一、 概述

FZH110（深圳市方中禾科技）是一種帶鍵盤掃描接口的LED（發(fā)光二極管顯示器）驅(qū)動(dòng)控制專用IC,內(nèi)部集成有MCU數(shù) 字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描等電路。本產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。主 要適用于機(jī)頂盒、家電設(shè)備(智能熱水器、微波爐、洗衣機(jī)、空調(diào)、電磁爐)、電子稱、智能電表 等數(shù)碼管,可適用于24小時(shí)長期連續(xù)工作的應(yīng)用場合。

二、 特性說明

? 兩種顯示模式（8段×4位 和 7段×4位）

? 支持單個(gè)按鍵7x4bit(28個(gè)按鍵)和組合按鍵（4個(gè)）

? 8級亮度可調(diào)

? 段驅(qū)動(dòng)電流大于25mA,位驅(qū)動(dòng)電流大于150mA

? 高速2線串行接口（CLK,DAT）

? 振蕩方式：內(nèi)置RC振蕩

? 內(nèi)置上電復(fù)位電路

? 內(nèi)置數(shù)據(jù)鎖存電路

? 支持3-5.5V電源電壓

? 抗干擾能力強(qiáng)

? 封裝形式：SOP16、DIP16

三、 管腳定義：

四、管腳功能定義：

五、通訊時(shí)序格式：

FZH110采用圖1中2線串行傳輸協(xié)議通訊：

1、開始信號（START）/結(jié)束信號(STOP)

開始信號：保持 CLK為“1”電平，DAT從“1”跳“0”，認(rèn)為是開始信號，如上圖A段；

結(jié)束信號：保持 CLK為“1”電平，DAT從“0”跳“1”，認(rèn)為是結(jié)束信號，如上圖E段；

2、ACK信號

如果本次通訊正常，芯片在串行通訊的第 8個(gè)時(shí)鐘下降沿后，F(xiàn)ZH110主動(dòng)把 DAT拉低。直到檢測到 CLK來 了上升沿，DAT釋放為輸入狀態(tài)（對芯片而言）,如上圖D段。

3、 寫“1”和寫“0”

寫“1”：保持 DAT為“1”電平，CLK從“0”跳到“1”,再從“1”跳到“0”，則認(rèn)為是寫入“1”如上圖B段。

寫“0”：保持 DAT為“0”電平，CLK從“0”跳到“1”,再從“1”跳到“0”，則認(rèn)為是寫入“0”如 上圖C段。

4、 一個(gè)字節(jié)（8位）數(shù)據(jù)傳輸格式

一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸格式如上圖,數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí) MSB在前，LSB在后，即高位先進(jìn)。微處理器的數(shù)據(jù)通過 2線 串行接口和 FZH110通信，當(dāng) CLK是高電平時(shí)，DAT上的信號必須保持不變；只有 CLK上的時(shí)鐘信號為低電平時(shí)， DAT上的信號才能改變。數(shù)據(jù)輸入的開始條件是 CLK為高電平時(shí)，DAT由高變低；結(jié)束條件是 CLK為高時(shí)，DAT由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

5、 寫顯示操作

ADDRESS：顯示地址（68H、6AH、6CH、6EH）；

DATA：顯示數(shù)據(jù)。

6、 完整操作時(shí)序

command1：系統(tǒng)命令 48H；

command2：系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置；

ADDRESS：顯示地址（68H、6AH、6CH、6EH）；

DATA：顯示數(shù)據(jù)。

備注：

1、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)和寫入顯存數(shù)據(jù)是兩個(gè)獨(dú)立的過程，它們之間的順序不影響實(shí)際應(yīng)用；

2、每次輸入系統(tǒng)命令（48H）和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置命令都會改變系統(tǒng)參數(shù)，請?zhí)貏e注意待機(jī)指令操作。

