TM1637四数码管驱动

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TM1637

1. TM1637概述

共阳，8段数码管x6个，还有按键扫描，可以调节亮度，串行接口、内置自动消隐电路。

模块图：

2. 管脚定义

可以看出，有两个IO用于串行数据输入/输出。此芯片不仅能够驱动数码管，还能够作为矩阵按键扫描。

3.接口说明

根据手册描述，数据在CLK为低时刻准备好，CLK为高（上升沿）被传输过去，每传输一个字节，在第八个时钟下降沿，1637都会产生一个ACK，会拉低DIO总线。
我使用的是地址自动加1模式，首先空闲状态都为高电平，发送start信号，然后命令，从机ack应答（拉低DIO），接着stop信号。然后start信号，设置地址，从机ack应答，然后data1，ack…,最后stop信号。

4.数据指令

可以看出，这两位是来区分，数据命令或者显示控制命令，或者地址命令的。

1.数据命令设置

0x40为写数据到显示寄存器、自动地址增加

2.地址命令设置

0xC0为第一个数码管显示寄存器地址，下一个地址加一，依次类推。

3.显示控制

脉冲宽度表示这个是控制显示亮度的，可根据自己场景选择。
下面0x88是显示打开！！！

5.四位数码管模块原理图

6.程序驱动

采用固定地址的程序流程图

程序代码

main.c

#include "tm1637.h" int main(void) { 
    tm1637_init(); //数码管初始化 smg_display(2142,0);//显示2142，冒号不显示 while(1) { 
    } } 

tm1637.c

#include "tm1637.h" #include "main.h" #include "uart.h" #include <stdio.h> #include <string.h> #include "retarget.h" //段码表 const uint8_t num_tab[] = { 
    //0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F, :(数码管中间那两点) 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x80 }; //显示缓冲区,要准备显示的段码值,从左到右 uint8_t show_buffer[4] = { 
   0}; / * @brief: tm1637初始化 * @param: void * @return: none */ void tm1637_init(void) { 
    GPIO_InitTypeDef tm1637_gpio_init; TM1637_CLK_GPIO_CLK_ENABLE(); TM1637_DIO_GPIO_CLK_ENABLE(); /// tm1637 CLK tm1637_gpio_init.Pin = TM1637_CLK_GPIO_PIN; tm1637_gpio_init.Pull = GPIO_PULLUP; tm1637_gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; tm1637_gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; HAL_GPIO_Init(TM1637_CLK_GPIO_PORT,&tm1637_gpio_init); /// tm1637 DIO tm1637_gpio_init.Pin = TM1637_DIO_GPIO_PIN; HAL_GPIO_Init(TM1637_DIO_GPIO_PORT,&tm1637_gpio_init); TM1637_CLK_HIGH; TM1637_DIO_HIGH; } / * @brief: 初略延时，n ns * @param i * @return: none */ void delay_ns(uint32_t i) { 
    while(i--); } / * @brief: tm1637 start 信号 * @param: void * @return: none */ void tm1637_start(void) { 
    TM1637_DIO_GPIO_OUTPUT; TM1637_CLK_HIGH; TM1637_DIO_HIGH; delay_ns(6); TM1637_DIO_LOW; } / * @brief: 检测应答信号,默认有超时时间 * @param: void * @return: 0: nack, 1: ack */ uint8_t tm1637_is_ack(void) { 
    uint8_t ack_flag = 0,time = 60; TM1637_DIO_GPIO_INPUT; TM1637_CLK_LOW; while(time) { 
    time--; if(HAL_GPIO_ReadPin(TM1637_DIO_GPIO_PORT,TM1637_DIO_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_RESET) { 
    ack_flag = 1; break; } } TM1637_CLK_HIGH; delay_ns(6); TM1637_CLK_LOW; return ack_flag; } / * @brief: 停止信号 * @param: void * @return: none */ void tm1637_stop(void) { 
    TM1637_DIO_GPIO_OUTPUT; TM1637_CLK_LOW; delay_ns(5); TM1637_DIO_LOW; delay_ns(5); TM1637_CLK_HIGH; delay_ns(5); TM1637_DIO_HIGH; } / * @brief: 写一个字节，地址自动递增模式 * @param data * @return: none */ void tm1637_write_byte(uint8_t data) { 
    uint8_t i; TM1637_DIO_GPIO_OUTPUT; for (i = 0; i < 8;i++) { 
    TM1637_CLK_LOW; if(data & 0x01) { 
    TM1637_DIO_HIGH; } else { 
    TM1637_DIO_LOW; } delay_ns(3); data = data >> 1; TM1637_CLK_HIGH; delay_ns(3); } } / * @brief: 数码管显示数值 * @param show_num : 0000 ~ 9999 * @param colon_flag: 冒号标志位，0:不显示，1:显示 */ void smg_display(uint16_t show_num , uint8_t colon_flag) { 
    uint8_t i; uint8_t ack_flag = 0; memset(show_buffer,0,sizeof(show_buffer)); show_buffer[0] = num_tab[show_num/1000]; if (colon_flag) //冒号标志位 { 
    show_buffer[1] = num_tab[show_num/100%10] | 0x80; } else { 
    show_buffer[1] = num_tab[show_num/100%10]; } // show_buffer[1] = 0x80; show_buffer[2] = num_tab[show_num/10%10]; show_buffer[3] = num_tab[show_num%10]; tm1637_start(); tm1637_write_byte(0x40); //0x40,地址自动加1模式 ack_flag = tm1637_is_ack(); if(!ack_flag) { 
    return; //结束 } tm1637_stop(); tm1637_start(); tm1637_write_byte(0xc0); //设置数码管显示的首地址 ack_flag = tm1637_is_ack(); if(!ack_flag) { 
    return; //结束 } for (i = 0; i < 4; i++) { 
    tm1637_write_byte(show_buffer[i]); // tm1637_write_byte(0x5b); //显示数值，从左到右 ack_flag = tm1637_is_ack(); if(!ack_flag) { 
    return; //结束 } } tm1637_stop(); tm1637_start(); // tm1637_write_byte(0x8f); //开显示，最大亮度,14/16 tm1637_write_byte(0x8b); //开显示，亮度，10/16 // tm1637_write_byte(0x8a); //开显示，亮度，4/16 // tm1637_write_byte(0x88); //开显示，亮度，1/16 ack_flag = tm1637_is_ack(); if(!ack_flag) { 
    // printf("error 0x8f ack.\r\n"); return; //结束 } tm1637_stop(); } 

