代码收藏家 STM32实战项目：数码管驱动与应用
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；
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
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 - 94.3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<Disp_SFR_Addr_Num;i++)
TM1620_Write_Byte(0x00);
SET_STB;
//显示
TM1620_Write_Byte(Display.Brightness);
SET_STB;
}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;
}
}
}