7、 讀按鍵時(shí)序

command：讀按鍵命令 4FH；

key_data：讀按鍵數(shù)據(jù)（一個(gè)字節(jié)）。

備注：讀按鍵時(shí)數(shù)據(jù)從 FZH110輸出到 MCU，此時(shí)與 FZH110的 DAT相連的 IO口必須設(shè)置為輸入模式且釋放總線；按鍵代碼從高位先出 P7P6P5P4_P3P2P1P0（下劃線便于分辨二進(jìn)制 B和 16進(jìn)制 H)，初始態(tài)為 0010_1110B（2E)。FZH110支持單個(gè)和組合按鍵。

按鍵驅(qū)動(dòng)電路：DIG和 KI腳之間要串聯(lián) 2KΩ電阻，讀按鍵之前必須保證 FZH110處于掃描狀態(tài)即此時(shí)芯 片處于開顯示狀態(tài)。

按鍵按下時(shí)輸出值：(按鍵按下時(shí) P6=1）

在相同的 DIG中，KI1+KI2組合是最優(yōu)先的；除此之外，如果同時(shí)按下多個(gè)按鍵，以按鍵代碼最小的優(yōu)先。 如果不是同時(shí)按下時(shí)，會以最先按下的按鍵為準(zhǔn)。

鍵盤掃描：

1 最多支持 4*7矩陣的 28個(gè)按鍵的鍵盤掃描。在鍵盤掃描期間，DIG用于列掃描輸出，KI用于行掃描輸入。

2 定期在顯示驅(qū)動(dòng)掃描過程插入鍵盤掃描。在鍵盤掃描期間，DIG1~DIG4將依次輸出高電平，其余引腳輸出 低電平。此時(shí)，KI1~KI7輸出被禁止，當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，都被下拉為低電平；當(dāng)有按鍵按下，例如連接 DIG2和 KI2的鍵被按下時(shí)，則當(dāng) DIG2輸出高電平時(shí) KI2輸入高電平。為了避免按鍵抖動(dòng)和外界干擾產(chǎn)生誤碼，芯片 內(nèi)部實(shí)行 2次鍵盤掃描，只有當(dāng) 2次掃描結(jié)果相同時(shí)，按鍵才會被確認(rèn)有效。所以按下按鍵時(shí)間大于 2個(gè)鍵掃 周期。

3 按鍵代碼為 8位，位 7（P7)始終為 0，位 2(P2)始終為 1，位 1和位 0是列掃描碼，位 5~位 3(P5P4P3)是 行掃描碼，位 6(P6)是狀態(tài)碼（鍵按下為 1，鍵釋放為 0）。

例如，連接 DIG2與 KI5的鍵被按下，則按鍵代碼是 65H或者 01101001B；鍵被釋放后，即位 6(P6)為 0， 按鍵代碼通常是 25H或者 00101001B（也有可能是其它值，但是肯定小于 40H）如下表，其中，對應(yīng) DIG1的列 掃描碼為 01B，對應(yīng) KI5行掃描碼為 100B。單片機(jī)可以在任何時(shí)候讀取按鍵代碼，如果需要了解按鍵何時(shí)釋放 可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼位 6（P6）為 0。

按鍵松開時(shí)輸出值：(按鍵釋放 P6=0）

備注：

1 按鍵釋放讀取到的按鍵代碼和有按鍵按下對比本質(zhì)區(qū)別是位 6(P6）是否為 1。

2 按鍵釋放后通常為上述表格，不排除其它情況出現(xiàn)，但是肯定小于 40H。

五、指令集說明

1、 數(shù)據(jù)命令設(shè)置

備注：該規(guī)格書使用的指令是 16進(jìn)制 H，輸入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)都是從高位開始。

2、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

備注：在發(fā)送上述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置命令前需要先輸入系統(tǒng)命令48H,如48H+11H=1級亮度開屏顯示

3、 顯存地址

備注：按照上圖共陰驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng) 4位數(shù)碼管，DIG1-DIG4分別顯示 1 2 3 4,MCU所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)為 (68+06)+(6A+5B)+(6C+4F)+(6E+66)；如果要顯示 1.2.3.4.則先需要將段模式設(shè)置為 8段輸出，MCU所需要發(fā)送 的數(shù)據(jù)為(68+86)+(6A+DB)+(6C+CF)+(6E+E6)。顯示小數(shù)的時(shí)必須為 8段模式下。

