、输入字节 2、应答 2、输出停 止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答 1 和应答 2 总是固定为 1，输出字节 1 和输入字 节 2 各自包含 8 个数据位，即一个字节数据。 下图是一个写操作的实例，字节 1 为 01001

15、000B，即 48H；字节 2 为 00000001B，即 01H。 6、操作命令 CH453 的操作命令分为 4 组。各命令的启动信号、停止信号、应答 1 和应答 2 都相同，区别在于 输出字节 1 和字节 2 的数据不同以及字节 2 的传输方向不同。 6.1. 设置系统参数命令 该命令的字节 1 为 01001000B，即 48H；字节 2 为SLEEPINTENS0X_INT0KEYBDISPB。 该命令用于设定 CH453 的系统级参数：显示驱动使能 DISP、键盘扫描使能 KEYB、DIG15 中断输 出使能 X_INT、显示驱动亮度控制 INTENS、低功耗睡眠控制 SLEEP。

16、当 DISP 位为 1 时允许显示输出，当 DISP 位为 0 时关闭显示驱动。 当 KEYB 位为 1 时启用键盘扫描，当 KEYB 位为 0 时关闭键盘扫描。 当 X_INT 位为 1 时，最多只支持 15 位数码管，DIG15 引脚用于键盘中断输出，功能与 INT#引脚 相同；当 X_INT 位为 0 时，最多支持 16 位数码管，DIG15 与 DIG8DIG14 类似作为字驱动。 INTENS 用于控制显示驱动的亮度，包含两位数据，有 4 种组合：数据 00B、01B、10B 分别设置 显示驱动占空比为 4/4、 1/4、 2/4， 并且启用内部的段驱动限流； 数据 11B 设置显示驱动占空比为 4/4， 但是禁止内部的段驱动限流，所以外部需要在段引脚串接限流电阻 R0。 SLEEP 用于使 CH453 进入