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4位数码管显示模块驱动

TM1637四位数码管模块是一个带时钟点的4位共阳数码管(0.36英寸)的显示模块,驱动芯片为TM1637,驱动方式为IIC,因此只需2根信号线即可使单片机控制4位8段数码管(数码管8级亮度可调)。

模块特点如下:

  • 显示器件为4位共阳数码管
  • 数码管8级亮度可调
  • 控制接口电平可为5V或3.3V
  • IIC驱动,只需要占用两个IO引脚即可实现驱动显示功能
  • 带有时钟点,应用于电子钟显示很方便

TM1637管脚定义

硬件连接

模块共4个引脚(GND、VCC、DIO、CLK),GND为地,VCC为供电电源,DIO为数据输入输出脚,CLK为时钟信号脚。

用4根母对母杜邦线将4位数码管显示模块和STM32核心板连接起来,如下图、下表所示:

IIC总线时序分析

因为TM1637是IIC总线驱动,所以驱动TM1637的总线时序需满足IIC总线的规定。

下图是指令数据传输过程(读按键数据时序):

上面时序图需要注意以下几点:

  1. IIC总线对数据的有效性要求: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。

所以我们封装的写字节的函数,都是在CLK引脚为低电平的时候,修改DIO的数据;

2.数据输入的开始条件是CLK为高电平时,DIO由高变低;

具体代码实现如下:

//IIC开始
void TM1637_start(void)
{
	 CLK_1;
	 DIO_1;
	 delay_us(2);
	 DIO_0;
}

3.结束条件是CLK为高电平时,DIO由低电平变为高电平。

具体代码实现如下:

//IIC停止
void TM1637_stop(void)
{
	 CLK_0;
	 delay_us(2);
	 DIO_0;
	 delay_us(2);
	 CLK_1;
	 delay_us(2);
	 DIO_1;
	 delay_us(2);
}

4.TM1637的数据传输带有应答信号ACK,在传输数据的过程中,在时钟线的第九个时钟芯片内部会产生一个应答信号ACK将DIO管脚拉低。

写命令的实现

根据上面实现的IIC 写字节函数,实现下面地址自动加1模式下向SRAM写数据,下图中时序图和代码部分,颜色、形状相同部分相互对应。

起始信号之后,由DIO输入TM1637的第一个字节作为一条指令。经过内部译码,取这个字节的B7、B6两位比特位以区别不同的指令。

数据命令设置

该指令用来设置数据写和读,B1和B0位不允许设置01或11,有上面表格可以查到B7=0,B6=1。

比如:

0x40这个命令,就对应上表中第一行:写数据到显示寄存器。

地址命令设置

该指令用来设置显示寄存器的地址,如果地址设为06H或更高,数据将被忽略,直到有效地址被设定;上电时,地址默认为00H。

比如:

0xC0这个就是地址命令,对应显示地址00H,即第一个数码管的地址,后面发送数据就可以给第一个数码管设置显示内容。

显示控制

比如:

0x8F对应二进制1000 1111,B3=1代表开显示,B2~B0的111代表脉冲宽度,即显示亮度,通过表格可以得出0x8F代表最高亮度。

结果展示

这种数码管可以显示的内容有:0123456789AbcdEFHLnPU,下面视频对这些内容进行了循环显示。

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