4、 段模式與按鍵指示

8 段模式： DP/KP和KI1-KI7功能一樣，均作為段輸出，可以驅(qū)動(dòng)LED或者數(shù)碼管；

7 段模式: KI1-KI7作為段輸出，可以驅(qū)動(dòng)LED或者數(shù)碼管，DP/KP腳作為按鍵掃描標(biāo)志輸出；7段模式 且開屏?xí)r（48H+09H）,在沒有按鍵按下時(shí)DP/KP腳輸出高電平，在有按鍵按下時(shí)，DP/KP腳會輸出低電平， 當(dāng)發(fā)送讀按鍵命令 4FH（或關(guān)屏）DP/KP腳輸出高電平。

5、 待機(jī)與喚醒

待機(jī)：只要系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置命令中位 2（B2）的值為 1，芯片會進(jìn)入待機(jī)模式，待機(jī)模式下芯片停止工作， 但芯片內(nèi)部的顯示數(shù)據(jù)不會改變；

喚醒：芯片進(jìn)入待機(jī)模式后 ，可以通過以下方式喚醒：

1、 發(fā)送一個(gè)非待機(jī)模式系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置指令，如 48H+01H(8級亮度+正常模式+8段模式+開顯示)，其 本質(zhì)為讓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置指令位 2（B2）不為 0；

2、 可以通過KI1-KI4與DIG1-DIG4組成的按鍵喚醒芯片，按下按鍵的時(shí)間必須大于 2個(gè)按鍵掃描周期 (80ms)。注意：關(guān)屏?xí)r無法觀察到按鍵是否能喚醒，所以使用按鍵喚醒時(shí)，請使用待機(jī)指令如 48H+45H(4級亮度+待機(jī)模式+開顯示)。

6、 開屏與關(guān)屏

開屏：當(dāng)發(fā)送開屏命令且為正常工作模式時(shí)，DIG1-DIG4開始進(jìn)行掃描；

關(guān)屏：當(dāng)發(fā)送關(guān)屏命令時(shí)芯片停止工作，開屏后需要重新對芯片進(jìn)行初始化操作；

六、完整操作流程圖：

七、應(yīng)用電路：

FZH110驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼屏硬件電路圖：

▲注意：

1、VDD、GND之間濾波電容在PCB板布線應(yīng)盡量靠近FZH110芯片放置,加強(qiáng)濾波效果；盡量減小電源 與地網(wǎng)絡(luò)環(huán)路面積，為電源及地網(wǎng)絡(luò)提供不小于0.5mm的走線。

2、DAT、CLK口必須接下拉電容，建議100pF；必須接上拉電阻，建議為10KΩ。

3、因藍(lán)光數(shù)碼管的導(dǎo)通壓降壓約為3V,因此FZH110供電應(yīng)選用5V。

4、芯片工作在如電磁爐等較強(qiáng)干擾環(huán)境下時(shí)，建議適當(dāng)降低FZH110與MCU通信頻率，可在通信口上串100Ω電阻。

八、 電氣參數(shù)：

極限參數(shù)（Ta =25℃）

電氣特性（測試條件：Ta=25℃，VCC=5V）

內(nèi)部時(shí)序參數(shù)（測試條件：Ta=25℃，VCC=5V）

時(shí)序特性（Ta =25℃,VCC =5V）

注：

1本表計(jì)量單位以納秒即 10-9,，未注明最大值則理論值可以無窮大。

2針對不同上位機(jī)平臺和硬件接口配置，平均數(shù)據(jù)傳輸速率會出現(xiàn)較大的差異，建議值為 100KHz以下。

時(shí)序波形圖：

九、IC封裝示意圖：

SOP16 封裝尺寸

DIP16 封裝尺寸

審核編輯 黃宇