tm1637.h

#ifndef CLOCK_TM1637_H #define CLOCK_TM1637_H #include <stdbool.h> #include "stm32f1xx.h" #define TM1637_CLK_GPIO_PORT GPIOB #define TM1637_CLK_GPIO_PIN GPIO_PIN_8 #define TM1637_CLK_GPIO_CLK_ENABLE() do{ 
     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();}while(0) #define TM1637_CLK_HIGH do{ 
     HAL_GPIO_WritePin(TM1637_CLK_GPIO_PORT,TM1637_CLK_GPIO_PIN,GPIO_PIN_SET);}while(0) #define TM1637_CLK_LOW do{ 
     HAL_GPIO_WritePin(TM1637_CLK_GPIO_PORT,TM1637_CLK_GPIO_PIN,GPIO_PIN_RESET);}while(0) #define TM1637_DIO_GPIO_PORT GPIOB #define TM1637_DIO_GPIO_PIN GPIO_PIN_9 #define TM1637_DIO_GPIO_CLK_ENABLE() do{ 
     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();}while(0) #define TM1637_DIO_HIGH do{ 
     HAL_GPIO_WritePin(TM1637_DIO_GPIO_PORT,TM1637_DIO_GPIO_PIN,GPIO_PIN_SET);}while(0) #define TM1637_DIO_LOW do{ 
     HAL_GPIO_WritePin(TM1637_DIO_GPIO_PORT,TM1637_DIO_GPIO_PIN,GPIO_PIN_RESET);}while(0) //切换方向,输入或者输出 #define TM1637_DIO_GPIO_OUTPUT { 
     GPIOB->CRH &= 0xFFFFFF0F; GPIOB->CRH |= (uint32_t)(3<<4);} #define TM1637_DIO_GPIO_INPUT { 
     GPIOB->CRH &= 0xFFFFFF0F; GPIOB->CRH |= (uint32_t)(8<<4);} / * @brief: tm1637初始化 * @param: void * @return: none */ void tm1637_init(void); / * @brief: 初略延时，n ns * @param i * @return: none */ void delay_ns(uint32_t i); / * @brief: tm1637 start 信号 * @param: void * @return: none */ void tm1637_start(void); / * @brief: 检测应答信号,默认有超时时间 * @param: void * @return: 0: nack, 1: ack */ uint8_t tm1637_is_ack(void); / * @brief: 停止信号 * @param: void * @return: none */ void tm1637_stop(void); / * @brief: 写一个字节，地址自动递增模式 * @param data * @return: none */ void tm1637_write_byte(uint8_t data); void smg_display(uint16_t show_num , uint8_t colon_flag); #endif //CLOCK_TM1637_H 

7.遇到的问题

问题1 无法点亮数码管

使用TM1637，按照手册里面编写时序，发现数码管不亮，然后检查时序，从开始信号，数据位，到最后结束信号，发现在发送data1~data n后，直接发送停止信号了，接着又发送1个字节的数据，应答此刻等待了29us多，很长。发现这部分不对劲，对照手册里面发送的最后一个字节命令是用来开显示和调整亮度的，然后发现少了个开始信号，加上去，就正常了。