STM32实战项目-数码管

程序实现功能：

1、上电后，数码管间隔50ms计数；

2、触摸按键1调节数码管亮度，8个等级；

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目录

1、硬件电路

 1.1数码管

1.2TIM1620 驱动电路

 二、技术讲解

2.1概述 

2.2特性

2.3引脚说明

 3.指令说明及配置

3.1显示模式命令设置 

 3.2写数据地址模式

 3.3显示控制命令设置

 3.4显示寄存器地址

3.5数码管显示驱动 

 4.软件编程

4.1串口高低电平配置 

 4.2数码管译码配置

 4.3写入函数

4.4初始化TIM1620函数

 4.5数码管显示函数

 4.6运行函数

 4.7回调函数-按键控制亮度

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1、硬件电路

 1.1数码管

 

1.2TIM1620 驱动电路

 

 二、技术讲解

2.1概述 

TM1620是一种LED（发光二极管显示器）驱动控制专用IC,内部集成有MCU数字接口、数据锁存器、 LED驱动等电路。

2.2特性

• 采用CMOS工艺
• 显示模式（8 段× 6 位～10段× 4位）
• 辉度调节电路（8 级占空比可调）
• 串行接口（CLK,STB,DIN）
• 振荡方式：内置RC振荡
• 内置上电复位电路
• 内置数据锁存电路
• 内置针对LED反偏漏电导致暗亮问题优化电路
• 抗干扰能力强
• 封装形式： SOP20

2.3引脚说明

TIM1620需要通过引脚CLK、DIN、STB 控制串行数据传输，所以优先配置好GPIO串口，具体配置如下图所示：

 3.指令说明及配置

3.1显示模式命令设置 

该指令用来设置选择段和位的个数（4～6 位,8～10 段） 。当该指令被执行时,显示被强制关闭。 在显示模式不变时,显存内的数据不会被改变,显示控制命令控制显示开关。如下图所示：

 为了移植方便，在我们的显示函数声明部分，将所以可能的选项枚举出来，具体代码如下：

/显示模式
typedef enum
{
	Disp_Mode_GRID4_SEG10  = 0x00,
	Disp_Mode_GRID5_SEG9   = 0x01,
	Disp_Mode_GRID6_SEG8   = 0x02,
} Disp_Mode_t;

 3.2写数据地址模式

该指令用来设置数据写和读,B1和B0位不允许设置01或11。具体如下图所示：

  为了移植方便，在我们的显示函数声明部分，将所以可能的选项枚举出来，具体代码如下：

//写数据模式
typedef enum
{
	Write_Data_Addr_Fix      = 0x44,
	Write_Data_Addr_Auto_Add = 0x40,
} Write_Data_Addr_Mode_t;

 3.3显示控制命令设置

该指令用来设置显示的开关以及显示亮度调节。共有8级辉度可供选择进行调节。如下图所示：

 为了移植方便，在我们的显示函数声明部分，将所以可能的选项枚举出来，具体代码如下：

//灰度等级
typedef enum
{
	Brightness_level_0  	= 0x80,
	Brightness_level_1  	= 0x88,
	Brightness_level_2  	= 0x89,
	Brightness_level_3  	= 0x8A,
	Brightness_level_4  	= 0x8B,
	Brightness_level_5  	= 0x8C,
	Brightness_level_6  	= 0x8D,
	Brightness_level_7  	= 0x8E,
	Brightness_level_8  	= 0x8F,
} Brightness_level_t;

 3.4显示寄存器地址

该寄存器存储通过串行接口接收从外部器件传送到TM1620的数据,最多有效地址从00H-0BH共12字节单元,
分别与芯片SEG和GRID管脚对应,具体分配如下图：写LED显示数据的时候,按照显示地址从低位到高位,数据字节从低位到高位操作
 

 

 为了移植方便，在我们的显示函数声明部分，将所以可能的选项枚举出来，具体代码如下：

//显示寄存器地址
typedef enum
{
	Disp_SFR_Addr_Num   = (uint8_t)12,
	
	Disp_SFR_Addr_00H  	= 0xC0,
	Disp_SFR_Addr_01H  	= 0xC1,
	Disp_SFR_Addr_02H  	= 0xC2,
	Disp_SFR_Addr_03H  	= 0xC3,
	Disp_SFR_Addr_04H  	= 0xC4,
	Disp_SFR_Addr_05H  	= 0xC5,
	Disp_SFR_Addr_06H  	= 0xC6,
	Disp_SFR_Addr_07H  	= 0xC7,
	Disp_SFR_Addr_08H  	= 0xC8,
	Disp_SFR_Addr_09H  	= 0xC9,
	Disp_SFR_Addr_0AH  	= 0xCA,
	Disp_SFR_Addr_0BH  	= 0xCB,
} Disp_SFR_Addr_t;

 注意： 芯片显示寄存器在上电瞬间其内部保存的值可能是随机不确定的,此时客户直接发送开屏命令,将有可能出现显示乱码。所以我司建议客户对显示寄存器进行一次上电清零操作,即上电后向12位显存地址（00H-0BH）中全部写入数据0x00。

3.5数码管显示驱动 

关于小数点是否启动，也将其封装起来，代码如下：

typedef enum
{
	Disp_DP_OFF  = 0x01,
	Disp_DP_ON   = 0x02,
} Disp_DP_Status_t;

