TM1637、AIP1637代码驱动

可移植性高，适用于Arduino、STM32、51等
这两款芯片通用

TM1637、AIP137简介

TM1637 是一种带键盘扫描接口的LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。本产品性能优良，质量可靠。主要应用于电磁炉、微波炉及小家电产品的显示屏驱动。采用DIP/SOP20的封装形式

微信截图_20230609152928.png 此类芯片的通讯协议是类似I2C但他不是标准的I2C协议，传输协议低位先行LSB

微处理器的数据通过两线总线接口和 TM1637 通信，在输入数据时当 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。数据输入的开始条件是 CLK 为高电平时，DIO 由高变低；结束条件是 CLK 为高时，DIO 由低电平变为高电平。 TM1637 的数据传输带有应答信号 ACK，当传输数据正确时，会在第八个时钟的下降沿，芯片内部会产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低，在第九个时钟结束之后释放 DIO 口线

微信截图_20230609153544.png

SRAM写入操作

这款芯片有两种写入数据的方式一种为连续写入地址会自增，另外一种是固定地址写入也就是一次只写入一次。

微信截图_20230609153602.png

我们想要实现的效果是这样的：

  tm_display(0, (counter / 1000) % 10);
  tm_display(1, (counter / 100) % 10);
  tm_display(2, (counter / 10) % 10);
  tm_display(3, counter % 10);

这个方法的作用是指定显示Index索引和要显示的内容

所以这个方式固定地址模式更加会适合我们的程序编写。

好了接下里我们来软件手写实现下通讯驱动。

代码实现

首先我们先定义几个通用方法

tm1637.h文件

#define CLK_PIN 2
#define DIO_PIN 3

#define CLK_0 digitalWrite(CLK_PIN, LOW)
#define CLK_1 digitalWrite(CLK_PIN, HIGH)
#define DIO_0 digitalWrite(DIO_PIN, LOW)
#define DIO_1 digitalWrite(DIO_PIN, HIGH)
#define DIO_R digitalRead(DIO_PIN)

#define CLK_OUT pinMode(CLK_PIN, OUTPUT)
#define DIO_OUT pinMode(DIO_PIN, OUTPUT)
#define DIO_IN pinMode(DIO_PIN, INPUT)

// 微秒延迟
#define tm_delay_us(us_num) delayMicroseconds(us_num)

void tm_init(void);
void tm_display(uint8_t index, uint8_t numer);
void tm_clear(void);
void tm_set_point(uint8_t PointFlag);

不同的平台直接取修改宏定义下的函数即可。

.c文件的实现

和I2c一样都需要有start和stop起始和结束

/**
 * 数据传输开始
 * 数据输入的开始条件是 CLK
为高电平时，DIO 由高变低；
*/
void dat_start() {
    DIO_OUT;
    tm_delay_us(2);
    CLK_1;
    DIO_1;
    tm_delay_us(2);
    DIO_0;
    CLK_0;
}

/**
 * 传输结束
 * 结束条件是 CLK 为高时，DIO 由低电平变为高电平
 */
void dat_stop() {
    CLK_0;
    DIO_0;
    tm_delay_us(2);
    CLK_1;
    DIO_1;
}

然后就是数据的发送。这里和标准的I2c不同的是它是LSB低位先行


int dat_send8(uint8_t data) {
    // 这个发送时序是LSB 从低位到高位
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        CLK_0;
        if (data & 0x01) {
            DIO_1;
        } else {
            DIO_0;
        }
        tm_delay_us(3);
        CLK_1;
        tm_delay_us(3);
        data >>= 1;
    }
    return dat_ack_check();
}

每次数据的发送需要IC芯片的ACK，所以我们去检查ACK信号

TM1637 的数据传输带有应答信号 ACK，当传输数据正确时，会在第八个时钟的下降沿，芯片内部会产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低，在第九个时钟结束之后释放 DIO 口线


int dat_ack_check() {
    uint8_t ack = 0, errorRetry = 5;
    DIO_1;
    tm_delay_us(5);
    DIO_IN;
    tm_delay_us(5);
    CLK_0;
    tm_delay_us(5);
    while (DIO_R) {
        if (errorRetry <= 0) {
            break;
        }
        tm_delay_us(1);
        errorRetry--;
    }
    if (errorRetry) {
        ack = 1;
        CLK_1;
        tm_delay_us(5);
    }
    CLK_0;
    DIO_OUT;
    return ack;
}

这里稍微有点绕我们来解释下这段代码的意思：

首先因为文档说了：会在第八个时钟的下降沿，芯片内部会产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低。

所以我们先将DIO引脚拉高之后再将CLK引脚拉低，到这里我们就可以去监听下DIO引脚的高低变化去读取它的值，代码中使用了while循环去读取并且加入了超时重试机制。

在外循环内如果没有超时全部那么errorRetry的剩余次数一定大于1那么条件就为真，我们就可以认为是读取到了低电平while退出了循环。之后呢看文档：在第九个时钟结束之后释放 DIO 口线。所以我们在这个if内在将CLK拉高，方法的结束最后在将CLK拉低为了后面传输数据做准备，也为了防止出错。

接下里我们设置下SRAM写入的模式为固定地址模式

/**
 * 固定地址模式
 */
void tm_sram_lock() {
    dat_start();
    dat_send8(0x44);  // 固定地址模式
    dat_stop();
}

然后设置亮度为最高

void tm_lock_light(uint8_t commant) {
    dat_start();
    dat_send8(commant);
    dat_stop();
}

参数内传入：0x8f就好。

整体看下显示代码


void tm_lock_show(uint8_t index, uint8_t number) {
    uint8_t zero = 0xc0;
    dat_start();
    dat_send8(zero + index);  // 发送地址
    dat_send8(coding(number));
    dat_stop();
}

void tm_lock_light(uint8_t commant) {
    dat_start();
    dat_send8(commant);
    dat_stop();
}

void tm_init(void) {
    DIO_OUT;
    CLK_OUT;
    tm_sram_lock();
}
void tm_display(uint8_t index, uint8_t number) {
    tm_lock_show(index, number);
    tm_lock_light(0x8f);
}

微信截图_20230609155452.png