STM32F1开发指南笔记20----数码管驱动芯片TM1640解析
以前在单片机学习中，驱动数码管是直接将数码管连接单片机，在单片机上需要编写很复杂的程序，并且对数码管需要实时扫描。在实际项目开发中，一般使用数码管专用控制芯片来驱动数码管，提高开发效率。
TM1640是一种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驱动等电路。主要应用于电子产品LED显示屏驱动。采用SOP28封装形式。TM1640只是数码管驱动芯片的一种，还有很多其他的驱动芯片，具体芯片选择需要根据项目需求及预算来决定。
可驱动16位数码管。
有共阴极与共阳极两种电路图，根据开发板上的数码管实际连接来决定使用哪个。
这两个引脚分别与单片机的两个GPIO相连。
8位数码管
这八个共阴极的LED灯相当于一个数码管，可以当成一个数码管来处理。
驱动代码如下：
main函数
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "rtc.h"
#include "TM1640.h"
int main (void)
{
u8 c=0x01;
RCC_Configuration(); //系统时钟初始化
RTC_Config(); //RTC初始化
TM1640_Init(); //TM1640初始化
while(1)
{
if(RTC_Get()==0) //读出RTC时间
{
TM1640_display(0,rday/10); //天
TM1640_display(1,rday%10+10); //+10是为了显示后面的小数点
TM1640_display(2,rhour/10); //时
TM1640_display(3,rhour%10+10);
TM1640_display(4,rmin/10); //分
TM1640_display(5,rmin%10+10);
TM1640_display(6,rsec/10); //秒
TM1640_display(7,rsec%10);
TM1640_led(c); //与TM1640连接的8个LED全亮
c<<=1; //数据左移 流水灯
if(c==0x00)c=0x01; //8个灯显示完后重新开始
delay_ms(125); //延时
}
}
}
TM1640.c函数
#include "TM1640.h"
#include "delay.h"
#define DEL 1 //宏定义 通信速率（默认为1，如不能通信可加大数值）
//地址模式的设置
//#define TM1640MEDO_ADD 0x40 //宏定义 自动加一模式
#define TM1640MEDO_ADD 0x44 //宏定义 固定地址模式（推荐）
//显示亮度的设置
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x88 //宏定义 亮度 最小
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x89 //宏定义 亮度
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x8a //宏定义 亮度
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x8b //宏定义 亮度
#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x8c //宏定义 亮度（推荐）
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x8d //宏定义 亮度
//#define TM1640MEDO_DISPLAY 0x8f //宏定义 亮度 最大
#define TM1640MEDO_DISPLAY_OFF 0x80 //宏定义 亮度 关
//通信时序 启始（基础GPIO操作）（低层）
void TM1640_start()
{
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
delay_us(DEL);
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0
delay_us(DEL);
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0
delay_us(DEL);
}
//通信时序 结束（基础GPIO操作）（低层）
void TM1640_stop()
{
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
delay_us(DEL);
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
delay_us(DEL);
}
//写数据（低层）
void TM1640_write(u8 date)
{
u8 i;
u8 aa;
aa=date;
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0
for(i=0;i<8;i++)
{
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0
delay_us(DEL);
if(aa&0x01)
{
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
delay_us(DEL);
}
else
{
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0
delay_us(DEL);
}
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
delay_us(DEL);
aa=aa>>1;
}
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0
}
//TM1640接口初始化
void TM1640_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TM1640_DIN | TM1640_SCLK; //选择端口号（0~15或all）
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //选择IO接口工作方式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO接口速度（2/10/50MHz）
GPIO_Init(TM1640_GPIOPORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1
TM1640_start();
TM1640_write(TM1640MEDO_ADD); //设置数据，0x40,0x44分别对应地址自动加一和固定地址模式
TM1640_stop();
TM1640_start();
TM1640_write(TM1640MEDO_DISPLAY); //控制显示，开显示，0x88, 0x89, 0x8a, 0x8b, 0x8c, 0x8d, 0x8e, 0x8f分别对应脉冲宽度为:
//------------------1/16, 2/16, 4/16, 10/16, 11/16, 12/16, 13/16, 14/16 //0x80关显示
TM1640_stop();
}
//固定地址模式的显示输出8个LED控制
void TM1640_led(u8 date)
{
TM1640_start();
TM1640_write(TM1640_LEDPORT); //传显示数据对应的地址
TM1640_write(date); //传1BYTE显示数据