 4.软件编程

4.1串口高低电平配置 

为了方便串口数据传输，我们使用宏定义 将串口的读写重新定义，具体代码如下：

//TM1620穿行通讯口
#define	SET_STB		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_STB_GPIO_Port,TM1620_STB_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define	CLR_STB		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_STB_GPIO_Port,TM1620_STB_Pin,GPIO_PIN_RESET)

#define	SET_DIN		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_DIN_GPIO_Port,TM1620_DIN_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define	CLR_DIN		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_DIN_GPIO_Port,TM1620_DIN_Pin,GPIO_PIN_RESET)

#define	SET_CLK		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_CLK_GPIO_Port,TM1620_CLK_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define	CLR_CLK		HAL_GPIO_WritePin(TM1620_CLK_GPIO_Port,TM1620_CLK_Pin,GPIO_PIN_RESET)

 4.2数码管译码配置

没有单独配置小数点，函数内部需要小数点的话，单独加上即可。

uint8_t Disp_Decode[16]    = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};  //数码管译码 0 - 9

 4.3写入函数

 

 根据时序图写函数，首先在传输八位数据之前，需要将STB置零拉低，因为是使用库函数，有一定的延时，所不用额外加延时函数，开始一个一个bit传的时候也需要拉低CLK,拉高CLK，用每个bit位与1&从而确定每个bit是高低电平，发出信号。具体代码如下：

static void TM1620_Write_Byte(uint8_t dat) 
{
	uint8_t i = 0;

	
	//参考数据手册时序图
	CLR_STB;
	
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		CLR_CLK;
		//准备数据位
		if((dat & BIT0) == BIT0) //BIT0为宏定义值为0x01
			SET_DIN;
		else
			CLR_DIN;
		dat = dat >> 1; //移位，准备下一个bit
		//时钟上升沿发送下一个数据	
		SET_CLK;	
		__nop();
	}	
}

4.4初始化TIM1620函数

芯片显示寄存器在上电瞬间其内部保存的值可能是随机不确定的,此时客户直接发送开屏命令,将有可能出现显示乱码 ，所以要进行清零操作，因为芯片内部有配置可以自动地址增加，具体如下图示：

具体配置代码如下：

static void TM1620_Init() 
{
	uint8_t i = 0;
	
	//设置显示模式
	TM1620_Write_Byte(Disp_Mode_GRID6_SEG8); 
	SET_STB;  
	
  //地址自动增加
	TM1620_Write_Byte(Write_Data_Addr_Auto_Add); 
	SET_STB;
	
	//清除显示寄存器
	TM1620_Write_Byte(Disp_SFR_Addr_00H); //设置首地址

	for(i=0;i

 4.5数码管显示函数

数码管是一个个显示的，不需要自动增加地址，需要固定地址，如下图所示：

 

具体配置代码如下； 

static void Disp(Disp_NUM_t Disp_NUM,uint8_t Dat,Disp_DP_Status_t Disp_DP_Status) 
{
	//参数范围检查
	if(Dat > 0x0F)
	{
		System.Assert_Failed();
	}
	
	//设置显示模式
	TM1620_Write_Byte(Disp_Mode_GRID6_SEG8); 
	SET_STB;
	
	//地址固定
	TM1620_Write_Byte(Write_Data_Addr_Fix); 
	SET_STB;
	
	//写地址
	TM1620_Write_Byte(Disp_NUM);
	//写数据
	if(Disp_DP_Status == Disp_DP_ON)
		TM1620_Write_Byte(Disp_Decode[Dat] + 0x80);
	else
		TM1620_Write_Byte(Disp_Decode[Dat]);
	SET_STB;
	
	//显示
  TM1620_Write_Byte(Display.Brightness);
	SET_STB; 
}

 4.6运行函数

static void Run()
{
	static uint32_t Cnt = 0;
	
	//数码管显示计数值
	Display.Disp(Disp_NUM_1,Cnt%10,      Disp_DP_OFF); //个位
	Display.Disp(Disp_NUM_2,Cnt/10%10,   Disp_DP_OFF); //十位
	Display.Disp(Disp_NUM_3,Cnt/100%10,  Disp_DP_OFF); //百位
	Display.Disp(Disp_NUM_4,Cnt/1000%10, Disp_DP_OFF); //千位
	Display.Disp(Disp_NUM_5,Cnt/10000%10,Disp_DP_OFF); //万位
	Display.Disp(Disp_NUM_6,Cnt/100000,  Disp_DP_OFF); //十万位
	
	//更新计数值
	if(++Cnt > 999999)
		Cnt = 0;
	
	//延时50ms
	HAL_Delay(50);
}

 4.7回调函数-按键控制亮度

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == KEY1_Pin)
	{
		LED.LED_Flip(LED2);
		
		switch(Display.Brightness)
		{
			case Brightness_level_1: Display.Brightness = Brightness_level_2; break;
			case Brightness_level_2: Display.Brightness = Brightness_level_3; break;
			case Brightness_level_3: Display.Brightness = Brightness_level_4; break;
			case Brightness_level_4: Display.Brightness = Brightness_level_5; break;
			case Brightness_level_5: Display.Brightness = Brightness_level_6; break;
			case Brightness_level_6: Display.Brightness = Brightness_level_7; break;
			case Brightness_level_7: Display.Brightness = Brightness_level_8; break;
			case Brightness_level_8: Display.Brightness = Brightness_level_1; break;
			default: Display.Brightness = Brightness_level_3;
		}
	}
}