TM1640_stop();
}
//固定地址模式的显示输出
void TM1640_display(u8 address,u8 date)
{
const u8 buff[21]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0x00};//数字0~9及0~9加点显示段码表
//--------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 无
TM1640_start();
TM1640_write(0xC0+address); //传显示数据对应的地址
TM1640_write(buff[date]); //传1BYTE显示数据
TM1640_stop();
}
//地址自动加一模式的显示输出
void TM1640_display_add(u8 address,u8 date)
{
u8 i;
const u8 buff[21]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0x00};//数字0~9及0~9加点显示段码表
//--------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 无
TM1640_start();
TM1640_write(0xC0+address); //设置起始地址
for(i=0;i<16;i++)
{
TM1640_write(buff[date]);
}
TM1640_stop();
}
TM1640.h文件
#ifndef __TM1640_H
#define __TM1640_H
#include "sys.h"
#define TM1640_GPIOPORT GPIOA //定义IO接口
#define TM1640_DIN GPIO_Pin_12 //定义IO接口
#define TM1640_SCLK GPIO_Pin_11 //定义IO接口
#define TM1640_LEDPORT 0xC8 //定义IO接口
void TM1640_Init(void);//初始化
void TM1640_led(u8 date);//
void TM1640_display(u8 address,u8 date);//
void TM1640_display_add(u8 address,u8 date);//
#endif
rtc.c函数
/*
//时间读写与设置说明//
1，在mani函数开头放入RTC_Config();就可以使能时钟了。
在RTC_Config();函数中自带判断是不是首次使用RTC
2，使用 RTC_Get();读出时间。读出的数据存放在：
年 ryear （16位）
月 rmon （以下都是8位）
日 rday
时 rhour
分 rmin
秒 rsec
周 rweek
3，使用 RTC_Set(4位年,2位月,2位日,2位时,2位分,2位秒); 写入时间。例如：RTC_Get(2017,08,06,21,34,00);
其他函数都是帮助如上3个函数的，不需要调用。
注意要使用RTC_Get和RTC_Set的返回值，为0时表示读写正确。
*/
#include "sys.h"
#include "rtc.h"
//以下2条全局变量--用于RTC时间的读取
u16 ryear; //4位年
u8 rmon,rday,rhour,rmin,rsec,rweek;//2位月日时分秒周
//首次启用RTC的设置
void RTC_First_Config(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);//启用PWR和BKP的时钟（from APB1）
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//后备域解锁
BKP_DeInit();//备份寄存器模块复位
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//外部32.768KHZ晶振开启
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);//等待稳定
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//RTC时钟源配置成LSE（外部低速晶振32.768KHZ）
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//RTC开启
RTC_WaitForSynchro();//开启后需要等待APB1时钟与RTC时钟同步，才能读写寄存器
RTC_WaitForLastTask();//读写寄存器前，要确定上一个操作已经结束
RTC_SetPrescaler(32767);//设置RTC分频器，使RTC时钟为1Hz,RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (32.768 KHz)/(32767+1)
RTC_WaitForLastTask();//等待寄存器写入完成
//当不使用RTC秒中断，可以屏蔽下面2条
// RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//使能秒中断
// RTC_WaitForLastTask();//等待写入完成
}
//实时时钟初始化
void RTC_Config(void)
{
//在BKP的后备寄存器1中，存了一个特殊字符0xA5A5
//第一次上电或后备电源掉电后，该寄存器数据丢失，表明RTC数据丢失，需要重新配置
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5){//判断寄存数据是否丢失
RTC_First_Config();//重新配置RTC
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);//配置完成后，向后备寄存器中写特殊字符0xA5A5
}else{
//若后备寄存器没有掉电，则无需重新配置RTC
//这里我们可以利用RCC_GetFlagStatus()函数查看本次复位类型
if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) != RESET){
//这是上电复位
}
else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PINRST) != RESET){
//这是外部RST管脚复位
}
RCC_ClearFlag();//清除RCC中复位标志
//虽然RTC模块不需要重新配置，且掉电后依靠后备电池依然运行
//但是每次上电后，还是要使能RTCCLK
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能RTCCLK
RTC_WaitForSynchro();//等待RTC时钟与APB1时钟同步
//当不使用RTC秒中断，可以屏蔽下面2条
// RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//使能秒中断
// RTC_WaitForLastTask();//等待操作完成
}
#ifdef RTCClockOutput_Enable
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
BKP_TamperPinCmd(DISABLE);
BKP_RTCOutputConfig(BKP_RTCOutputSource_CalibClock);
#endif
}
//RTC时钟1秒触发中断函数（名称固定不可修改）
void RTC_IRQHandler(void)
{
if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET){
}
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);
RTC_WaitForLastTask();
}
//闹钟中断处理（启用时必须调高其优先级）
void RTCAlarm_IRQHandler(void)
{
if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR) != RESET){
}
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR);
RTC_WaitForLastTask();
}
//判断是否是闰年函数
//月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
//闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//输入:年份
//输出:该年份是不是闰年.1,是.0,不是
u8 Is_Leap_Year(u16 year)
{
if(year%4==0){ //必须能被4整除
if(year%100==0){
if(year%400==0)return 1;//如果以00结尾,还要能被400整除
else return 0;
}else return 1;
}else return 0;
}
//设置时钟
//把输入的时钟转换为秒钟
//以1970年1月1日为基准
//1970~2099年为合法年份
//月份数据表
u8 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表
const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//平年的月份日期表
//写入当前时间（1970~2099年有效）
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
u16 t;
u32 seccount=0;
if(syear<2000||syear>2099)return 1;//syear范围1970-2099，此处设置范围为2000-2099
for(t=1970;t<syear;t++){ //把所有年份的秒钟相加
if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数
else seccount+=31536000; //平年的秒钟数
}
smon-=1;
for(t=0;t<smon;t++){ //把前面月份的秒钟数相加
seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加
if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数
}
seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加
seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数
seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数
seccount+=sec;//最后的秒钟加上去
RTC_First_Config(); //重新初始化时钟
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);//配置完成后，向后备寄存器中写特殊字符0xA5A5
RTC_SetCounter(seccount);//把换算好的计数器值写入
RTC_WaitForLastTask(); //等待写入完成
return 0; //返回值:0,成功;其他:错误代码.
}
//读出当前时间值 ，返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Get(void)
{
static u16 daycnt=0;
u32 timecount=0;
u32 temp=0;
u16 temp1=0;
timecount=RTC_GetCounter();
temp=timecount/86400; //得到天数(秒钟数对应的)
if(daycnt!=temp){//超过一天了
daycnt=temp;
temp1=1970; //从1970年开始
while(temp>=365){
if(Is_Leap_Year(temp1)){//是闰年
if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数
else {temp1++;break;}
}
else temp-=365; //平年
temp1++;
}
ryear=temp1;//得到年份
temp1=0;
while(temp>=28){//超过了一个月
if(Is_Leap_Year(ryear)&&temp1==1){//当年是不是闰年/2月份
if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
else break;
}else{
if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
else break;
}
temp1++;
}
rmon=temp1+1;//得到月份
rday=temp+1; //得到日期
}
temp=timecount%86400; //得到秒钟数
rhour=temp/3600; //小时
rmin=(temp%3600)/60; //分钟
rsec=(temp%3600)%60; //秒钟
rweek=RTC_Get_Week(ryear,rmon,rday);//获取星期
return 0;
}
//按年月日计算星期(只允许1901-2099年)//已由RTC_Get调用
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day)
{
u16 temp2;
u8 yearH,yearL;
yearH=year/100;
yearL=year%100;
// 如果为21世纪,年份数加100
if (yearH>19)yearL+=100;
// 所过闰年数只算1900年之后的
temp2=yearL+yearL/4;
temp2=temp2%7;
temp2=temp2+day+table_week[month-1];
if (yearL%4==0&&month<3)temp2--;
return(temp2%7); //返回星期值
}
rtc.h文件
#ifndef __RTC_H
#define __RTC_H
#include "sys.h"
//全局变量的声明，在rtc.c文件中定义
//以下2条是使用extern语句声明全局变量
//注意：这里不能给变量赋值
extern u16 ryear;
extern u8 rmon,rday,rhour,rmin,rsec,rweek;
void RTC_First_Config(void);//首次启用RTC的设置
void RTC_Config(void);//实时时钟初始化
u8 Is_Leap_Year(u16 year);//判断是否是闰年函数
u8 RTC_Get(void);//读出当前时间值
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);//写入当前时间
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day);//按年月日计算星期
#endif